مدل سازی اتمسفر

شبیه سازی تصاویر ماهواره ای اهمیت بسزایی در مطالعات سنجش از دوری دارد. این شبیه سازی می تواند پیش از پرتاب ماهواره جهت توسعه الگوریتم های مختلف، طراحی سنجنده برای کاربردهای خاص و یا در تخمین کمی پارامترهای مختلف گیاهی و خاک مورد استفاده قرار گیرد. رادیانس ثبت شده به وسیله سنجنده در بالای اتمسفر تابعی پیچیده از برهم کنش تابش خورشید با اتمسفر و عوارض موجود در سطح زمین است. این رادیانس به صورت ترکیبی از رادیانس های بازتابیده از پیکسل مورد مطالعه، اتمسفر و همچنین نواحی پیرامون پیکسل است مدل های فیزیک- پایه مختلفی برای مدل سازی این فرآیند پیشنهاد شده اند که می توانند رادیانس بازتابیده از سطح زمین و اتمسفر را بازسازی کنند. در این مطالعه شبیه سازی بازتابندگی و رادیانس تصاویر سنجش از دوری ابرطیفی بالای اتمسفر با ترکیب مدل فیزیک- پایه SLC و مدل اتمسفری MODTRAN4 و با استفاده از مدل بهبود یافته چهار جریانه ارائه شده است. تصاویر ماهواره ای ابرطیفی CHRIS-Proba و چندطیفی LANDSAT-5 جهت ارزیابی مدل با استفاده از داده های زمینی منطقه باراکس اسپانیا سال 2009 شبیه سازی شده اند. مقایسه تصاویر شبیه سازی شده با تصاویر واقعی بیانگر عملکرد مناسب مدل پیشنهادی با متوسط خطای RMSE بهتر از 02/0 برای بازتابندگی پوشش گیاهی است.

تروپوسفر لایه ای از اتمسفر است که از گازهای خشک و بخار آب تشکیل شده است که باعث تأخیر در زمان انتشار امواج الکترومغناطیس و در نتیجه خطا در تعیین موقعیت دقیق می شود. این تأثیر به طور خاص برای تکنیک های ژئودزی فضایی بسیار بحرانی تلقی می شود. برای مدل سازی این خطا روش های مختلفی پیشنهاد شده است که از جمله مطرح ترین آنها می توان به روش های ردیابی اشعه سه بعدی و استفاده از توابع نگاشت اشاره کرد. ردیابی اشعه سه بعدی، روشی مستقیم برای این برآورد تلقی می شود. در این مقاله مقایسه هایی بین این روش و روش استفاده از توابع نگاشت که بطور معمول مورد استفاده قرار می گیرند، انجام شده است. براساس این تحقیق مشخص می شود که در شرایط مختلف و برای رسیدن به دقت های مورد نظر از کدام روش استفاده شود و اولویت با کدام روش است. در این مقایسه از توابع نگاشت VMF و GMF استفاده شده است که در تکنیک های ژئودزی فضایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. برای این منظور داده های سال 2008 و 2011 ایستگاه های VLBI مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که ایستگاهی که بیشترین رطوبت را دارد ( KOKEE ) در همه بازه های دقت، نیاز به ردیابی اشعه دارد و از توابع نگاشت نمی توان استفاده کرد. همچنین برای رسیدن به دقت کمتر از 10 میلیمتر در ارتفاع ایستگاه بایستی تقریباً در تمام زوایای ارتفاعی ردیابی اشعه استفاده شود و یا برای رسیدن به دقت کمتر از 20 میلیمتر در ارتفاع ایستگاه بایستی تقریباً در زوایای ارتفاعی 0 الی 35 درجه ردیابی اشعه استفاده شود، و برای بقیه زوایا می توان از توابع نگاشت استفاده کرد.