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    Les ingénieurs en imagerie améliorent la précision des images satellite

    De nouveaux sites d'étalonnage pseudo-invariants en Afrique du Nord ont été identifiés grâce à un partenariat avec Google Earth Engine. Crédit :Université d'État du Dakota du Sud

    Les scientifiques utilisent des images satellites pour surveiller l'état des forêts, les cultures et l'environnement, mais leurs recherches reposent sur ces images mesurant avec précision la lumière réfléchie par la Terre.

    Les ingénieurs en imagerie de l'Université d'État du Dakota du Sud identifient davantage de sites dans le monde avec lesquels déterminer l'exactitude de ces images grâce à un partenariat avec Google Earth Engine. Un plus grand nombre de sites d'étalonnage augmentera la précision en permettant aux scientifiques de sélectionner des sites parfaitement adaptés à des bandes spectrales spécifiques de lumière réfléchie.

    Les scientifiques du SDSU utilisent les données satellitaires, par exemple, pour prédire le risque de virus du Nil occidental dans le Dakota du Sud pendant l'été. D'autres suivent comment la sécheresse affecte la déforestation au Brésil et si les techniques de gestion des incendies de forêt dans l'ouest des États-Unis ont un impact sur la taille et la fréquence des incendies.

    Spécifiquement, L'ingénieur en imagerie Larry Leigh a identifié des sites d'étalonnage pseudo-invariants, connu sous le nom de PICS. Ces sites sont situés dans des endroits reculés, comme les déserts et les lits de lacs asséchés, où les propriétés de surface et donc la réflectance, ne change pas avec le temps.

    Par conséquent, une équipe au sol n'a besoin de visiter le site qu'une seule fois pour prendre des mesures, plutôt que d'être déployé chaque fois que le satellite passe au-dessus de l'emplacement. Cela réduit considérablement le coût de l'étalonnage du capteur satellite.

    Grâce aux 46 $, 000 prix de recherche Google Earth Engine, Leigh et trois étudiants diplômés ont un accès direct aux archives de Google qui incluent les images du U.S. Geological Survey Center for Earth Resources Observation and Science et la puissance de calcul pour compiler les images via Google Earth Engine et ses capacités de cloud computing.

    Même les banquises du Groenland peuvent servir de sites d'étalonnage pseudo-invariants possibles pour les satellites d'imagerie de la Terre. Ces nouveaux sites ont été identifiés lors d'une recherche mondiale rendue possible grâce à un partenariat entre le South Dakota State University Image Processing Laboratory et Google Earth Engine. Crédit :Université d'État du Dakota du Sud

    Après avoir recherché PICS dans le monde entier à l'aide d'images de Landsat 5, 7 et 8, les chercheurs ont trouvé des emplacements parfaitement adaptés à l'étalonnage de bandes spectrales spécifiques, selon l'étudiante diplômée Ruchira Tabassum. Les capteurs sur Landsat 8, par exemple, détecter 11 bandes spectrales, tandis que ceux de Landsat 7 collectent des données sur 8 bandes spectrales, selon le site Web de l'USGS Landsat.

    Précédemment, un site a été utilisé pour toutes les bandes spectrales. Cependant, Tabassum, mentionné, « La nouvelle approche évalue chaque emplacement, identifier les meilleurs pour chaque bande spectrale. » Cela aidera à garantir que les données enregistrées par les capteurs satellitaires mesurent avec précision l'énergie lumineuse réfléchie par la Terre.

    Par ailleurs, Leigh a expliqué, la découverte de nouveaux PICS a également permis aux ingénieurs en imagerie d'augmenter la fiabilité globale des capteurs satellites, à la fois maintenant et en référence aux images historiques.

    Au cours des 40 dernières années, les capteurs à bord des satellites sont devenus plus fiables. La spécification initiale pour l'étalonnage Landsat 1 était une erreur de 15 pour cent, mais pour Landsat 8, l'erreur, connu sous le nom de seuil d'incertitude, a été réduit à 3 pour cent. Avoir plus de PICS permet aux ingénieurs d'imagerie de pousser ce seuil d'incertitude en dessous de 1 %, selon Leigh.

    En outre, le doctorant Mahesh Shrestha a commencé à profiter de ces nouveaux sites qui conduiront à recalibrer les images des instruments passés, comme Landsat 1, en utilisant les ensembles de données à long terme de ces nouveaux PICS. Cela garantira qu'une image prise sur un site particulier il y a 40 ans est aussi fiable qu'une prise il y a deux jours.

    "C'est un jeu de nombres, " a déclaré Leigh. "Nous avons besoin d'autant de données que possible pour pouvoir effectuer une validation statistique sur les résultats en améliorant la fréquence des acquisitions d'images, précision des mesures et vitesse d'analyse pour détecter la dérive du capteur."

    Le nombre de satellites augmentant chaque année, l'étalonnage des capteurs embarqués est essentiel pour produire des lectures précises. « L'utilisation du nouveau PICS augmente notre capacité à effectuer ces étalonnages avec précision et efficacité, " ajouta Leigh.


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