Atmospheric Correction for Water Surface Measurements of Imaging Spectrometer

Abstract

Työn aiheena on ilmakehäkorjaus spektrometriaineistoille. Suomen ympäristökeskuksessa on mitattu lentokonekäyttöisellä AISA spektrometrillä järvi- ja rannikkoalueita veden laadun määrittämiseksi. Ilmakehässä tapahtuu sirontaa ja absorptiota, joka vaikuttaa lentokoneesta ja satelliitista tehtyihin mittauksiin. AISA on kuvaava instrumentti, joka havaitsee usealla kapealla aallonpituusalueella, kanavalla. AISAn mittaa näkyvän valon ja lähi-infrapunan alueella, jossa lähinnä sironta häiritsee havaintoja. Ilmakehän vaikutusten poistamiseksi on testattu korjausmallia, joka perustuu säteilyn kulun simulointiin MODTRAN mallinnuskoodilla. MODTRAN tuloksista lasketaan kertoimet, joiden avulla AISAn havainnot korjataan. Korjauksen nopeuttamiseksi Suomen ympäristökeskuksessa on suunniteltu ja toteutettu ohjelmisto, jonka avulla voidaan kokeilla joustavasti useita ilmakehäparametrejä peräkkäin ja vertailla tuloksia keskenään. Ilmakehän mallinnuksessa on käytetty lähtötietoina Ilmatieteen laitoksen numeerista sääennustemallia.

Menetelmää on käytetty vuosina 1996-1998 tehtyjen lentokampanjoiden korjaamiseen. Ilmakehäkorjauksesta on hyötyä, kun käytetään eri mittauskampanjoissa havaittua aineistoa vedenlaadun monitoroinnissa. Käytettäessä yksittäisten lentokampanjoiden aineistoja ilmakehäkorjauksesta ei ole vastaavaa hyötyä. Ilmakehäkorjaus vähensi sironnan vaikutusta. Ilmakehän absorption korjaus vaatisi joko tarkemman kalibroinnin instrumentille tai leveämmät kanavat aallonpituusalueilla, joissa absorptiota ilmenee. Verrattuna mittauksiin veden pinnan lähellä, spektrin muoto ei kaikilla aallonpituusalueilla korjaantunut vastaavaksi. Veden sameuden, kiintoaineen ja näkösyvyyden määrityksessä tulokset paranivat korjauksen jälkeen. Sen sijaan klorofyllia:n määrityksessä tulokset eivät parantuneet.