La nueva cadena de preprocesado Landsat de Eurimage y su efecto en el PNT

Transcripción

1 La nueva cadena de preprocesado Landsat de Eurimage y su efecto en el PNT Xavier Pons y Jordi Cristóbal Departamento de Geografía UAB y CREAF

2 1. Geometría 1.1. Especificaciones Eurimage 1.2. Problemas detectados 2. Radiometría 2.1. La referencia USGS: Su cadena de procesado para las misiones Landsat 2.2. Estado actual Eurimage 2.3. Nueva cadena Eurimage de procesado para las imágenes Landsat-5 TM 2.4. Errores detectados en la cadena de procesado previa y en la nueva 3. Formato

3 1. Geometría 1.1. Especificaciones Eurimage Nuevo producto GTC (Terrain Corrected), basado en MDE del SRTM de 90m y una base de datos de puntos de control. RMS < 50 m en llano y montaña Opinión: Error demasiado grande para Landsat ( >150 m en algunos puntos de la imagen) Dátum WGS84 Necesidad de conversión en algunos casos

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7 1.2. Problemas detectados Los errores geométricos no son raros, incluso en zonas de aparente baja problemática. En algunos casos se puede comprender por haber bastantes nubes, pero en otros no parece justificado.

8 SPOT-IGN La nueva cadena vs Landsat de preprocesado Landsat de Eurimage Eurimage ,

9 SPOT-IGN La nueva cadena vs Landsat de preprocesado Landsat de Eurimage Eurimage ,

10 SPOT-IGN vs Landsat La nueva cadena de preprocesado Landsat de Eurimage Eurimage ,

11 SPOT-IGN La nueva cadena vs Landsat de preprocesado Landsat de Eurimage Eurimage ,

12 SPOT-IGN La nueva cadena vs Landsat de preprocesado Landsat de Eurimage Eurimage ,

13 SPOT-IGN La nueva cadena vs Landsat de preprocesado Landsat de Eurimage Eurimage ,

14 SPOT-IGN La nueva cadena vs Landsat de preprocesado Landsat de Eurimage Eurimage ,

15 2. Radiometría 2.1. La referencia USGS: Su cadena de procesado para las misiones Landsat Dado el origen de Landsat parece que debería prestarse atención a los procesos USGS. Usará la ESA estos coeficientes para el resto de la serie Landsat? Una previa... NLAPS y LPGS: National Landsat Archive Processing System NLAPS Level 1 Product Generating System LPGS

16 2) Escalado: Después de la corrección radiométrica, en el producto 1G: 1. LPGS escala los valores entre Valor 0 como NODATA. 2. NLAPS escala los valores entre y usa también el valor 0 como NODATA, excepto en ETM+ procesado post 5-abril-2004, que también escala La nueva cadena de preprocesado Landsat de Eurimage Principales diferencias entre las cadena de procesado NLAPS y LPGS 1) Corregistro de las bandas

17 Principales diferencias entre las cadena de procesado NLAPS y LPGS 3) Recorte de los límites de la imagen LPGS NLAPS Más en Landsat handbook y en Cristóbal, Pons y Serra (2004), Revista de Teledetección 21:55-59

18 Conversión USGS de DN a radiancias: Landsat-1, 2 y 3 MSS Actualmente cadena de procesado NLAPS Coeficientes sin cambio

19 Conversión USGS de DN a radiancias: Landsat-4 TM Actualmente formato NLAPS y coeficientes según el Internal Calibrator (IC) A mediados del 2009 se aplicará transición a formato LPGS y redefinición de los coeficientes según un nuevo Lifetime gain model

20 Conversión USGS de DN a radiancias: Landsat-5 TM Actualmente en formato LPGS aunque quedan unas escenas en NLAPS conocidas como TM-A (imágenes corregidas radiométricamente). Los coeficientes de conversión no se extraen del IC nuevo Lifetime gain model basado en la respuesta de los detectores del IC, validación cruzada con imágenes Landsat-7 ETM+ y medidas en zonas de desierto pseudo-invariantes. substitución LUT03 por LUT07. Nuevos coeficientes para las bandas: 1-5 y 7 según dos nuevos periodos temporales marzo 1984 diciembre 1991 y enero 1992 presente. En el caso del térmico los coeficientes son los mismos pero debe sumarse W m -1 sr -1 µm -1 a las radiancias finales no se documenta en los metadatos!

21 Conversión USGS de DN a radiancias: Landsat-7 ETM+ Presenta los mismos coeficientes de conversión que los originales publicados por Richard Irish (1998) y disponibles en el Landsat 7 Science Data Users Handbook y que aparecen también en los metadatos.

22 2.2. Estado actual Eurimage Nueva cadena de procesado. Según ESA se sigue el protocolo descrito en Chander et al. (2007) para la conversión de DN a radiancias en el caso de Landsat-5 TM. Y para MSS, Landsat-4 TM y Landsat-7 ETM+? De momento no lo sabemos. Suponemos que seguirán el protocolo de Chander et al. (2009) Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS,TM, ETM+ and EO-1 ALI sensors. Remote Sensing of Environment, Vol. 113, pp

23 2.3 Nueva cadena de procesado Eurimage para las imágenes Landsat-5 TM Situación actual ESA usa los coeficientes en los metadatos del periodo para Landsat-5 TM según Chander et al. (2003) pero problema en en el segundo decimal. Según la Nueva Cadena de Procesado los coeficientes se corresponden con los de Chander et al. (2007) donde la cadena de procesado es NLAPS en cambio, los coefientes documentados se parecen más a Chander et al. (2009) usando la cadena de procesado LPGS (sin 0).

24 2.3 Nueva cadena de procesado Eurimage para las imágenes Landsat-5 TM Landsat TM products are calibrated with new Life Time Gain Model (LUT07 model) algorithm (taking ino account instrument degradation). Coefficients of the lifetime gain model are stored intro the L5 CPF. Se anuncia que corregirán mejor el bandeado.

25 2.4. Errores detectados en la cadena de procesado previa y en la nueva

26 2.4 Errores detectados en la previa cadena de procesado Fecha de adquisición From March 1, 1984 to May 4, 2003 From May 5, 2003 Banda LMIN* LMAX (IC) * LMIN* LMAX (IC) * From March 1, 1984 to May 4, 2003 LMIN* LMAX (IC) * Coeficientes según Chander et al. (2003) Metadatos actuales imágenes PNT Actualmente se usan los coeficientes del primer periodo marzo 1984-mayo 2003 en lugar de los coeficientes a partir de mayo

27 2.4 Errores detectados en la previa cadena de procesado Fecha de adquisición From March 1, 1984 to May 4, 2003 From May 5, 2003 Banda LMIN* LMAX (IC) * LMIN* LMAX (IC) * From March 1, 1984 to May 4, 2003 LMIN* LMAX (IC) * Coeficientes según Chander et al. (2003) Metadatos actuales imágenes PNT Decimales truncados en la primera cifra decimal

28 2.4 Errores detectados en la nueva cadena de procesado En el caso del térmico los coeficientes son los mismos pero debe sumarse W m -1 sr -1 µm -1 a las radiancias finales al igual que en el caso del USGS no se documenta en los metadatos

29 2.4 Errores detectados en la nueva cadena de procesado Fecha de procesamiento Fecha de adquisición Imágenes originales formato CEOS (SYS) From April 2, Present From Mar 1, 1984 to Dec 31, 1991 From Jan 1, 1992 to Present Banda LMIN* LMAX (LUT07) * LMIN* LMAX (LUT07) * ESA: Metadatos de las imágenes 1G error en el segundo decimal

30 La nueva 2.4 Errores cadena de detectados preprocesado en Landsat la nueva de Eurimage cadena de procesado Producto corregido geométricamente (GTC) Diferencia de criterio con el USGS al documentar los valores de LMIN y LAMX y QCALMIN y QCALMAX Falta documentación respecto al sentido de 255. Si 255 parece truncado a 254, y es LPGS, se ha perdido el 0 y el 255? Imagen corregida geométricamente USGS (L1T) Imagen corregida geométricamente ESA (L1T) GROUP = MIN_MAX_RADIANCE GROUP = MIN_MAX_RADIANCE LMAX_BAND1 = LMAX_BAND1 = LMIN_BAND1 = LMIN_BAND1 = LMAX_BAND2 = LMAX_BAND2 = LMIN_BAND2 = LMIN_BAND2 = LMAX_BAND3 = LMAX_BAND3 = LMIN_BAND3 = LMIN_BAND3 = LMAX_BAND4 = LMAX_BAND4 = LMIN_BAND4 = LMIN_BAND4 = LMAX_BAND5 = LMAX_BAND5 = LMIN_BAND5 = LMIN_BAND5 = LMAX_BAND6 = LMAX_BAND61 = LMIN_BAND6 = LMIN_BAND61 = LMAX_BAND62 = LMIN_BAND62 = LMAX_BAND7 = LMAX_BAND7 = LMIN_BAND7 = LMIN_BAND7 = LMAX_BAND8 = LMIN_BAND8 = END_GROUP = MIN_MAX_RADIANCE END_GROUP = MIN_MAX_RADIANCE GROUP = MIN_MAX_PIXEL_VALUE GROUP = MIN_MAX_PIXEL_VALUE QCALMAX_BAND1 = QCALMAX_BAND1 = QCALMIN_BAND1 = 1.0 QCALMIN_BAND1 = 27.0 QCALMAX_BAND2 = QCALMAX_BAND2 = QCALMIN_BAND2 = 1.0 QCALMIN_BAND2 = 8.0 QCALMAX_BAND3 = QCALMAX_BAND3 = QCALMIN_BAND3 = 1.0 QCALMIN_BAND3 = 6.0 QCALMAX_BAND4 = QCALMAX_BAND4 = QCALMIN_BAND4 = 1.0 QCALMIN_BAND4 = 4.0 QCALMAX_BAND5 = QCALMAX_BAND5 = QCALMIN_BAND5 = 1.0 QCALMIN_BAND5 = 1.0 QCALMAX_BAND6 = QCALMAX_BAND61 = QCALMIN_BAND6 = 1.0 QCALMIN_BAND61 = QCALMAX_BAND62 = QCALMIN_BAND62 = QCALMAX_BAND7 = QCALMAX_BAND7 = QCALMIN_BAND7 = 1.0 QCALMIN_BAND7 = 1.0 QCALMAX_BAND8 = QCALMIN_BAND8 = END_GROUP = MIN_MAX_PIXEL_VALUE END_GROUP = MIN_MAX_PIXEL_VALUE

31 3. Formato GeoTIFF en bandas separadas + quicklook + metadatos en 2 ficheros de texto Opinión: Como en USGS, es una lástima perder los metadatos CEOS de historia del proceso, datos finos de tratamiento, etc.

32 Conclusiones Debería comentarse a Eurimage: Necesidad de mejor geometría. Radiometría coherente al 100% con USGS: Todos los sensores, no sólo Landsat-5 TM. Incluir desplazamiento en banda 6. Evitar la pérdida de decimales. Criterio unificado de Lmin, etc. Preferencia del Formato oficial CEOS, mucho más rico en metadatos, y procesado LPGS, con NODATA diferenciado de 0 radiométrico.

33 Muchas gracias! Xavier Pons y Jordi Cristóbal. Departamento de Geografía UAB y CREAF