Estudio de la influencia de la geometría de observación en las correcciones atmosféricas de un sensor del color del mar
Date
2023-12Author
Romero Carena, Augusto
Advisor
Tauro, Carolina Beatriz
Metadata
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Las técnicas de teleobservación satelital se han convertido en una herramienta fundamental para el
monitoreo de nuestro planeta. Dentro de ellas se destaca la teleobservación del Color del Mar, que se
basa en el estudio de las variaciones espectrales de la radiancia que emerge de la superficie del mar en
el rango del visible. Los datos de color del mar permiten monitorear la productividad primaria de los
mares mediante la estimación de la cantidad de fitoplancton presente en ellos, el monitoreo de sedimentos
costeros y cambios en la calidad del agua costera debidos a fenómenos como las floraciones algales.
Un proceso clave para llegar a estas variables consiste en obtener la radiancia que emerge desde la
superficie del mar a partir de la radiancia que llega al sensor satelital en el tope de la atmósfera. Este
proceso se conoce como correcciones atmosféricas, ya que la mayor contribución que se requiere limpiar
de la señal es debida a la interacción de la radiación con los componentes de la atmósfera. Los modelos de
correcciones atmosféricas actualmente operativos dependen fuertemente de las caracterı́sticas espectrales
y la geometrı́a de adquisición de cada sensor en particular.
Este plan de trabajo se plantea en el marco de la misión SABIA-Mar que está siendo desarrollada
actualmente por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) dentro del marco del Plan
Espacial Nacional, con lanzamiento estimado para el año 2025. Los sensores para la teledetección del color
del mar a bordo de SABIA-Mar tienen una geometrı́a de observación multiangular, en contraposición a
la geometrı́a usual con un único ángulo de visión.
En este trabajo se analizó el desempeño del algoritmo de correcciones atmosféricas estándar para una
geometrı́a de adquisición donde el ángulo de observación depende de la longitud de onda. Se compararon
los errores cometidos respecto al caso de una geometrı́a con un único ángulo de observación. Si bien
se observa una leve pérdida de la precisión en la región de los 412nm, los resultados obtenidos son
prometedores y sugieren que es factible obtener valores de reflectancia saliente del agua con errores
comparables al caso estándar.
Satellite remote sensing techniques have become a fundamental tool for monitoring our planet. Among
them, Sea Color Remote Sensing stands out, which is based on studying the spectral variations of
radiance emerging from the sea surface in the visible range. Sea color data allows monitoring the primary
productivity of the oceans by estimating the amount of phytoplankton present in them, monitoring coastal
sediments, and changes in coastal water quality due to phenomena such as algal blooms.
A key process to obtain these variables involves obtaining the radiance emerging from the sea surface
from the radiance reaching the satellite sensor at the top of the atmosphere. This process is known as
atmospheric corrections, as the main contribution that needs to be cleaned from the signal is due to
the interaction of radiation with atmospheric components. Currently operational atmospheric correction
models heavily depend on the spectral characteristics and acquisition geometry of each particular sensor.
This work is proposed within the framework of the SABIA-Mar mission, which is currently being
developed by the Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) within the framework of the
National Space Plan, with an estimated launch in 2025. The sensors for sea color remote sensing aboard
SABIA-Mar have a multi-angular observation geometry, in contrast to the usual geometry with a single
viewing angle.
In this study, the performance of the standard atmospheric correction algorithm was analyzed for an
acquisition geometry where the observation angle depends on the wavelength. Errors were compared to
the case of a geometry with a single viewing angle. Although a slight loss of accuracy is observed in the
412nm region, the results obtained are promising and suggest that obtaining outgoing water reflectance
values with errors comparable to the standard case is feasible.
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