3.5.5. Sentinel-2 Stufe-2 Produkte

Zuletzt geändert von Barbara Debre am 2018/08/22 11:08

Index

  • Optische Dicke von Aerosol
  • Wasserdampf
  • Bildklassifikation
  • Blattflächenindex
  • Anteil der Vegetationdecke
  • Aufnahme der absorbierten photosynthetisch aktiven Strahlung
  • normierter differenzierter Vegetationsindex
  • Cloud Maske
  • Signal-Rausch-Verhältnis
  • Breitband hemisphärisch-richtungsweisende Reflexionsfaktoren

die optische Dicke (AOT) von Aerosol bietet eine Maßnahme zur visuellen Transparenz der Atmosphäre. Es wird mit dem DDV-Algorithmus (dichte dunkle Vegetation) abgeleitet, mit dem (SWIR) Frequenzbereich 12 und korreliert seine Reflexion mit den Frequenzbereichen 4 (rot) und 2 (blau). Der Algorithmus verlangt, dass die Bild Bezugsbereiche des bekannten Reflexionsverhaltens enthält, vorzugsweise dichte dunkle Vegetation (DDV) und/oder dunkle Boden-und Wasserkörper.

 

Wasserdampf Rückgewinnung über Land erfolgt mit dem atmosphärischen, vorkorrigierten Differentielle Absorptions Algorithmus (APDA, [6]), der auf die beiden Sentinel-2-Frequenzbereiche B8a und B9 angewendet wird. Bereich 8a ist der Referenzkanal in einer atmosphärischen Fensterregion. Der Bereich B9 ist der Messkanal in der Absorptionsregion. Die Absorptionstiefe wird durch die Berechnung der Ausstrahlung für eine Atmosphäre ohne Wasserdampf bewertet, vorausgesetzt, dass die Oberflächenreflexion für den Messkanal die gleiche ist wie für den Referenzkanal. Die Absorptionstiefe ist dann ein Maß für den Wasserdampf Spalteninhalt.

 

Die Hauptausgabe des Moduls Cloud Screening und Bildklassifikation besteht aus einer Bildklassifikationskarte. Zusammen mit der Bildklassifikationskarte werden zwei Qualitätsindikatoren zur Verfügung gestellt: eine Cloud Confidence Karte und eine Schnee Confidence Karte mit Werten von 0 bis 100 (%).

Quelle:

Müller-Wilm, U., Louis, J., Richter, R., Gascon, F., Niezette, M., 2013. Sentinel-2 Level 2a Prototype Processor : Architecture , Algorithms and First Results. ESA Living Planet Symp. 2013, Edinburgh, UK 2013, 3–10.

Die folgende Abbildung vergleicht die Cloud Maske der Stufe 1C und die Bildklassifikation.

Die Blattflächenindex (LAI) ist eine maßlose Menge, die Pflanzen Laubflächen charakterisiert. Es ist definiert als die einseitige grüne Blattfläche pro Einheit  Bodenoberfläche (LAI = Blattfläche/Grundfläche, m2/m2) in breitblättrigen Laubflächen. In Nadelbäumen wurden drei Definitionen für LAI verwendet:

  • die Hälfte der gesamten Nadelfläche pro Einheit Bodenoberfläche 
  • projiziert (oder einseitig, in Übereinstimmung mit der Definition für breitblättrigen Laubflächen) Nadelbereich pro Einheit Bodenfläche
  • Gesamtfläche der Nadelflächen pro Bodenfläche

LAI reicht von 0 (freiliegender Boden) bis über 10 (dichte Nadelwälder)

Quellen:

Atzberger, C., Richter, K., 2012. Spatially constrained inversion of radiative transfer models for improved LAI mapping from future Sentinel-2 imagery. Remote Sens. Environ. https://doi.org/10.1016/j.rse.2011.10.035

Zheng, G., Moskal, L.M., 2009. Retrieving Leaf Area Index (LAI) Using Remote Sensing: Theories, Methods and Sensors. Sensors 9, 2719–2745. https://doi.org/10.3390/s90402719

Der Anteil der Vegetationsabdeckung (FCover) entspricht dem Anteil des Bodens der von grüner Vegetation bedeckt ist. Praktisch quantifiziert er das räumliche Ausmaß der Vegetation. Da es unabhängig von der Beleuchtungsrichtung ist und empfindlich auf die Vegetationsmenge ist, ist FCover ein sehr guter Kandidat für den Austausch klassischer Vegetationsindizes zur Überwachung von Ökosystemen.

Quelle:

Verrelst, J., Muñoz, J., Alonso, L., Delegido, J., Rivera, J.P., Camps-Valls, G., Moreno, J., 2012. Machine learning regression algorithms for biophysical parameter retrieval: Opportunities for Sentinel-2 and -3. Remote Sens. Environ. https://doi.org/10.1016/j.rse.2011.11.002

Der Anteil der absorbierten photosynthetisch aktiven Strahlung (FAPAR) ist der Anteil der eingehenden Sonneneinstrahlung in der photosynthetisch aktiven Strahlungsspektralregion, die von einem photosynthetischen Organismus absorbiert wird, der typischerweise das Licht beschreibt Absorption über ein integriertes Pflanz Dach. Diese biophysikalische Variable steht in direktem Zusammenhang mit der primären Produktivität der Photosynthese und einige Modelle nutzen Sie, um die Assimilation von Kohlendioxid in der Vegetation zu schätzen.

The Fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation (FAPAR) is the fraction of the incoming solar radiation in the Photosynthetically Active Radiation spectral region that is absorbed by a photosynthetic organism, typically describing the light absorption across an integrated plant canopy. This biophysical variable is directly related to the primary productivity of photosynthesis and some models use it to estimate the assimilation of carbon dioxide in vegetation.

F. Baret, M. Weiss, R. Lacaze, F. Camacho, H. Makhmara, P. Pacholcyzk, B. Smets, 2013 GEOV1: LAI and FAPAR essential climate variables and FCOVER global time series capitalizing over existing products. Part1: Principles of development and production, Remote Sens. Environ 2013, Vol 137, 299-309,

The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) is a simple graphical indicator that can be used to analyze remote sensing measurements, typically, but not necessarily, from a space platform, and assess whether the target being observed contains live green vegetation or not. The index can be computer with the atmosphericaly corrected near infra-red (NIR) and red bands see the formula bellow.

 

The cloud mask is generated at Level-1C and is based on the 60 m resolution constituent spectral bands (Band 1 at 443 nm or Band 2 at 490 nm, Band 10 at 1 375 nm and a SWIR of either Band 11 at 1 610 nm or Band 12 at 2 190 nm). To minimise the potential errors arising as a result of an outlying value (such as a geometric error, or the presence of a highly reflective object in the VIR) and to ensure that any pixel flagged as cloud-free is truly cloud-free, an additional morphology-based filtering step is undertaken. Under this filtering, the presence of spatially isolated pixel values is mitigated (erosion), followed by a dilation of local values into the gap.

The signal to noise ratio (SNR) bands are calculated from images ofthe MSI sun diffuser are provided at level-1C and consists of three 60 meter spatial resolution bands which are mainly for cloud screening and atmospheric corrections.