Forskare använder satellitbilder för att övervaka skogarnas förhållanden, grödor och miljön, men deras forskning bygger på att bilderna exakt mäter ljuset som reflekteras från jorden.

Bildtekniker vid South Dakota State University identifierar fler sajter över hela världen för att fastställa riktigheten av dessa bilder genom ett samarbete med Google Earth Engine. Fler kalibreringsplatser kommer att öka precisionen genom att tillåta forskare att välja platser som är idealiskt lämpade för specifika spektralband av reflekterat ljus.

SDSU-forskare använder satellitdata, till exempel, att förutsäga risken för West Nile-virus i South Dakota under sommaren. Andra spår hur torkan påverkar avskogningen i Brasilien och huruvida tekniker för skogsbränder i västra USA påverkar storleken och frekvensen av bränderna.

Specifikt, bildtekniker Larry Leigh identifierade pseudo-invarianta kalibreringsställen, känd som PICS. Dessa platser är belägna på avlägsna platser, som öknar och torra sjöbäddar, där ytegenskaperna och därmed reflektansen, förändras inte med tiden.

Som ett resultat, en markpersonal behöver bara besöka platsen en gång för att göra mätningar, snarare än att utplaceras varje gång som satelliten passerar över platsen. Det minskar betydligt kostnaden för kalibrering av satellitsensorer.

Genom $46, 000 Google Earth Engine -forskningspris, Leigh och tre doktorander har direktåtkomst till Googles arkiv som inkluderar U.S. Geological Survey Center for Earth Resources Observation and Science -bilder och datorkraft för att sammanställa bilderna via Google Earth Engine och dess molnberäkningsmöjligheter.

Efter att ha sökt världen över efter PICS med bilder från Landsat 5, 7 och 8, forskarna hittade platser som är idealiska för att kalibrera specifika spektralband, enligt doktoranden Ruchira Tabassum. Sensorerna på Landsat 8, till exempel, detektera 11 spektralband, medan de på Landsat 7 samlar in data om 8 spektralband, enligt USGS Landsat hemsida.

Tidigare, en plats användes för alla spektralband. Dock, Tabassum, sa, "Den nya metoden utvärderar varje plats, identifiera de bästa för varje spektralband." Det kommer att hjälpa till att säkerställa att data som satellitsensorerna registrerar exakt mäter ljusenergin som reflekteras från jorden.

Vidare, Leigh förklarade, upptäckten av nya PICS har också gjort det möjligt för bildteknikerna att öka den övergripande tillförlitligheten hos satellitsensorer, både nu och med hänvisning till historiska bilder.

Under de senaste 40 åren, sensorerna ombord på satelliter har blivit mer tillförlitliga. Den första specifikationen för Landsat 1 -kalibrering var ett fel på 15 procent, men för Landsat 8, felet, känd som osäkerhetströskeln, har sänkts till 3 procent. Genom att ha fler PICS kan bildteknikerna skjuta upp osäkerhetströskeln till under 1 procent, enligt Leigh.

Dessutom, doktoranden Mahesh Shrestha har börjat dra nytta av dessa nya webbplatser som kommer att leda till omkalibrering av bilder från tidigare instrument, som Landsat 1, använda de långsiktiga datamängderna från dessa nya PICS. Detta kommer att säkerställa att en bild tagen på en viss plats för 40 år sedan är lika tillförlitlig som en som togs för två dagar sedan.

"Det här är ett sifferspel, ", sa Leigh. "Vi behöver så mycket data som möjligt för att kunna utföra statistisk validering av resultaten genom att förbättra frekvensen av bildförvärv, noggrannhet av mätningar och analyshastighet för att upptäcka sensordrift."

Med antalet satelliter som ökar varje år, kalibrering av sensorer ombord är avgörande för att ge korrekta avläsningar. "Användningen av nya PICS ökar vår förmåga att utföra dessa kalibreringar exakt och effektivt, ", tillade Leigh.