An attempt to perform inter-band calibration validation for Sentinel-2 using snowy sites such as DomeC in Antarctica
Une tentative de validation de l'étalonnage inter-bande de Sentinel 2 à partir de sites neigeux tels que Dome c en Antarctique
Résumé
In the frame of the monitoring of Sentinel 2 MSI sensors in orbit, a method for inter-band calibration validation, using Antarctic site, has been developed and tested. The method relies on the directional hemispheric reflectance found in ASTER data base. In order to consider that the spectral shape of the directional directional reflectance is the same as the directional hemispheric one, wavelengths have to be limited to the spectral range below 0.9 µm. Thus this method cannot perform the inter-band calibration for the whole set of spectral bands of MSI but only from B1 to B8A. Results for B9 seem also correct although the central wavelength is a little bit beyond 0.9 µm. Given a clear day acquisition on DomeC site, a first set of computations of Top Of Atmosphere (TOA) reflectances for MSI spectral bands is performed using the three ASTER reflectances corresponding respectively to small, medium and coarse grain size for snow. The spectral reflectances are normalized by the B2 value. The comparison of the three normalized TOA reflectances to the actual one given by MSI enables to select the right snow grain size. Then the second step is the atmospheric parameters adjustment. Water content is assessed thanks to B9 band centered at 0.945 µm and ozone is assessed thanks to mainly B3 band centered at 0.56 µm. For a clear day, the aerosol optical thickness is weak and thus the TOA reflectance is not very sensitive to the more or less low abundance of continental aerosols. The ratio of normalized reflectance given by MSI to the normalized reflectance given by the computation is assessed for each spectral band between B1 and B9 and is compared to the inter-band calibration validations performed with other methods.
Dans le cadre du suivi en orbite du capteur MSI de Sentinel 2, une méthode de validation de l'étalonnage inter-bande a été développée et testée. La méthode s'appuie sur la réflectance hémisphérique - directionnelle que l'on trouve dans la base de données ASTER. Pour pouvoir considérer que la réflectance directionnelle - directionnelle est similaire à la réflectance hémisphérique - directionnelle, il faut se limiter aux longueurs d'onde inférieures à 0,9 µm. De ce fait, la méthode ne peut pas assurer la validation de l'étalonnage inter-bande pour l'ensemble des bandes spectrales de MSI mais uniquement pour les bandes B1 à B8A. Les résultats pour la bande B9 semblent également corrects bien que la longueur d'onde centrale soit un peu au delà de 0,9 µm.
Pour une acquisition en ciel clair sur Dome C, un premier ensemble de réflectance en haut de l'atmosphère (TOA pour Top Of Atmosphère) pour les bandes spectrales de MSI est calculé en utilisant les trois réflectances ASTER correspondant à une taille de grain de neige respectivement petite, moyenne ou grosse. Les réflectances spectrales sont normalisées par leur valeur en B2. La comparaison des trois réflectances ainsi obtenues avec la réflectance réelle donnée par MSI permet de sélectionner la bonne taille de grain de neige. La seconde étape correspond à l'ajustement des paramètres atmosphériques. Le contenu en vapeur d'eau est estimé à partir de la bande B9 centrée à 0,945 µm et l'ozone est estimée à partir de la bande B3 centrée à 0,56 µm. En condition de ciel clair, l'épaisseur optique des aérosol est faible et de ce fait, la reflectance TOA n'est pas très sensible à l'abondance plus ou moins grande des aérosols continentaux. Le rapport de la réflectance normalisée fournie par MSI à la réflectance normalisée calculée est estimé pour chaque bande spectrale entre B1 et B9 et est comparé aux validations de l'étalonnage inter-bande réalisées avec d'autres méthodes.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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