Characterization and Calibration of the CASI Airborne Imaging Spectrometer for BOREAS

RÉSUMÉ

Le capteur CASI (Compact Airborne Spectrographs Imager) a été utilisé à deux reprises, en 1994 et 1996, dans le cadre du projet BOREAS. Un des objectifs de BOREAS est de mesurer les changements saisonniers et à long terme dans la forêt boréale. Ces changements affectent les propriétés des réflectances du paysage de BOREAS. La luminance réfléchie au niveau du capteur varie en réponse à ces changements de même qu'en fonction des différences dans les conditions atmosphériques et de la géométrie d'illumination et de visée. Pour pouvoir effectuer des comparaisons quantitatives entre les images, la luminance observée doit être convertie de façon précise en réflectance au sol. L'étalonnage radiométrique et spectral absolu du capteur imageur sont essentiels à cette démarche. Cet article décrit les caractéristiques radiométriques et spectrales du capteur CASI tel qu'utilisé dans BOREAS de même qu'un protocole intégré pour l'utilisation des données d'étalonnage qui ont permis la conversion de l'imagerie CASI pour l'ensemble du projet, dans un premier temps en luminance et ensuite en facteurs de réflectance bidirectionnelle au sol.

SUMMARY

The CASI sensor was deployed in 1994 and again in 1996 to support the BOREAS project. One of the goals of BOREAS is the measurement of seasonal and long term changes in the boreal forest. These changes affect the reflectance properties of the BOREAS landscape. The at-sensor reflected radiance varies in response to these changes as well as different atmospheric conditions and sensor-solar illumination geometry. In order to make quantitative comparisons between images the observed radiance must be accurately converted to scene reflectance. Absolute radiometric and spectral calibration of the imager are essential for this process. This paper describes the characterization of the CASI sensor as deployed at BOREAS as well as an integrated protocol for the utilization of the calibration data which enabled conversion of CASI imagery for the entire project, first to radiance and then to at-ground bi-directional reflectance factors.

Additional information

Notes on contributors

L. Gray

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L. Gray, J. Freemantle, P. Shepherd, J. Harron and C. Hersom are with the Institute for Space and Terrestrial Science, 4850 Keele Street, North York, Ontario, Canada, M3J 3K1

J. Freemantle

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L. Gray, J. Freemantle, P. Shepherd, J. Harron and C. Hersom are with the Institute for Space and Terrestrial Science, 4850 Keele Street, North York, Ontario, Canada, M3J 3K1

P. Shepherd

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L. Gray, J. Freemantle, P. Shepherd, J. Harron and C. Hersom are with the Institute for Space and Terrestrial Science, 4850 Keele Street, North York, Ontario, Canada, M3J 3K1

J. Miller

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J. Miller is with the Institute for Space and Terrestrial Science and the Dept. of Physics and Astronomy, York University, 4700 Keele Street, North York, Ontario, Canada, M3J 1P3

J. Harron

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L. Gray, J. Freemantle, P. Shepherd, J. Harron and C. Hersom are with the Institute for Space and Terrestrial Science, 4850 Keele Street, North York, Ontario, Canada, M3J 3K1

C. Hersom

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L. Gray, J. Freemantle, P. Shepherd, J. Harron and C. Hersom are with the Institute for Space and Terrestrial Science, 4850 Keele Street, North York, Ontario, Canada, M3J 3K1