Selection and Initial Characterization of a Bright Calibration Site in the Strzelecki Desert, South Australia

RÉSUMÉ

On discute de la nécessité de déterminer des cibles brillantes d'étalonnage sur le continent australien en fonction de leur rôle potentiel dans une variété d'activités de télédétection dont l'étalonnage radiométrique des capteurs et la validation des produits dérivés, principalement l'épaisseur optique des aérosols et la réflectance de surface. Les critères de sélection pour de tels sites font appel à la brillance, la stabilité temporelle et spectrale, et l'homogénéité spatiale. On compare plusieurs sites potentiels sur le continent australien en utilisant ces critères en association avec des séries temporelles de réflectance obtenues à l'aide du capteur AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). Sur cette base comparative, la région de Tinga Tingana dans le désert Strzelecki, South Australia, caractérisée par des dunes de sable basses de couleur pâle avec moins de 5% de végétation, a été identifiée comme présentant des propriétés intéressantes à tous ces égards.

La caractérisation initiale du site est réalisée en termes de la fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle de surface (BRDF) et du coefficient de diffusion des aérosols. On a observé que la réflectance non-Lambertienne évidente dans la série chronologique de données AVHRR ne peut être attribuable aux effets atmosphériques ni aux propriétés de réflectance angulaire à petite échelle des composantes significatives de la scène, et qu'elle doit résulter d'un effet à plus grande échelle tel que la géométrie du champ de dunes. Des mesures du coefficient de diffusion des aérosols sur le site donnent des valeurs variant entre 2 et 20 Mm 1, témoignant d'une masse d'air continental avec une épaisseur optique des aérosols intégrée sur toute la colonne en-dessous de 0.02 dans des conditions calmes. On décrit les activités planifiées pour le futur dans le domaine de la caractérisation.

SUMMARY

The need for bright calibration targets on the Australian continent is discussed in the context of their potential role in a range of remote sensing activities, including radiometric sensor calibration, and validation of derived products, principally aerosol optical depth and surface reflectance. Requirements for such sites encompass brightness, temporal and spectral stability, and spatial homogeneity. Several candidate sites on the Australian continent are compared using these criteria in conjunction with time series of reflectance obtained from the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). On the basis of this comparison, the Tinga Tingana region of the Strzelecki Desert, South Australia, consisting of low, light coloured sand dunes with less than 5% vegetation, was identified as having attractive properties in all respects.

Initial characterization of the site is undertaken in terms of surface bi-directional reflectance distribution function (BRDF) and aerosol scattering coefficient. It is found that the non-lambertian reflectance evident in the AVHRR time series cannot be ascribed either to atmospheric effects or to the small-scale angular reflectance properties of significant scene components, and must be the result of a larger scale effect such as dunefield geometry. Measurements of the aerosol scattering coefficient at the site show values ranging between 2 and 20 Mm¹, indicating a clean continental airmass with column aerosol optical depth below 0.02 during calm conditions. Planned future characterization activities are described.

Additional information

Notes on contributors

R.M. Mitchell

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R.M. Mitchell, D.M. O'Brien, M. Edwards and C.C. Elsum, are with CSIRO, Division of Atmospheric Research, PMB 1, Aspendale, Vic. 3195, Australia

D.M. O'Brien

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R.M. Mitchell, D.M. O'Brien, M. Edwards and C.C. Elsum, are with CSIRO, Division of Atmospheric Research, PMB 1, Aspendale, Vic. 3195, Australia

M. Edwards

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R.M. Mitchell, D.M. O'Brien, M. Edwards and C.C. Elsum, are with CSIRO, Division of Atmospheric Research, PMB 1, Aspendale, Vic. 3195, Australia

C.C. Elsum

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R.M. Mitchell, D.M. O'Brien, M. Edwards and C.C. Elsum, are with CSIRO, Division of Atmospheric Research, PMB 1, Aspendale, Vic. 3195, Australia

R.D. Graetz

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R.D. Graetz is with CSIRO, Earth Observation Centre, GPO Box 3023, Canberra, ACT 2601, Australia