Assessing the geometric accuracy of AVHRR data processed with a state vector based navigation system

Abstract

We evaluate the geometric accuracy of Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) data processed using the Common AVHRR Processing System (CAPS) software. Accurate geometric correction, to known standards, of satellite images is crucial for many remote sensing applications, especially those using a time series of images and integrating other spatially referenced datasets. It is critical that data acquired by satellites with short repeat intervals (e.g., daily) are geolocated using methods that are both automatic and reliable. Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) high-resolution imagery was used to establish ground control point (GCP) networks for two coastal regions of Australia, one tropical with 40 GCPs and one temperate with 60 GCPs. The geolocation accuracy was assessed for a total of 12 and 13 AVHRR images, respectively, against the GCPs for each region, respectively, totalling 1039 cloud-free GCP comparisons. Results showed that when the view zenith angle was less than 40°, the average (±1 standard deviation) accuracies are 0.36 ± 0.31 and 0.44 ± 0.35 of an at-nadir AVHRR pixel (1.1 km × 1.1 km) in the cross-track direction for the tropical and temperate regions, respectively, and 0.30 ± 0.26 and 0.36 ± 0.29 at-nadir AVHRR pixel in the along-track direction for the tropical and temperate regions, respectively. For higher satellite view zenith angles, the geometric accuracy decreases systematically with an increase in the pixel size towards the edges of the AVHRR swath.

Nous évaluons dans cet article la précision géométrique des données de AVHRR (« Advanced Very High Resolution Radiometer ») traitées à l’aide du logiciel CAPS (« Common AVHRR Processing System »). La correction géométrique précise, par rapport à des standards reconnus, des images satellitaires est cruciale pour plusieurs applications en télédétection, particulièrement celles qui font appel à des séries chronologiques d’images et qui intègrent d’autres ensembles de données référencées spatialement. Il est essentiel que les données acquises par les satellites caractérisés par de courtes périodes de revisite (p. ex. quotidiennement) soient géolocalisées à l’aide de méthodes qui sont à la fois automatiques et fiables. Des images à haute résolution de Landsat ETM+ (« Enhanced Thematic Mapper Plus ») furent utilisées pour établir un réseau de points de contrôle terrestres (GCP) pour deux régions côtières en Australie : une en région tropicale avec 40 GCP, et l’autre, en zone tempérée avec 60 GCP. La précision de géolocalisation a été évaluée pour un total de 12 et 13 images d’AVHRR respectivement par rapport aux points de contrôle de chacune des régions, représentant au total 1039 comparaisons GCP sans nuages. Les résultats ont montré que, lorsque l’angle zénithal de visée était inférieur à 40°, les précisions moyennes de l’écart type ±1 dans le sens transversal de la trace sont de 0,36 ± 0,31 et 0,44 ± 0,35 d’un pixel d’AVHRR au nadir (1,1 km × 1,1 km) et, dans la direction longitudinale de la trace, de 0,30 ± 0,26 et 0,36 ± 0,29 d’un pixel d’AVHRR au nadir pour les régions tropicale et tempérée respectivement. Pour les angles zénithaux de visée plus élevés, la précision géométrique diminue systématiquement avec l’accroissement de la dimension du pixel vers les rebords du faisceau d’AVHRR.[Traduit par la Rédaction]