Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment (CHIME)

Zuwendungsgeber: ESA
Förderkennzeichen: 4000125505/18/NL/IA
Projektträger:  ESA
Förderzeitraum: 01.09.2018 – 31.12.2020

Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines End-to-End (E2E)-Simulators für die Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment (CHIME). CHIME ist derzeit eine Kandidatenmission im Rahmen des Copernicus Expansion Sentinel-Programms. Der im Rahmen dieser Studie entwickelte Simulator erzeugt im ersten Schritt realistische und synthetische CHIME-Rohdaten (L0). Anschließend werden in der Datenvorverarbeitung typische L1B-, L1C- und L2A-Produkte abgeleitet, die wiederum  als Grundlage zur Generierung von Karten biogeophysikalischer Oberflächenarameter (L2B) dienen. Dabei werden großflächige Testgebiete (bis 180 km Schwadbreite) simuliert, die den Zielen von CHIME - Rohstoffe und nachhaltiges landwirtschaftliches Management - entsprechen.

Der entwickelte E2E Performance Simulator besteht aus verschiedenen Modulen, darunter:

  • Geometriemodul (GM): simuliert die Umlaufbahn, die Position und die Sichtlinie des Sensors.
  • Szenengeneratormodul (SGM): simuliert die von CHIME aufzuzeichnende Szene einschließlich aller Umgebungseffekte, die bei der Berechnung der TOA-Strahldichtewerte berücksichtigt werden.
  • Optischer Performance Simulator (OPSI): simuliert die Eigenschaften des Instruments und die nachfolgende L0/L1-Vorverarbeitungskette.
  • L2 Ground Processing Prototype Processor Module (L2GPP): ist verantwortlich für die atmosphärische Korrektur der Daten.
  • L2B Prozessormodul (L2B): erzeugt typische CHIME-Parameterprodukte aus den Oberflächenreflextanzen.
  • Performance Assessment Module (PAM): wertet statistisch die Leistung der Sensorkonzepten basierend auf L1B, L1C, L2A und L2B Produkten aus.

Es wurden drei separate L2B-Prozessoren entwickelt, einen für Vegetationsparameter, einen für Bodenparameter und einen für Mineralklassen, die für CHIME von der Mission Advisory Group (MAG) definiert wurden. Zu diesem Zweck werden verschiedene Testszenen für jeden Parameter simuliert sowie geeignete Detektionsalgorithmen in den L2B-Prozessoren implementiert, die eine aussagekräftige Bewertung der Sensoren ermöglichen. Dieser Teil wird durch CHIME-Kampagnenaktivitäten und die Verfügbarkeit von konsolidierten ATBDs im Zeitrahmen der Phase A/B1 unterstützt.

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