Caracterización Basada en Imagen de la Función de Transferencia de Modulación de Instrumentos Ópticos para Teledetección

Abstract

[ES] Los satélites con instrumentos ópticos pasivos son ampliamente utilizados para la teledetección de la superficie terrestre, con aplicaciones que abarcan desde la cartografía hasta la monitorización de recursos naturales. Los componentes ópticos que componen el sensor producen imágenes de la radiación solar reflejada por la superficie terrestre en diferentes canales espectrales entre 400 y 2500 nm. La calidad de las imágenes obtenidas depende de la respuesta espectral, radiométrica y espacial del instrumento. En este último caso, la respuesta espacial determina la resolución espacial de las imágenes, y viene definida por la función de transferencia de modulación (MTF, por sus siglas del inglés). En este trabajo se han implementado dos métodos para la evaluación de la MTF del instrumento a partir de las imágenes captadas por satélite. Uno de los métodos permite estimar la MTF utilizando transiciones abruptas de brillo, mientras que el otro utiliza elementos con forma de pulso identificados en la imagen, como por ejemplo los puentes. Una vez validado el funcionamiento de ambos algoritmos mediante simulaciones y el Reference Dataset proporcionado por el Committee on Earth Observation Satellites (CEOS), se han realizado estimaciones de la MTF del instrumento Multispectral Imager de la misión Sentinel-2 de la Agencia Espacial Europea. Los resultados obtenidos son similares a los publicados en los Data Product Quality Report oficiales de la agencia. Finalmente, se ha estimado el efecto que tiene en la calidad de la imagen la corrección geométrica aplicada a los datos de Sentinel-2 recibidos por los usuarios.

[EN] Satellites with passive optical sensors are widely used for remote sensing of the Earth¿s surface, with applications ranging from cartography to the monitoring of natural resources. The optical components of the sensor generate images of the reflected solar radiation by the Earth¿s surface in different spectral channels between 400 and 2500 nm. The quality of the resulting images is defined by the instrument spectral, radiometric, and spatial responses. In the later case, the spatial response conditions the spatial resolution of the images, and it is defined by the Modulation Transfer Function (MTF). In this work, two methods to assess the MTF of the optical instrument using in-flight satellite images are implemented. On of them allows to estimate the MTF response from sharp contrast edges, while the other uses pulse targets identified within the image. Once the performance of both algorithms is validated with ideal simulations and the Reference Dataset provided by the Committee on Earth Observation Satellites (CEOS), MTF estimations of the European Space Agency Sentinel-2 Multispectral Imager are carried out. The obtained results are similar to those reported at the official Data Product Quality Report of the agency. Finally, the effect of the geometric correction on the final spatial quality of the image has been analyzed for Sentinel-2 images.