SeaWiFS : "True Color" 이미지 만들기

SeaWIFS 데이터는 가시광선과 인프라레드 영역의 8개 밴드에서 수집된다. 이렇게 수집된 데이터는 흑백 이미지로 표시된다. 흑백 이미지를 "True Color" 이미지로 바꾸기 위해서는 여러 단계의 과정이 필요하다.


1. "Dark correction" 을 데이터에 적용하기
센서가 완전히 검은 지역을 발견했을 때, 그 값이 0인 것은 아니다. 감지기 내에서 작은 값을 가지기 때문에 그렇게 보이는 것이다. 이 현상을 수정하기 위해선, 알려진 검은 지역의 값을 주기적으로 수집해야한다. 그리고 이 값을 다른 모든 데이터에서 제거하여 "dark-corrected" 데이터를 만든다.

2. 값 정하기
센서가 실제로 측정하는 것은 광자가 감지기에 부딪혔을 때 만들어진 전압이다. 따라서 이 전압을 밝기 혹은 "radiance"를 표현하는 값으로 변환해야한다.

3. "Rayleigh correction" 적용
광자가 대기를 지날 때 대기 중의 분자와 상호작용을 일으키며 분산이 된다. 주로 파란 빛이 분산되는데, 주로 하늘이 파란 이유가 이런 현상 때문이다. 이 분산요소는 레일리 분산 방정식에 의해 계산되고 데이터에서 제거된다.

4. 지리좌표 설정하기
데이터는 스캔 라인을 따른 여러 점들로 구성되어있다. 하지만 지구 표면은 둥글기 때문에 스캔된 데이터는 완벽한 직사각형 영역을 표현할 수가 없다. 따라서 각 픽셀의 정확한 지구의 위도와 경도를 계산하여 위경도 격자에 투영한다. 이렇게 함으로써 표준 지구지도처럼 데이터를 만들 수 있다.

5. 데이터 합치기
많은 위성에서, 서로 다른 밴드에서 얻어진 데이터는 조금씩 다른 시간(마이크로초) 간격으로 획득된다. 그리고 위성은 언제나 움직이고 있기 때문에 서로 다른 밴드에서 얻어진 데이터는 정확하게 같은 지역에서 얻어진 데이터가 아니다. 따라서 강가나 구름의 경계지역이 흐려져보이고 true color 이미지에서 합쳐져있지 않는다. 따라서 각 밴드의 픽셀들이 서로 정확하게 같은 위치를 가르키게해야 하는데 지리좌표를 설정하면 쉽게 해결된다. 하지만 SeaWiFS 데이터는 이 과정이 필요하지 않다. 왜냐하면 SeaWiFS 센서는 모든 8개 밴드가 정확히 같은 시간에 데이터를 수집하기 때문이다.

6. RGB 이미지로 표현하기
마지막으로 빨강(R), 초록(G), 파랑(B) 밴드를 합한다. 이 밴드들이 합해져서 화면에 표현되면 가시광선의 모든 대역을 표현하여 이미지를 나타낸다. 결과 이미지는 사람이 실제로 눈으로 보는 것처럼 표현된다.


출처 : https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/SeaWiFS/TEACHERS/TrueColorhe blue and purple bands, while land is dark. In the red and infrared bands, it is the land that is bright, while the water is dark.)

To convert these gray-scale images to a "true color" image, several steps are needed.