Sentinel 2
Sentinel-2 on Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) poolt käitatav optiliste sensoritega satelliitsüsteem. Märksõna "optiline" (optos, optikus – kr k nähtav, silmaga vaadeldav) viitab siin sellele, et satelliit kasutab oma vaatlusteks peamiselt valgust – jäädvustades pildile nähtava spektri informatsiooni, koos mõningate võimalustega ka selle piiridest väljaspool. Sentinel-2 satelliidi multispektraalne instrument (MSI) on kaugseire seade või sensor, mis suudab mõõta ja registreerida erinevaid lainepikkusi või spektrivahemikke, et koguda teavet maapinna, atmosfääri ja muude objektide kohta. Sentinel-2 pildid on kiiresti ja mugavalt kättesaadavad Satiladu keskkonnas ning ka näiteks satelliidiandmete portaalis.
Sentinel-2 tooted koosnevad graanulitest või plaatidest, mis on saadud ühest andmekogumisest. Graanul (inglise keeles granule) on toote väikseim jagamatu üksus, mis sisaldab kõiki võimalikke spektraalkanaleid. Level-1B puhul on graanulid väikesed sensorigeomeetria alusel loodud kujutised, mida salvestavad multispektraalse instrumendi (MSI) detektori andurid. Iga graanuli suurus on 23 × 25 km².
ESA levitab andmeid tavaliselt kolmel tasemel: tase 0 vastab töötlemata algandmetele, tase 1 sisaldab füüsikalistes ühikutes esitatud mõõdetud andmeid, ja tase 2 koosneb andmetest, mis näitavad konkreetse teadusliku eksperimendi jaoks arvutatud parameetri väärtusi (näiteks temperatuur, niiskus või kiirguse intensiivsus).
Sentinel-2 piltide pidev andmekogumine võib ulatuda 15 000 kilomeetrini (näiteks pidev vaatlus Põhja-Venemaalt kuni Lõuna-Aafrikani). Kõik tooted sisaldavad fikseeritud suurusega graanuleid (inglise keeles granules), mis pärinevad ühest andmekogumisest. Graanul on toote väikseim jagamatu osa, mis sisaldab kõiki võimalikke spektraalkanaleid. Loe detailsemalt siit.
Video 1. Sentinel-2 missiooni tutvustus (allikas: ESA)
Järgmine graafik (Pilt 1) annab meile ülevaate Sentinel-2 satelliidi poolt kogutavatest spektripiirkondadest. Näeme, et selles on kokku 13 kanalit, mis on graafikus toodud erinevate illustreerivate värvidega. Kanal on kindel lainepikkuste vahemik, mille ulatuses teatud tüüpi teavet kogutakse või registreeritakse. Näiteks graafikus tumesinise, rohelise ja punasega toodud kanalid 2, 3 ja 4 on spetsialiseerunud nähtava valguse spektriosale, mida inimsilm tajub vastavalt sinise, rohelise või punase värvina. Helesinisega märgitud kanal 1 on valgusspektri osa, mis jääb sinise spektri lühemate lainepikkuste lõppu, ja kuigi see jääb nähtava spektri piiridesse ja on visuaalselt kuvatav, on kanal 1 mõeldud eelkõige teaduslikuks analüüsiks, näiteks aerosoolide ja atmosfääri omaduste uurimiseks. Kanalid lähi-infrapuna ja lühilainelise infrapuna vahemikes (5, 6, 7, 8, 8a, 9, 10, 11, 12) ei ole inimsilmale nähtavad. Sellegipoolest võimaldab satelliitidel olev tehnoloogia koguda seda infot ja erinevate töötlusmeetodite abil on meil võimalik muuta inimsilmale nähtamatus spektris mõõdetud väärtused visuaalselt nähtavaks.
Tabel 1. Sentinel-2 ruumiline lahutus ülevaatliku tabelina (tõlgitud; allikas: ESA SentiWiki).
| Kanal | Sentinel-2A | Sentinel-2B | |||
| Ruumiline lahutus | Keskmine lainepikkus | Ribalaius | Keskmine lainepikkus | Ribalaius | |
| (m) | (nm) | (nm) | (nm) | (nm) | |
| 10 | 2 | 492,4 | 66 | 492,1 | 66 |
| 3 | 559,8 | 36 | 559 | 36 | |
| 4 | 664,6 | 31 | 664,9 | 31 | |
| 8 | 832,8 | 106 | 832,9 | 106 | |
| 20 | 5 | 704,1 | 15 | 703,8 | 16 |
| 6 | 740,5 | 15 | 739,1 | 15 | |
| 7 | 782,8 | 20 | 779,7 | 20 | |
| 8a | 864,7 | 21 | 864 | 22 | |
| 11 | 1613,7 | 91 | 1610,4 | 94 | |
| 12 | 2202,4 | 175 | 2185,7 | 185 | |
| 60 | 1 | 442,7 | 21 | 442,2 | 21 |
| 9 | 945,1 | 20 | 943,2 | 21 | |
| 10 | 1373,5 | 31 | 1376,9 | 30 | |
Atmosfäär mõjutab valgust mitmel viisil, sealhulgas hajumise, neeldumise ja peegeldumise kaudu, mis võivad mõjutada satelliidiandurite kogutud andmete kvaliteeti ja täpsust. Optilised andurid on tundlikud valguse intensiivsuse ja suuna suhtes. Kui valgus on liiga tugev, võib andur salvestada väga eredaid alasid, mis viib üleküllastumise (pildi teatud osad muutuvad valgeks ja kaotavad detailid) või moonutusteni. Nõrgad valgustingimused võivad jällegi vähendada sensori võimekust eristada detaile. Valguse suund mõjutab seda, kuidas objektid anduri vaateväljas paistavad. Näiteks madala päikese nurga korral võivad pikad varjud moonutada vaatepilti või peita olulisi detaile. Samuti võib valguse suund põhjustada peegeldusi (glint), näiteks veepindadelt, mis võivad segada anduri võimet õigesti mõõta valgust ja registreerida täpseid andmeid.
Sentineli satelliitide orbiit ja vaatluste ajastus on aga hoolikalt planeeritud, et minimeerida varjude mõju ja tagada võimalikult täpsed ja usaldusväärsed andmed. Sentinel-2 satelliidid liiguvad päikese-sünkroonsel orbiidil, mis tähendab, et nad ületavad Maa iga punkti samal kellaajal kohaliku päikeseaja järgi. See tagab, et vaatlused tehakse püsivates valgustingimustes, mis minimeerib varjude varieerumist ja tagab andmete võrreldavuse ajas. Kuigi täielikku varjude kõrvaldamist pole võimalik saavutada, on Sentinel-satelliitide süsteem kavandatud nii, et nende mõju oleks minimaalne ja andmed jääksid võimalikult usaldusväärseks.
Pilvede, udu või muude ilmastikutingimuste mõjul on valguse läbimine blokeeritud, mis vähendab sensori võimekust koguda teavet maa kohta teatud ajahetkedel või piirkondades (Pilt 2). Muuhulgas ei suuda optilised sensorid ka läbi tungida tihedatest objektidest, nagu näiteks tihe taimkate. Seda tuleb satelliidipilti uurides silmas pidada.
Sentinel-2 pildil võivad pilved olla nii õrna vine, poolläbipaistva või läbipaistmatu massiivina (Pilt 3). Koos pilvedega võivad esineda satelliidipiltidel ka pilvevarjud (Pilt 4), mis mõjutavad satelliidipiltide kvaliteeti ja kasutatavust. Need võivad tekitada moonutusi või varjutada maapinna kujutisi, muutes piltide tõlgendamist ja analüüsimist keerukamaks. Näiteks võivad pilvevarjud anda valepositiivseid tulemusi metsatulekahjude või põllumajanduslike mustrite jälgimisel.
Siiski on oluline märkida, et kuigi Sentinel-2 ei läbi pilvi, võivad pilved olla ise oluliseks infokandjaks. Pilvede olemasolu või puudumine võib näidata sademetega seotud mustrite ja mikrokliima muutusi piirkonnas, nende mustrite ja leviku jälgimine võib aidata kaardistada alade varjutust ja päikesevalguse spektrilist levikut. Kuigi optilistel sensoritel on oma piirangud, on neil siiski laialdased rakendused ja neid saab kasutada mitmesugustes valdkondades, kui arvestada nende omadusi ja piiranguid.
Atmosfäärikorrektsioon Sentinelide kontekstis on protsess, mille käigus eemaldatakse satelliidipiltidelt atmosfääri mõju. See hõlmab tavaliselt arvutusi ja modelleerimist, et hinnata atmosfääri mõju konkreetsele pildile ning sellised mõjud püütakse elimineerida ja vastavalt kompenseerida. Sellegipoolest võib atmosfäärikorrektsioon kaasa tuua teatud artefakte või moonutusi satelliidipiltidel. Seda esineb aeg-ajalt, kuna atmosfääri mõju on keeruline täielikult modelleerida ja kompenseerida ning mõned korrektsioonimeetodid võivad olla ebatäpsed või mitte täielikult arvestada kõiki atmosfääri komponente või muutuvaid tingimusi (Pilt 5). Seetõttu on oluline olla teadlik nendest võimalikest moonutustest ja neid hoolikalt hinnata, et tagada satelliidipiltide usaldusväärsus ja täpsus nende kasutamisel erinevates rakendustes.
Satelliitidelt saadud algandmeid töödeldakse, et luua Level-1C (L1C) tooteid. Need sisaldavad radiomeetriliselt korrigeeritud andmeid, geomeetriliselt korrigeeritud andmeid ja teavet satelliidi ning päikese nurkade kohta. Pärast L1C toodete loomist töödeldakse andmeid edasi, et luua Sentinel-2 taseme 2A (L2A) tooted. See töötlemisetapp sisaldab atmosfääri korrigeerimist. Sen2Cor on üks selleks otstarbeks kasutatavatest tööriistadest, mis rakendab parandust, et eemaldada piltidelt Maa atmosfääri mõjud. Pärast atmosfäärikorrektsiooni rakendamist teeb Euroopa Kosmoseagentuur (ESA) tooted kasutajatele kergesti kättesaadavaks andmete levituskanalite kaudu.
