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ACIX-III AQUA: Evaluation of atmospheric correction processors for hyperspectral satellite over inland and coastal waters - A comparative analysis of atmospheric correction methods applied to PRISMA and EnMAP using in situ reflectance data
Giardino, Claudia und Pahlevan, Nima und Fabretto, Alice und Panizza, Lodovica und Pellegrino, Andrea und Vandermeulen, Ryan A. und Gianinetto, Marco und Adriaensen, Stefan und Agten, Joram und Bernert, Hendrik und De Keukelaere, Liesbeth und Harmel, Tristan und Heege, Thomas und Knudby, Anders und Schenk, Katrin und Steinmetz, Francois und Sterckx, Sindy und Vanhellemont, Quinten und Wu, Yulun und Braga, Federica und Brando, Vittorio und Bresciani, Mariano und Dogliotti, Ana und Kratzer, Susanne und Mangano, Salvatore und Odermatt, Daniel und Scarpa, Giuseppe und Schroeder, Thomas und Werther, Mortimer und Lopinto, Ettore und Alonso, Kevin und Cremer, Noelle und Doxani, Geogia und Gascon, Ferran und Bracher, Astrid und Soppa, Mariana A. und Radrianalisoa, Avotramalala Najoro und Brell, Maximilian und Chabrillat, Sabine und Alvarado Bonilla, Leonardo und Gege, Peter und Plattner, Stefan und Somlai-Schweiger, Ian und Pinnel, Nicole und Collela, Simone und Vansteenwegen, Dieter und Langheinrich, Maximilian und Carmona, Emiliano und Bachmann, Martin und Pato, Miguel und Fischer, Sebastian
(2025)
ACIX-III AQUA: Evaluation of atmospheric correction processors for hyperspectral satellite over inland and coastal waters - A comparative analysis of atmospheric correction methods applied to PRISMA and EnMAP using in situ reflectance data.
Zenodo.
[sonstige Veröffentlichung]
Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen. Offizielle URL: https://zenodo.org/records/17660438 KurzfassungThis report shows the main outcomes of the Atmospheric Correction Intercomparison Exercise (ACIX-III Aqua), aiming to test atmospheric correction (AC) processors on spaceborne imaging spectroscopy. Developed under the same concepts of ACIX-Aqua that enabled an evaluation of eight state-of-the-art AC processors available for multi-spectral satellite data, ACIX-III Aqua focuses on hyperspectral data, particularly as those acquired by the Italian Space Agency (ASI) satellite hyperspectral mission PRecursore IperSpettrale della Missione Operativa (PRISMA). Launched in March 2019, the PRISMA mission has acquired thousands of images over various marine and freshwaters, where in situ measurements were collected to enable match-up generation with satellite products. The in situ dataset originates from two sources: hyperspectral data contributed by the international community (called Community Validation Database, CVD) and multispectral measurements provided by the AERONET-OC network. This extensive data set allows the performance of each AC processor to be evaluated in different spectral regions and on eight different Optical Water Types (OWTs). Five AC models are participating in ACIX-III Aqua: ACOLITE, hGRS, POLYMER, iCOR, and MIP. Additionally, the standard AC product of PRISMA L2C was included in the comparison. Moreover, T-Mart, which focuses solely on adjacency effect correction, was also evaluated in combination with the ACOLITE model. PRISMA data were selected based on the synchronicity with the in situ measurements and the percentage of cloud cover, which was required to be less than 2%. The dataset finally consists of 174 images with in situ data derived from the AERONET-OC network and 65 images with in situ data obtained from the CVD network, for a total of 239 images. The match-up analysis is provided both per site and across the OWTs; the Quality Water Index Polynomial (QWIP) is also included in the analysis to identify Rrs spectra that fall outside the general trends observed in aquatic optics for optically deep inland and coastal waters. So far ACIX-III Aqua results seem consistent with previous findings of ACIX-Aqua for Landsat-8 and Sentinel-2. In particular, we observe largest differences between satellite and in situ measurements associated with the blue bands and NIR bands, and that each AC model has different degrees of accuracy depending on OWTs. Further results will be presented based on the latest progress in data analysis to understand how the variations in AC performance are related to the increased hyperspectral information content of PRISMA and how the results of this exercise compare to those obtained with other satellites to support the generation of improved products for aquatic applications from hyperspectral data collected by other current and future missions (e.g., CHIME). To the aim, the last section shows the first results obtained with EnMAP for 2022 to 2023 by applying three of the AC processors used with PRISMA (i.e. ACOLITE, MIP and POLYMER), and also including the PACO land AC processor in combination with WASI (PACO-WASI). In this case, the dataset consists of 25 images with in situ data derived from the AERONET-OC network and 21 images with in situ data obtained from the CVD network, for a total of 46 images. | elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/219785/ |
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| Dokumentart: | sonstige Veröffentlichung |
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| Zusätzliche Informationen: | Is supplement to
Journal article: 10.1080/01431161.2025.2574517 (DOI) |
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| Titel: | ACIX-III AQUA: Evaluation of atmospheric correction processors for hyperspectral satellite over inland and coastal waters - A comparative analysis of atmospheric correction methods applied to PRISMA and EnMAP using in situ reflectance data |
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| Autoren: | | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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| Giardino, Claudia | Institute of Electromagnetic Sensing of the Environment (IREA), CNR, Milan, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Pahlevan, Nima | NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Fabretto, Alice | National Research Council of Italy, Institute for Electromagnetic Sensing of the Environment, CNR-IREA, Milano, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Panizza, Lodovica | National Research Council of Italy, Institute for Electromagnetic Sensing of the Environment, CNR-IREA, Milano, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Pellegrino, Andrea | National Research Council of Italy, Institute for Electromagnetic Sensing of the Environment, CNR-IREA, Milano, Italyational Research Council of Italy, Institute for Electromagnetic Sensing of the Environment, CNR-IREA, Milano, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Vandermeulen, Ryan A. | NOAA Fisheries, Silver Spring, MD, USA. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Gianinetto, Marco | Politecnico di Milano, Milan, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Adriaensen, Stefan | Flemish Institute forTechnological Research (VITO), Mol, Belgium | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Agten, Joram | Flemish Institute forTechnological Research (VITO), Mol, Belgium | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Bernert, Hendrik | EOMAP GmbH & Co. KG, Seefeld, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | De Keukelaere, Liesbeth | Flemish Institute for Technological Research (VITO), Mol, Belgium | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Harmel, Tristan | Earth Observation Unit, Magellium, Ramonville-Saint-Agne, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Heege, Thomas | EOMAP GmbH & Co. KG, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Knudby, Anders | Earth Observation Unit, Magellium, Ramonville-Saint-Agne, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Schenk, Katrin | EOMAP GmbH & Co. KG, Seefeld, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Steinmetz, Francois | University of Ottawa,Canada | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Sterckx, Sindy | Flemish Institute for Technological Research (VITO), Mol, Belgium. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Vanhellemont, Quinten | Royal Belgian Institute for Natural Sciences (RBINS) | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Wu, Yulun | University of Ottawa, Canada | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Braga, Federica | Institute of Marine Sciences (ISMAR), CNR, Venice, Italy. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Brando, Vittorio | Institute of Marine Sciences (ISMAR), CNR, Rome, Italy. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Bresciani, Mariano | Institute of Electromagnetic Sensing of the Environment (IREA), CNR, Milan, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Dogliotti, Ana | Institute of Marine Sciences (ISMAR), CNR, Rome, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Kratzer, Susanne | Department of Ecology, Environment and Plant Sciences (DEEP), Stockholm University, Stockholm, Sweden. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Mangano, Salvatore | Institute of Electromagnetic Sensing of the Environment (IREA), CNR, Milan, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Odermatt, Daniel | Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (EAWAG), Dübendorf, Switzerland. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Scarpa, Giuseppe | Institute of Marine Sciences (ISMAR), CNR, Venice, Italy. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Schroeder, Thomas | Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Brisbane, Australia. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Werther, Mortimer | Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Department of Surface Waters – Research and Management, Dübendorf, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Lopinto, Ettore | Italian Space Agency (ASI), Rome, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Alonso, Kevin | European Space Research Institute, European Space Agency (ESA), Frascati, Italy | https://orcid.org/0000-0003-2469-8290 | NICHT SPEZIFIZIERT | | Cremer, Noelle | European Space Research Institute, European Space Agency (ESA), Frascati, Italy. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Doxani, Geogia | European Space Research Institute, European Space Agency (ESA), Frascati, Italy. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Gascon, Ferran | European Space Research Institute, European Space Agency (ESA), Frascati, Italy. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Bracher, Astrid | Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research, 27570 Bremerhaven, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Soppa, Mariana A. | Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research, Bremerhaven, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Radrianalisoa, Avotramalala Najoro | Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research, Bremerhaven, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Brell, Maximilian | GFZ German Research Centre for Geosciences, Potsdam, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Chabrillat, Sabine | GFZ German Research Centre for Geosciences, Potsdam, Germany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Alvarado Bonilla, Leonardo | Flanders Marine Institute (VLIZ), Oostende, Belgium | https://orcid.org/0000-0002-4802-3872 | 200015966 | | Gege, Peter | peter.gege (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0003-0939-5267 | NICHT SPEZIFIZIERT | | Plattner, Stefan | Stefan.Plattner (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0001-5185-5437 | NICHT SPEZIFIZIERT | | Somlai-Schweiger, Ian | Ian.Somlai (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0003-4204-7838 | 200015967 | | Pinnel, Nicole | Nicole.Pinnel (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0003-1978-3204 | 200015968 | | Collela, Simone | Institute of Marine Sciences (ISMAR), CNR, Rome, Italy. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Vansteenwegen, Dieter | Flanders Marine Institute (VLIZ), Oostende, Belgium | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Langheinrich, Maximilian | Maximilian.Langheinrich (at) dlr.de | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | | Carmona, Emiliano | Emiliano.Carmona (at) dlr.de | https://orcid.org/0009-0008-8998-7310 | NICHT SPEZIFIZIERT | | Bachmann, Martin | Martin.Bachmann (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0001-8381-7662 | 200015970 | | Pato, Miguel | Miguel.FigueiredoVazPato (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0003-0111-0861 | NICHT SPEZIFIZIERT | | Fischer, Sebastian | sebastian.fischer (at) dlr.de | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT |
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| Datum: | 20 November 2025 |
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| Erschienen in: | CNR-IREA, Milan |
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| Referierte Publikation: | Nein |
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| Open Access: | Nein |
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| Seitenanzahl: | 95 |
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| Verlag: | Zenodo |
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| ISBN: | 979-12-9853552-7 |
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| Status: | veröffentlicht |
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| Stichwörter: | EnMAP, PRISMA, Atmospheric Correction, ACOLITE, hGRS, POLYMER, iCOR, MIP, PACO-WASI, hyperspectral |
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| HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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| HGF - Programm: | Raumfahrt |
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| HGF - Programmthema: | Erdbeobachtung |
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| DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt |
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| DLR - Forschungsgebiet: | R EO - Erdbeobachtung |
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| DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Projekt EnMAP Phase E, R - Optische Fernerkundung |
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| Standort: |
Oberpfaffenhofen
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| Institute & Einrichtungen: | Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Dynamik der Landoberfläche Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Internationales Bodensegment Institut für Methodik der Fernerkundung > Abbildende Spektroskopie |
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| Hinterlegt von: |
Pinnel, Dr.rer.nat Nicole
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| Hinterlegt am: | 17 Dez 2025 14:37 |
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| Letzte Änderung: | 09 Jan 2026 10:14 |
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