Quelle est la plage de valeurs des images Sentinel-2 niveau 2A?

J'ai trouvé dans la note technique des spécifications de format de produit de niveau 2A page29 que:

"La valeur de quantification L2A est alignée sur la valeur de quantification L1C du produit L1C à partir duquel le produit L2A est généré"

Lorsque je me réfère à la page 403 du document de spécifications des produits Sentinel-2, j'ai trouvé ce qui suit:

Pourquoi la plage de valeurs des images de niveau 1C serait-elle de 1 à 65535 si les images sont censées être de 12 bits? Et quelle est la plage que celle du niveau 2A, est-ce de 0 à 10000?

remote-sensing sentinel-2 reflectance

— Effi Zabala
source

Les images Sentinel 2 L1C ont commencé en 12 bits, mais cela a été changé début 2016 lorsque l'ESA a changé QUANTIFICATION_VALUE de 1000 à 10000. Maintenant, L1C est codé en tant que UINT16fichier jp2 avec (au moins?) 15 bits significatifs. Ceci provient d' gdalinfoun B02.jp2fichier récent :

Band 1 Block=1024x1024 Type=UInt16, ColorInterp=Gray
  Overviews: 5490x5490, 2745x2745, 1372x1372, 686x686
  Overviews: arbitrary
  Image Structure Metadata:
    COMPRESSION=JPEG2000
    NBITS=15

En tenant compte de cela, la limite semble être 32767 plutôt que 65535. Tout lecteur JPEG2000 renverra la valeur d'échantillon sous la forme de deux octets, donc tout code qui attend une image 16 bits est sûr même si NBITS passe à 16 à l'avenir.

Autre remarque: le produit metadata.xml fourni avec toutes les tuiles L1C contient des informations sur les valeurs spéciales NO_DATA et SATURATED, qui, dans les produits récents, ressemblent à ceci:

<Special_Values>
    <SPECIAL_VALUE_TEXT>NODATA</SPECIAL_VALUE_TEXT
    <SPECIAL_VALUE_INDEX>0</SPECIAL_VALUE_INDEX>
</Special_Values>
<Special_Values>
    <SPECIAL_VALUE_TEXT>SATURATED</SPECIAL_VALUE_TEXT
    <SPECIAL_VALUE_INDEX>65535</SPECIAL_VALUE_INDEX>
</Special_Values>

La valeur SATURÉE de 65535 indique que l'intention était en effet d'utiliser la gamme complète de uint16.

Quant au L2A, il existe (au moins) deux sources de valeurs supérieures à 10000:

Les données L2A sont proportionnelles à la réflectance de surface, qui est proportionnelle à la lumière réfléchie par un pixel divisée par la quantité de lumière tombant sur une surface plane couverte par ce pixel. Certaines pentes recevront plus de lumière que le dénominateur dans ce calcul, par conséquent, certaines pentes brillantes orientées vers le soleil peuvent obtenir des valeurs L2A beaucoup plus élevées que 10000;
l'algorithme ne corrige pas idéalement toutes les réflexions spéculaires, les mauvais enregistrements DEM, les rayonnements émis et d'autres causes de réflectance supérieure à 100%

La plupart des valeurs sur des surfaces planes pour L2A seront dans la plage de 0..10000, mais vous pouvez vous attendre à ce que certaines valeurs soient en dehors de cette plage, jusqu'à 65534, avec 65535 à nouveau réservé aux pixels SATURÉS.

EDIT (grâce à @ o-hagolle) description plus précise de la gamme L2A.

— mkadunc
source

Excellente réponse Miha. Notez simplement que les réflectances de surface peuvent être supérieures à 1. Par exemple, la réflectance que vous observerez sur un miroir dans la direction spéculaire ou la réflectance d'un nuage ou de neige dans une pente faisant face à la direction du soleil. Ce qui ne peut pas être au-dessus de l'un est l'albédo, qui résume la lumière réfléchie dans toutes les directions.

— O. Hagolle

@ O.Hagolle Merci. Existe-t-il une définition acceptée de la réflectance de surface, ou une sorte de catégorisation de différents types de réflectances de niveau 2, qui aideraient à comprendre la possibilité de données corrigées atmosphérique avec les effets que vous mentionnez?

— mkadunc

rho = Pi.L / ES.COs (Sun Zenith)

— O. Hagolle