ISIS, DoD ja suuri WAC-huijaus

Planeettageologiseen tutkimukseen viehtyneille ISIS tarkoittaa yleensä jotain ihan muuta kuin sairasta terroristi- ja rikollisjoukkiota. ISIS on myös eri asia kuin Isis, egyptiläinen maan hedelmien ja kuolleiden ja hyvin monen muun asian jumalatar. Sinänsä kuuhullulle sopivasti yksi Isiksen tunnusmerkeistä on kuunsirppi.

ISIS, eli Integrated Software for Imagers and Spectrometers on Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen (USGS) kehittämä ohjelmistopaketti, joka nykyisin on kutakuinkin välttämätön työkalu suurimmassa osassa kaukokartoitukseen perustuvaa planeettageologista tutkimusta. Linuxin käyttöjärjestelmäkseen vaativa ISIS toimii yleensä varsin sujuvasti liki kaikkien NASAn kuva- ja spektrometriaineistojen kanssa, ja myös useiden muiden avaruusjärjestöjen aineistojen kanssa. Esimerkiksi Lunar Reconnaissance Orbiterin kuvia ei käytännössä saa edes auki muuten kuin ISIStä käyttäen.

Clementine oli Yhdysvaltain puolustusministeriön (DoD) ja NASAn yhteinen kuuluotain, joka 1990-luvun puolivälissä päivitti kuutietämyksemme aivan uudelle tasolle. Etenkin Kuun koostumuksen tutkimuksessa Clementine-aineistoja käytetään edelleen jatkuvasti. Noin sadan metrin erotuskyvyltään Clementinen ultravioletti- ja näkyvän alueen kameran kuvat ovat samaa suuruusluokkaa kuin vaikkapa tyypilliset Lunar Orbiterin ja LRO:n Wide Angle Cameran (WAC) kuvat.

WAC-kuvat ovat erinomaisia esimerkiksi suurempien alueiden kartoitukseen ja muiden aineistojen geologisen kontekstin muodostavaksi taustaksi. LRO:n kameratiimi on tehnyt upeat mosaiikit koko Kuusta sadan metrin erotuskyvyllä. Niitä kelpaa vertailla ja yhdistellä valaistukseltaan varsin toisenlaisiin Clementine-mosaiikkeihin. Joskus kuitenkin tulee tilanteita, joissa on tarpeen käyttää WAC-kuvien parasta mahdollista erotuskykyä (noin 55–70 m kuvapikseliä kohti), tai mosaiikissa on ikävä sauma oleellisessa kohdassa, tai mosaiikin valaistusolot eivät ole ihanteelliset. Silloin pitää hankkia WAC-raakakuvat ja käyttää ISIStä.

Ongelmaksi esteettisesti miellyttävien ja geologisen tulkinnan kannalta luotettavimpien WAC-kuvien ja -mosaiikkien tekemisessä muodostuu kuitenkin se, ettei ISIS sen paremmin kuin kameratiimikään tarjoa tarvittavia tiedostoja WAC-kuvien fotometriseen kalibrointiin. Tämän vuoksi WAC-kuvien toinen reuna tapaa olemaan huomattavasti kirkkaampi kuin toinen. Ongelma on ärsyttävä myös siksi, että se sotii NASAn planeettadatan avoimuuden henkeä vastaan. Tässä tapauksessa kuva-aineistot ovat vapaasti saatavissa, mutta kaikki niiden käsittelyyn tarvittavat tiedostot eivät ole. Käytännössä kameratiimi pakottaa muut tutkijat käyttämään heidän sinänsä aivan erinomaisia mosaiikkejaan, ja pitää itsellään monopolin kunnolla kalibroituihin kuviin ja kaikkiin niiden mahdollistamiin tutkimuksiin.

Tämän probleeman parissa taannoin painiskellessani huomasin, että tässäkin tapauksessa systeemiä voi huijata. WACin yksikanavakuvien (monochrome) fotometrisessä kalibroinnissa voi nimittäin käyttää Clementinen kalibrointitiedostoa. Näin syntyvää kuvaa ei tietenkään pidä käyttää spektro- tai fotometriseen tutkimukseen, mutta geologisen tulkinnan kannalta huijaaminen tuottaa täysin käyttökelpoisen ja nätin kuvan. Kirjoittelin aiheesta ulkomaankielellä lyhyet ohjeet, jotka nyt löytyvät Lunar and Planetary Instituten Lunar Science and Exploration -portaalin Computational Tools -sivulta (tai ihan suoraan tästä). Samalla Computational Tools -sivulla on myös muutama vuosi sitten tekemäni ohjeistus stereokorkeusmallien luontiin, jonka alkuosa toimii johdatuksena ISIS-ohjelmistopaketin peruskäyttöön.

Itse hyvin pikaisesti omilla oletusarvoillani tehty rajaamaton mosaiikki LRO WAC -kuvista M119415370ME.IMG, M119422145ME.IMG, M119428924ME.IMG ja M119435728ME.IMG ilman minkäänlaista fotometristä kalibrointia. Kuvan oikea (itä-) reuna on aivan liian kirkas, ja eräät kuvien saumat ovat turhan selkeitä. Kuvan alareunassa, Crisiumin törmäysaltaan pohjoisreunalla olevan Mare Anguisin ympäröimän tasapohjaisen Eimmart-kraatterin läpimitta noin 45 km.

Muuten sama mosaiikki kuin edellisessä kuvassa, mutta käyttäen kuvien fotometriseen kalibrointiin Clementinen UVVIS-kameran ”a”-kalibrointitiedostoa. Hienosäädöllä mosaiikin laatua olisi voinut parantaa. Näiden mosaiikkien alkuperäinen erotuskyky oli 67,6 metriä pikseliä kohti.

Vertailun vuoksi LRO:n kameratiimin mosaiikista rajattu osa, alkuperäiseltä erotuskyvyltään 100 metriä per pikseli. Joissain kohdissa tämä olisi itse tehtyä parempi, joissain taas toisin päin. Mikäli tutkimuskohteena olisi esimerkiksi Eimmartin itäreunalla sijaitsevan Eimmart A -kraatterin itäinen heittelekenttä, olisi tämän mosaiikin ilmeinen sauma Mare Anguisissa varsin häiritsevä. Samoin tässä Eimmart A:sta on suurempi osa varjossa kuin itse tehdyssä mosaiikissa, ja osa oikean reunan kraattereiden sisäreunojen yksityiskohdista katoaa.