Μετεωρολογικοί δορυφόροι Επεξεργασία εικόνας

Μετεωρολογικοί δορυφόροι Επεξεργασία δορυφορικών εικόνων

Εφαρμογή προγράμματος ERDAS

ΓΙΑΜΑ ΕΥΦΡΟΣΥΝΗ

Επιβλέπων: κ. ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΜΕΛΑΣ

Μετεωρολογικοί δορυφόροι Επεξεργασία εικόνας

1. Μετεωρολογία

2. Πρόγνωση καιρού

3. Μετεωρολογικοί δορυφόροι

4. Συστήματα μετεωρολογικών δορυφόρων

5. Επεξεργασία δεδομένων - λογισμικό ERDAS

6. Συμπεράσματα - σχόλια Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Μετεωρολογία

Ιστορική αναδρομή

Ορισμός: Μετεωρολογία είναι η επιστήμη που ασχολείται με την κατάσταση, τη δομή και τις ιδιότητές της ατμόσφαιρας, καθώς και με τις φυσικές διεργασίες που δημιουργούν την καιρική κατάσταση και το κλίμα στη γη

Σκοποί: Η μελέτη της θερμοκρασίας, της ατμόσφαιρας, της επιφάνειας της γης, του τμήματος της κυκλοφορίας του ύδατος (εξάτμιση ύδατος, μετακίνηση ατμών, συμπύκνωση νεφών) της κίνησης της ατμόσφαιρας, του κλίματος, του ηλεκτρικού πεδίου της ατμόσφαιρας, των οπτικών και ηχητικών φαινομένων της ατμόσφαιρας.

•17ο αιώνα: Κατασκευή πρώτων μετεωρολογικών οργάνων•18ο αιώνα: Διαμόρφωση επιστήμης της μετεωρολογίας•19ο αιώνα: Εξέλιξη μετεωρολογίας - κλιματολογίας•1873: Ίδρυση της Διεθνούς Μετεωρολογικής Οργάνωσης (National Meteorological Organization, NMO)•1890: Ίδρυση του Αστεροσκοπείου Αθηνών •1951: Μετονομασία του ΝΜΟ σε Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό (World Meteorological Organization, WMO)•1974: Ίδρυση Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (Ε.Μ.Υ)

Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Με χρήση υπολογιστών ατμοσφαιρικά μοντέλαατμοσφαιρικά μοντέλα

Με σύστημα μικροϋπολογιστών μικροϋπολογιστών

(minicomputers)(minicomputers)

Τηλεπισκόπηση η τηλεανίχνευση (Τηλεπισκόπηση η τηλεανίχνευση (remote remote sensing)sensing)


Μέθοδοι πρόγνωσης καιρού

Επίλυση θερμοδυναμικών εξισώσεωνΕπαναληψιμότηταΕξειδίκευση

Άμεση πρόσβαση σε βάσεις δεδομένων και μετεωρολογικούς χάρτες

Τηλεπισκόπηση ή τηλεανίχνευση (remote sensing) είναι η τεχνική /τεχνολογία συλλογής -με τεχνικά μέσα και χωρίς φυσική επαφή- δεδομένων για ένα αντικείμενο που βρίσκεται στην επιφάνεια της γης ή στην ατμόσφαιρα της.

Μετεωρολογικοί δορυφόροι

Εργαλείο τηλεπισκόπησηςΕργαλείο τηλεπισκόπησης

Μετεωρολογικοί δορυφόροι - 1

ηςΓ

3

MG

απ2T

Στοιχεία τροχιάς

• Απόγειο, Α

• Περίγειο, Π

• Μεγάλος ημιάξονας α:

[(F1Α) + (F2Π)] = 2·α (1)

• Εκκεντρότητα (ε)

F1A = α (1+ε) (2)

F1Π = α·(1-ε) (3)

• Επίπεδο

• Κλίση

• Περίοδος

• Σύνδεσμοι

(4)



Γεωστατικοί δορυφόροιΔορυφόροι που βρίσκονται σε τροχιά ύψους 35880 km πάνω από τον Ισημερινό, συμπληρώνοντας μια πλήρη περιστροφή σε 24 ώρες, έχουν δηλαδή την ίδια ταχύτητα περιστροφής με την Γη.

Πλεονεκτήματα

•Παρατήρηση του ίδιου σημείου

•Απευθείας μεταφορά εικόνων στους επίγειους σταθμούς

•Σύνδεση περιοχών χωρίς οπτική επαφή (εφαρμογή στις τηλεπικοινωνίες)

35880 km



Πολικοί δορυφόροιΔορυφόροι που κινούνται παράλληλα στους μεσημβρινούς της Γης, ώστε να περνούν από τον νότιο έως τον βόρειο πόλο σε κάθε περιστροφή τους και βρίσκονται σε ύψος περίπου 800 km.

Πλεονεκτήματα

•Μεγάλη διακριτική ικανότητα

•Δυνατότητα παρατήρησης ολόκληρης της γήινης επιφάνειας


Συστήματα γεωστατικών

δορυφόρων-1

Προέλευση: Ευρωπαϊκή

Δορυφόρος σε τροχιά: MeteoSat

Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο

EUMETSATEUMETSAT

στην περιοχή του ορατού (0.5 - 0.9 μm)

στην περιοχή του υπέρυθρου (10.5 - 12.5 μm)

στην περιοχή των υδρατμών (5.7 - 7.1 μm)


Συστήματα γεωστατικών δορυφόρων-2

Προέλευση: Ιαπωνική

Δορυφόρος σε τροχιά: GMS

Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο VISSR (Visible and Infrared Spin Scan

Radiometer)

GMS GMS (Geostationary Meteorological Satellite)

στην περιοχή του ορατού (0.5 - 0.9 μm)στην περιοχή του υπέρυθρου (10.5 - 12.5 μm)



Προέλευση: Ρωσική

Δορυφόρος σε τροχιά: GΟMS

Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο SΤR

(Scanning Television Radiometer)

GOMS GOMS (Geostationary Operational Meteorological

Satellite)

στην περιοχή του ορατού (0.46 - 0.7 μm)στην περιοχή του υπέρυθρου (10.5 - 12.5 μm)στην περιοχή των υδρατμών (6.2 - 7.6 μm)


Προέλευση: Αμερικάνικη

Δορυφόρος σε τροχιά: GΟΕS


ΝΟΑΑ ΝΟΑΑ (National Oceanic and Atmospheric

Administration )

στην περιοχή του ορατού (0.55 - 0.75 μm)

στην περιοχή του υπέρυθρου (3.8 - 4.0, 10.2 - 11.5, 11.5-12.5 μm)

στην περιοχή των υδρατμών (6.5 - 7 μm)



Προέλευση: Κινέζικη

Δορυφόρος σε τροχιά: FY - 2B

Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο VISSR

(Visible and Infrared Spin Scan Radiometer)

FY- 2FY- 2 (Feng Yun 2)

στην περιοχή του ορατού (0.55 - 1.05 μm)στην περιοχή του υπέρυθρου (10.5-12.5 μm)στην περιοχή των υδρατμών (6.5 - 7 μm)



Προέλευση: Ινδική

Δορυφόρος σε τροχιά: INSAT - 2E

Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο VHRR

(Very High Resolution Radiometer)

INSATINSAT

στην περιοχή του ορατού (0.47 - 0.7 μm)στην περιοχή του υπέρυθρου (10.5-12.5 μm)στην περιοχή των υδρατμών (5.7 - 7.1 μm)



Συστήματα πολικών δορυφόρων-1

Προέλευση: Αμερικάνικη

Δορυφόρος σε τροχιά: POES, QuikSCAT

Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο ΑVHR (Advanced Very High Resolution Radiometer)

ΝΟΑΑ ΝΟΑΑ (National Oceanic and Atmospheric

Administration)

στην περιοχή του ορατού (0.58 - 0.68 μm)στην περιοχή του κοντινού υπέρυθρου (0.73 -1.1 μm)στην περιοχή του υπέρυθρου (3.55 - 3.93 μm)στην περιοχή του θερμικού υπέρυθρου (10.3 - 11.3 μm)στην περιοχή του θερμικού υπέρυθρου (11.5 - 12.5 μm)


Όργανο μέτρησης διασποράς


Προέλευση: Ρωσική

Δορυφόρος σε τροχιά: Meteor


MR - 900

METEOMETEORR

σάρωση: 2600 kmδιακριτική ικανότητα: 2 km



Προέλευση: Κινέζικη

Δορυφόρος σε τροχιά: FY - 1

Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο MVISR

(Multichannel Visible and IR Scan Radiometer)

FY - 1FY - 1 (Feng Yun 1)

στην περιοχή του ορατού στην περιοχή του υπέρυθρου

σάρωση: 2400 kmδιακριτική ικανότητα: 1.1 km


Επεξεργασία εικόνων

•Χρωματική απεικόνιση εικόνων•Ενίσχυση αντίθεσης της εικόνας•Χωρική ενίσχυση της εικόνας•Ταξινόμηση

Διαδικασίες επεξεργασίας

••Χρωματική απεικόνιση εικόνων••Ενίσχυση αντίθεσης της εικόνας••Χωρική ενίσχυση της εικόνας••Ταξινόμηση

Διαδικασίες επεξεργασίας

Είναι το σύνολο των μεθόδων που αποσκοπούν στη λήψη πληροφοριών που εμπεριέχονται σε μια ψηφιακή εικόνα αλλά δεν μπορούν να εντοπιστούν με γυμνό οφθαλμό.

• Παρατήρηση της δορυφορικής εικόνας• Μελέτη των χαρακτηριστικών της

Πρωτογενή δεδομένα


Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα

ERDAS -1

• Στόχος επεξεργασίας: Υπολογισμός θερμοκρασίας ξηράς

• Περιοχή ενδιαφέροντος: Ελλάδα – Ιταλία

• Λήψη δεδομένων: Ραδιόμετρο AVHRR / NOAA



ERDAS -2


Με το σταυρόνημα ελέγχω τα φασματικά χαρακτηριστικάτης εικόνας μου. Η στήλη layer δηλώνει το κανάλι, η στήλη Lut Value το επίπεδο του γκρι και η στήλη Histogram τα εικονοστοιχεία που έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά με το επιλεγμένο


ERDAS - 3


Άνοιγμα εικόνας με συνδυασμό καναλιών 1-2-4 και 1-3-4

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS - 4

Επιλογή Attributes – Raster στο μενού Viewer

για αλλαγή χρώματος•Κόκκινο - νέφη•Μπλε – θάλασσα

•Γκρι - ξηρά



Χρωματισμός νεφών


Αποτέλεσμα ταξινόμησης


Υπολογισμός θερμοκρασίας

ξηράς

Συμπεράσματα - 1

φαινόμενο θερμοκηπίουμείωση στιβάδας O3

όξινη βροχήκλιματική αλλαγήέκρηξη ηφαιστείων

xαρτογράφησηπολεοδομικές μελέτεςπεριβαλλοντικές μελέτεςκαταγραφή καταστροφών, ταξινόμηση δασικών εκτάσεωναποτυπώσεις οικοσυστημάτωνανίχνευση πετρελαιοκηλίδων, δασικών πυρκαγιώνεντόπιση νέων πηγών ύδατος, πετρελαίου, ορυκτώνεκτέλεση αρχαιολογικών ανασκαφών


Εφαρμογές μετεωρολογικών δορυφόρων

Συνοπτική κλίμακα Παγκόσμια κλίμακα

Συμπεράσματα - 2Πλεονεκτήματα έναντι άλλων συστημάτων

παρακολούθησης• Κάλυψη όλης της γήινης επιφάνειας

• Μέτρηση παραμέτρων σε απρόσιτες περιοχές (π.χ. ωκεανοί)

• Ταχεία αποτύπωση εκτεταμένων γεωγραφικών περιοχών

Για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων απαιτούνται ειδικά προγράμματα επεξεργασίας.

Τα αποτελέσματα της επεξεργασίας διαφοροποιούνται ανάλογα με την περίσταση.

Κατά την επεξεργασία των δεδομένων που προέρχονται από μετεωρολογικούς δορυφόρους υπάρχει πιθανότητα ανθρώπινου σφάλματος.

Επεξεργασία δορυφορικών εικόνων


Μετεωρολογικοί δορυφόροι Επεξεργασία εικόνας

Documents

Transcript of Μετεωρολογικοί δορυφόροι Επεξεργασία εικόνας