Martin Setvák - projekce družicových dat, jejich korekce a „přemapování“ - základní úpravy kontrastu, princip RGB kompozitních snímků - paralaxa snímků - artefakty snímků - zrcadlení Slunce na vodní hladině Meteorologické družice – základy zpracování verze 2009-03-11 Martin Setvák Základní zpracování (digitálních) družicových snímků: • kalibrace dat = převod z původních „obrazových hodnot“ (count value) na konkrétní fyzikální veličiny, především na: • intenzitu záření, „radianci“ (angl. radiance) • odrazivost, resp. „albedo“ v daném kanálu • jasovou (radiační) teplotu (brightness temperature, BT) • transformace dat • geometrická korekce (pouze polární družice) • geografická transformace („přemapování“, všechny družice) • opravy (korekce) různých chyb nebo artefaktů daných technikou snímání Martin Setvák 55.4° 55.4° Geografická korekce dat (snímků) – polární družice Martin Setvák Geometrická korekce dat (snímků) – polární družice roztažení kraje, sražení středu původní projekce AVHRR pouze roztažení kraje, střed původní Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) – všechny družice • konverze dat z původní družicové projekce (projekce družic na polární dráze, nebo geostacionární projekce) do zvolené kartografické projekce (angl. remapping, georegistration, navigation, …) • možnost změny velikosti (rozměru) pixlu • nutné při porovnávání (překládání, slučování, …) dat různého původu, z různých zdrojů, přístrojů • snímků z družic a (pozemních) radarových měření, • při překládání výstupů z numerických modelů přes družicové snímky • kombinaci snímků různého rozlišení z jedné družice (např. MSG, MODIS) Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) Přelet v původní družicové projekci … … tentýž přelet po transformaci do polární stereografické projekce (formát Evropa) Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) Přelet v původní družicové projekci … … tentýž přelet po transformaci do polární stereografické projekce (formát Střední Evropa) Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) Přelet v původní družicové projekci … … tentýž přelet po transformaci do polární stereografické projekce (formát Česká republika) Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) MSG-1 2006-06-25 13:45 UTC IR10.8 - družicová projekce Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) MSG-1 2006-06-25 13:45 UTC IR10.8 - družicová projekce, výřez (crop) Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) MSG-1 2006-06-25 13:45 UTC IR10.8 - polární stereografická projekce, formát Evropa Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) MSG-1 2006-06-25 13:45 UTC IR10.8 - polární stereografická projekce, formát Střední Evropa Martin Setvák Geografická transformace dat (snímků) MSG-1 2006-06-25 13:45 UTC IR10.8 - gnomonická projekce, formát Česká republika Martin Setvák Zobrazení, zvýraznění obrazových dat (snímků) úprava kontrastu Martin Setvák Zobrazení, zvýraznění obrazových dat (snímků) Zvýraznění určitého teplotního intervalu barevnou škálou (angl. color enhancement) Martin Setvák Zobrazení, zvýraznění obrazových dat (snímků) matematické „doostření“ snímku (detail) Martin Setvák Barevná syntéza („RGB“) tří spektrálních kanálů AVHRR ch1 AVHRR ch2 AVHRR ch4 Martin Setvák AVHRR ch1 (0,6 µm) >> RED AVHRR ch2 (0,8 µm) >> GREEN AVHRR ch4 (11 µm) >> BLUE Barevná syntéza („RGB“) tří spektrálních kanálů Martin Setvák Barevná syntéza („RGB“) tří spektrálních kanálů Martin Setvák úpravy kontrastu, barevného podání, saturace barev, finální zostření Martin Setvák Korekce snímku na výšku Slunce nad obzorem přepočet nasvícení snímku tak, jako by Slunce bylo na celém území snímku ve stejné výšce nad obzorem, nebo přepočtení snímku na „albedo“ daného kanálu Martin Setvák Možné problémy při interpretaci družicových snímků: • stárnutí čidel na oběžné dráze, jejich dlouhodobá stabilita a přesnost měření, vzájemná kompatibilita jednotlivých družic (problémy při využití v klimatologii – dlouhodobé řady měření) • paralaxa – zejména u geostacionárních družic, ale i u polárních družic na krajích snímaného pásu území • parazitní odrazy v radiometru – problém současného Meteosatu v době kolem rovnodenností („solar eclipse“) • zrcadlení Slunce na vodní hladině (oceány a moře, jezera, řeky, rybníky) „paralaxa“ Pohled přesně shora (kolmo na zemský povrch), nebo pozorování vztažené k zemskému povrchu (např. radar) Geostacionární pohled Projekce různých objektů na zemský povrch závislá na jejich výšce nad povrchem a na geometrii snímání konkrétní družicí Paralaxa Martin Setvák Paralaxa (pro jihozápadní Čechy) h … (nadmořská) výška HHO P ... paralaxa celková Pe … východní složka paralaxy Pn … severní složka paralaxy (Míša Radová) Paralaxa Martin Setvák 23.5.1996 0045 UTC GOES 9 - West GOES 8 - East Paralaxa Martin Setvák Parazitní odrazy záření v radiometru Patrné především na WV snímcích Meteosatu (1 až 7) kolem jarní a podzimní rovnodennosti… Martin Setvák Parazitní odrazy záření v radiometru Patrné především na WV snímcích Meteosatu (1 až 7) kolem jarní a podzimní rovnodennosti… Martin Setvák Parazitní odrazy záření v radiometru Patrné především na WV snímcích Meteosatu (1 až 7) kolem jarní a podzimní rovnodennosti… Martin Setvák Parazitní odrazy záření v radiometru Patrné především na WV snímcích Meteosatu (1 až 7) kolem jarní a podzimní rovnodennosti… Martin Setvák Parazitní odrazy záření v radiometru Patrné především na WV snímcích Meteosatu (1 až 7) kolem jarní a podzimní rovnodennosti… Martin Setvák Zrcadlení Slunce na vodní hladině („sun glint“) Martin Setvák Zrcadlení Slunce na vodní hladině („sun glint“) Martin Setvák Zrcadlení Slunce na vodní hladině („sun glint“) Martin Setvák Zrcadlení Slunce na vodní hladině („sun glint“) Polární družice – tvar závislý na geometrii snímání a na charakteru zčeření hladiny (velikost a směr vln). Obdobně to platí i pro družice geostacionární. Martin Setvák Zrcadlení Slunce na vodní hladině („sun glint“) Martin Setvák Zrcadlení Slunce na vodní hladině („sun glint“) Martin Setvák Zrcadlení Slunce na vodní hladině („sun glint“) Martin Setvák Isabel - 15.9.2003 11:30 UTC NOAA 15 Martin Setvák