Обработка полученного снимка

Для того чтобы обработать скаченное изображение необходимо открыть его в приложении «BEAM VISAT». Но для этого его необходимо сначала скачать. Зайти на сайт «ESA BEAM Earth Observation Toolbox and Development Platform» (http://www.brockmann-consult.de/cms/web/beam/), выбрать в меню пункт «Downloads» («Загрузки»). В списке «BEAM 5.0 Downloads» выбрать «Installer (32 Bit) for Windows» и скачать и установить скаченный файл на компьютер.

Затем необходимо открыть приложение и открыть скаченный снимок. В строке меню выбирать вкладку «File» («Файл») и в открывшемся списке найти пункт «Open Product» («Открыть Продукт») или воспользоваться сочетанием клавиш «Ctrl +О». Появляется окно, где необходимо найти свой файл. В моем случае документ находится в папке «Загрузки». Далее нужно нажать на сам файл, а затем на кнопку «Open Product». Происходит загрузка и с левой стороны экрана появляется сам документ и несколько папок, которые входят в его «состав». Нужно папку «Bands» («Каналы»), в которой находятся еще две папки. Необходимо открыть первую «RefSB». В ней находятся снимки. Для моей работы необходимо выбрать каналы 0,6 мкм, 0,8 мкм и 1,6 мкм. Для этого выбираем снимки, в которых RefSB _1, RefSB_2, RefSB_6. Если какой-то канал испорчен и снимок не открывается, то нужно выбирать следующий за ним снимок. 

Выбранные снимки:

1. Канал 0,6

 

2. Канал 0.8

 

3. Канал 11.0

 

После нахождения нужных файлов в списке необходимо произвести инверсию снимка. Для этого в меню необходимо выбирать вкладку «Utilities», в открывшемся списке нажать на «Create Band From Math Expression …» («Создать канал из математического выражения»). В появившемся окне нажимать на кнопку «Edit Expression» («Редактировать выражение»). Из списка «Data Sources» («Источники данных») выбрать «EV _250_ Aggr 1 km _ RefSB _1(2,7)». Название также появляется в окне «Expression» («Выражение»), куда дополнительно в начало необходимо ввести «0-» так, чтобы после «-» стояло название выбранного пункта. Проводится проверка на отсутствие ошибок, и затем производится нажатие «ОК» два раза. Снимок должен перейти в инверсионное состояние.

 

Я выбрал инверсию для канала 0,8.

­

 

Так как изображение показывает нам регион в плоском формате, необходимо выполнить геометрическую коррекцию и географическую привязку снимка, чтобы изображение отображало действительность, а именно выгнутый формат. Для этого в меню нужно выбирать пункт «Processing» («Обработка»), в открывшемся списке найти пункт «Geometric Operations» («Геометрические Операции»), а затем «Reprojection» («Репроектирование»). В появившемся окне нажать кнопку «Run» («Начать работу»), а затем «Yes» («Да»). Должен начаться процесс обработки. Мы наблюдаем постепенную загрузку коррекции и привязки.

Я сделала геометрическую коррекцию и географическую привязку для канала 0,6

 

 

На полученный снимок необходимо наложить сетку и привязать его к карте. Для этого в программе «BEAM VISAT» на панели инструментов необходимо найти два значка. Первый, изображающий сетку с глазом, называется «Show / hide graticule overlay for the selected image» («Показать/скрыть наложение сетки для выбранного изображения»). Второй, изображающий планету с глазом, называется «Show / hide World Map overlay for the selected image» («Показать/скрыть наложение карты мира для выбранного изображения»). После нажатия этих двух кнопок появляется сетка и карта, на которой находится изображение, которое мы получили после геометрической коррекции.

 

 

Все изображения необходимо сохранить для дальнейшей работы. Для этого нужно нажать правой кнопкой мыши на само изображение, затем в открывшемся списке выбрать «Export View as Image …» («Экспорт в качестве изображения…»). В появившемся окне выбираем папку, в которую сохраниться снимок. Необходимо изменить формат изображения в «Files of type» («Файл типа») с «bmp» на «jpg», чтобы снимок открывался в стандартных программах компьютера. При желании и необходимости также можно изменить имя файла. После смены формата изображения необходимо переставить маркер в правой стороне окна в «Image Region» («Изображение региона») на «Full scene» («Полная картина»). Затем нажать на кнопку «Save» («Сохранить»).

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СПУТНИКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ АНАЛИЗА ОСНОВНЫХ СИНОПТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Необходимо обработать снимок в приложении BEAM VISAT. Для этого необходимо выбрать такой снимок, чтобы отчетливо было видно землю (сушу), воду (моря, океаны и др.) и облачность. Если подходит снимок, который использовался в предыдущей работе, то выбираем его. Если снимок неудачный, то лучше скачать новый.

Первым действием необходимо выполнить геометрическую коррекцию и географическую привязку. Для этого в строке меню надо нажать на вкладку «Processing» («Обработка»), затем в открывшемся списке выбрать «Geometric Operations» («Геометрические Операции»), «Reprojection» («Перепроецирование»), в появившемся окне нажать «Run» («Начать работу»). После коррекции, открываем файл и нажимаем на две кнопки в строке инструментов «Show/hide graticule overlay for the selected image» («Показать/спрятать наложенную сетку для выбранного изображения») и «Show/hide World Map overlay for the selected image» («Показать/спрятать наложенную карту мира для выбранного изображения»), на которых изображены сетка с глазом и карта с глазом.

После проделанных операций необходимо сделать референсные точки для земли (суши), воды и облачности. Для этого в правой части экрана в вертикальной строке инструментов необходимо выбрать значок, изображающий булавку «Pin placing tool» («Инструмент для размещения булавок»). Затем надо щелкнуть по снимку и выделить булавками сушу, воду и облачность. Пока все «булавки» имеют имена «Pin 1», «Pin 2», «Pin 3» и имеют одинаковый цвет - синий. Чтобы не возникало путаницы в дальнейшей работе, можно изменить имена (названия) и цвета для удобства. Для того чтобы это сделать, надо найти в верхней строке инструментов значок с изображением булавки и человека, данный значок имеет название «Manage pins of a data product» («Управление выводами данных»). В появившемся окне выбираем для

каждой булавки цвет из с тандартной палитры, а затем переименовываем сами «булавки». Я выделила булавками вышеуказанные параметры, переименовала их и исправила цвета для земли - на синий для воды - на фиолетовый, а для облачности - на зеленый.

 

(Рис.3.1 Исходное изображение)

 

 

Затем необходимо сделать спектрограмму. На верхней панели инструментов находим значок с изображением графика, который называется «Display spectra at the current pixel position and for pins» («Отображать спектры в текущем положении пикселей для булавок»). Появляется окно с заготовкой для графика. Необходимо выбрать «Show spectra for all pins» («Показать спектр для всех булавок»). Произойдет загрузка и появится график.

 

 

В этой спектрограмме нам наиболее важна правая часть, где значения больше, поэтому выделяем эту область и оставляем ее.

 

 

Далее необходимо сделать скатерограмму. Выбираем в верхней панели инструментов значок «Display Scatter Plot for two selected bands» («Отобразить скатерограмму для двух выбранных каналов»). Появляется окно и в нем необходимо выбрать два канала из трех доступных: «EV_1KM_Emissive_29», «EV_1KM_Emissive_ 31» и «EV_1KM_Emissive_32». В первом случае для первого канала выбираем «EV_1KM_Emissive_29», для второго «EV_1KM_Emissive_31».

 

Также необходимо, чтобы во всех случаях скатерограмма была узкая. В данном случае это выполняется, следовательно, делать математические преобразования не нужно.

Во втором случае для первого канала выбираем «EV_1KM_Emissive_31», для второго «EV_1KM_Emissive_32».

 

Полученная скатерограмма также узкая, значит математические преобразования также делать не нужно.

Для третьего случая выбираем первый канал «EV_1KM_Emissive_32», второй канал «EV_1KM_Emissive_29».

 

Полученная скатерограмма узкая, значит математические преобразования делать не нужно.

Далее необходимо изменить цвета изображения. Существуют два варианта изменения цветов. Один из них это работа со встроенными моделями, а второй это работа с RGB моделями.

В первом случае необходимо научиться работать со встроенными моделями.

Для этого либо в верхней панели инструментов выбираем значок «Image colour manipulation and enhancements» («Манипуляции и улучшения цвета изображения»), либо в левом нижнем углу находим вкладку «Colour manipulation» («Манипуляции цветов»). Открывается окно, и нам нужно выбрать в «Editor» («Редактор») маркер «Basic» («Основной»). При нажатии на «Colour ramp» («Скат цвета») открывается список возможных цветов и вариаций. Можно перебрать все и выбрать наиболее понравившиеся снимки. Я выбрал цвета «gradient_green» и «meris_case2»

 

После встроенных моделей, необходимо разобраться с RGB моделью. Для этого открываем в меню вкладку «View» («Вид»), в открывшемся списке находим строку «Open RGB Image View» («Открыть RGB вид изображения»), и затем в появившемся окне для пунктов «Red» («Красный»), «Green» («Зеленый») и «Blue» («Синий») выбираем каналы «EV_1KM_Emissive_29», «EV_1KM_Emissive_31» и «EV_1KM_Emissive_32».

 

После этого нажимаем кнопку «OK» и получаем изображение с измененными цветами.

 

Вводим каналы «EV_1KM_Emissive_31», «EV_1KM_Emissive_29» и «EV_1KM_Emissive_32». Получаем изображение:

 

 

Вводим каналы «EV_1KM_Emissive_31», «EV_1KM_Emissive_32» и «EV_1KM_Emissive_29». Получаем изображение:

 

Вводим каналы «EV_1KM_Emissive_32», «EV_1KM_Emissive_29» и «EV_1KM_Emissive_31». Получаем изображение:

 

 

Вводим каналы «EV_1KM_Emissive_32», «EV_1KM_Emissive_31» и «EV_1KM_Emissive_29». Получаем изображение

 

 

ВЫДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ОБЛАЧНЫХ СИСТЕМ НА КОСМИЧЕСКИХ СНИМКАХ

 

Для того чтобы выделить и определить основные типы облачности необходимо скачать 5 снимков своего региона (для своего варианта), где она отчетливо видна и распознаваема. Нужно чтобы облачность была разнообразна, как по типу облаков, так и по их количеству. Скачать снимки можно на сайте LAADS DAAC (https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/).

В моем варианте нужно будет рассмотреть облачную систему для региона Японских островов, расположенных в Тихом океане. Острова окружены Корейским проливом, Японским морем и Восточно-Китайским морем, также рядом с архипелагом находится Корейский и Камчатский полуострова.

Наблюдения были проведены в сроки с 25/06/2019 по 26/06/2019. Я выбрал 4 снимка, которые были сделаны 25/06/2019 в 15:10, 16:50 и  26/06/2019 в 14:15 и 15:50.

В выбранных снимках дважды наблюдаются отличительные события в виде замкнутых циркуляций воздуха. 08 июня 2015 года и 11 июня 2015 года наблюдались циклоны, так как видны характерные вихри в облачных системах.

Также в данной работе необходимо построить график количества облачности. А именно столбчатую диаграмму, в которой должно быть видно сколько облаков в баллах было на небосклоне в определенный день. Такой график я построил в программе для MacOS Numbers. Где на одной оси привела данные по количеству облаков, выраженные в баллах. Оценивание происходило «на глаз» при просмотре изображения. А на второй оси необходимо было указать число (дату), в которое производилось наблюдение. Таким образом получился график, представленный ниже.

После скачивания нужных снимков, нужно открыть их в приложении BEAM VISAT. Открыть нужно только канал 0,8 мкм для удобства работы (EV_250_Aggr1km_RefSB_2).

Первое действие в данной работе – это выполнение геометрической коррекции и географической привязки для каждого снимка. После коррекции, открываем файлы в том же канале, накладываем сетку и привязываем полученные изображения к карте. Полученные изображения сохранить.

Затем необходимо построить RGB – модель. Для этого нужно открыть окно с настройками «Open RGB Image View» и выбрать для пунктов «Red» à«EV_250Aggr1km_refSB_2», «Green» à «EV_1KM_Emissive_22», «Blue» à «EV_500_Aggr1km_RefSB_7». Измененные снимки сохранить.

Далее необходимо построить встроенную модель. Для этого открываем «Image colour manipulation and enhancements» и выбираем «meris wind direction». Полученные изменения сохранить.

Таким образом, у нас получаются изменения всех изображений. Далее будет представлена последовательность из четырёх снимков каждой даты. Первое изображение представляет собой исходный снимок в канале 0,8 мкм, второй снимок является снимком после геометрической коррекции и географической привязки, третий снимок – это применение RGB – модели, четвертый снимок – это применение встроенной модели.

Снимки (Исходный, RGB, Meris Wind Direction)

Первый снимок

25/06/2019 в 15:10

 

Второй снимок

25/06/2019 в 16:50

 

Третий снимок

26/06/2019 в 14:15

 

Четвертый снимок

26/06/2019 в 15:50

 

Исходя из полученных изображений, необходимо сделать вывод, какая из представленных обработок снимка наиболее подходит для выделения основных типов облачности.

Проанализировав снимки, я пришла к выводу, что лучше всего подходят RGB-модель и встроенная модель. Каждый выберет для себя наиболее подходящий метод выделения облачности, но я отдам предпочтение RGB - модели. Именно потому, что в данной модели цвета подобраны так, что можно четко отличить облачность от суши и воды. Облачность в данной модели представлена прозрачно-голубым и несколькими оттенками розового. Наименьшее скопление облачности окрашивается в голубоватый оттенок, наибольшее скопление окрашивается соответственно в розовые оттенки. Чем больше количество облаков, тем сильнее розовый будет переходить в темные цвета (например, фиолетовый).

 

 

Приложение 5

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОТЗЫВ

О ПРОХОЖДЕНИИ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ ПО ПОЛУЧЕНИЮ ПЕРВИЧНЫХ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

 

Студент ФГБОУ ВО «Российский государственный гидрометеорологический университет» Раковская Анна Сергеевна проходил учебную практику по получению первичных умений и навыков научно-исследовательской деятельности в РГГМУ, Кафедра ЭФА

в период с «14» __ июня ___ 2018 г. по «25»___ июля ____2018 г.