[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
برای نویسندگان::
داوران::
ثبت نام و اشتراک::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
بایگانی مقالات زیر چاپ::
آمار نشریه::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
آمار سایت
مقالات منتشر شده: 308
نرخ پذیرش: 62.8
نرخ رد: 37.2
میانگین داوری: 209 روز
میانگین انتشار: 344 روز
..
:: دوره 11، شماره 2 - ( 6-1402 ) ::
جلد 11 شماره 2 صفحات 39-17 برگشت به فهرست نسخه ها
آشکارسازی ابر به روش استریوگرافی با استفاده از جدیدترین نسل ماهواره های زمین ثابت با قدرت تفکیک مکانی بالا
سحر دهنوی ، یاسر مقصودی مهرانی ، محمدجواد ولدان زوج*
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده:   (1080 مشاهده)
ابرها با توجه به تاثیر قابل توجه آنها بر موازنه انرژی در سطح زمین و در جو، همواره مورد توجه پژوهشگران مختلف هواشناسی و اقلیم­شناسی بوده­اند. توانایی سنجش از دور در برآورد خصوصیات و پارامترهای ابر در بررسی تغییرات آنها در مکانها و زمانهای مختلف به اثبات رسیده است. از جنبه­های تحقیقاتی مهم در ارتباط با ابرها، تعیین ارتفاع ابرها و آشکارسازی ابرهاست. هدف از پژوهش حاضر نیز ارائه روشی مبتنی بر استریوگرافی برای آشکارسازی ابرها برمبنای مقدار ارتفاع ابرها با بالاترین حدتفکیک مکانی ممکن و با بکارگیری تصاویر هواشناسی زمین ثابت (GEOStereo) است. به این ترتیب که ابتدا با استفاده از باند مرئی با تفکیک مکانی بالا (HRV) از سنجنده SEVIRI نصب شده بر روی دو سکو Meteosat-8 (IODC) و Meteosat-10 یک زوج استریو تشکیل می­شود. سپس با توجه به هندسه دید متفاوت دو سنجنده، هر دو تصویر در یک شبکه مرجع تصویرسازی می­شوند و در نهایت با تشکیل خطوط مسیر دید (LOS) دو سنجنده در یک صفحه اپی­پلار، مقدار پارالاکس در دو تصویر بر روی نقاط ابری برآورد می­شود. از مزیتهای این روش در برآورد ارتفاع ابر آن است که اندازه­گیریهای استریو فقط وابسته به روابط هندسی بنیادی بین مشاهدات اجزای مرئی ابرهاست. این درحالی است که در روشهای وابسته به باند مادون قرمز، ارتفاع بالای ابرها وابسته به دانش از گسیلمندی ابر، دمای ظاهری، یا نرخ کاهش دما در اثر افزایش ارتفاع بوده و بعلاوه نیازمند تصور این فرض اولیه است که ابر دارای تعادل ترمودینامیکی محلی است. این در صورتی است که در اکثر شرایط، مقدار گسیلمندی ابر نامعلوم بوده، پروفایل قائم دمایی جو مجهول است و ابر دارای تعادل ترمودینامیکی با محیط اطراف خود نیز نمی­باشد. در این مطالعه روشی نوین برای آشکارسازی پیکسلهای ابری مبتنی بر ارتفاع ابر ارائه شده است. پس از برآورد ارتفاع ابرها، امکان تفکیک پیکسلهای ابری از پیکسلهای غیرابری برمبنای اختلاف ارتفاع موجود فراهم شده و در واقع می­توان آشکارسازی ابر را برمبنای ارتفاع برآورد شده در پیکسلها انجام داد. نتایج این پژوهش نشان دهنده دقت بالا و امکان­پذیر بودن استفاده از استریوگرافی برای آشکارسازی پیکسلهای ابری در تصاویر ماهواره­ای است. مزیت آشکارسازی ابرها با بهره­مندی از اطلاعات ارتفاع ابر آن است که نه تنها در تصاویر زمین­ثابت حدتفکیک مکانی آشکارسازی افزایش می­یابد بلکه امکان استخراج اطلاعات سه­بعدی ابر که از اهمیت ویژه­ای در مطالعات برآورد ایرادیانس خورشیدی، استخراج ویژگیهای ابر و سایر کاربردهای وابسته به ابرها برخوردار است؛ را فراهم می­آورد. و در نهایت از نقطه نظر اهمیت این پژوهش در ایران، لازم به ذکر است که با انجام این پژوهش، شاخه جدیدی از مطالعات سنجش­از دور هواشناسی، با عنوان "استریوگرافی هواشناسی" در کشور پایه­گذاری خواهد شد. که راهگشای پژوهشهای گسترده­تر در این زمینه خواهد بود.
 
واژه‌های کلیدی: آشکارسازی ابر، ارتفاع ابر، استریوگرافی، تصاویر هواشناسی زمین ثابت، سنجش از دور و فتوگرامتری.
متن کامل [PDF 1302 kb]   (163 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: سنجش از دور
دریافت: 1398/2/18 | پذیرش: 1398/3/22 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1402/4/31 | انتشار: 1402/7/18
فهرست منابع
1. [1] Mobasheri, M. and Karimi Asl, N., "A rapid method for determining high cloud pressure using MODIS images.", Geography and Development, 1131, 165-182.
2. [2] Geethu Chandran A J and C. Jojy, "A Survey of Cloud Detection Techniques for Satellite Images," International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), vol. 02, 2015.
3. [3] I. Genkova, G. Seiz, P. Zuidema, G. Zhao, and L. Di Girolamo, "Cloud top height comparisons from ASTER, MISR, and MODIS for trade wind cumuli," Remote Sensing of Environment, vol. 107, pp. 211-222, 2007/03/15/ 2007.
4. [4] D. M. Winker, J. Pelon, J. A. C. Jr., S. A. Ackerman, R. J. Charlson, P. R. Colarco, et al., "The CALIPSO Mission," Bulletin of the American Meteorological Society, vol. 91, pp. 1211-1230, 2010.
5. [5] A. Hasler, "Stereographic observations from geosynchronous satellites: An important new tool for the atmospheric sciences," Bulletin of the American Meteorological Society, vol. 62, pp. 194-212, 1981. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1981)062<0194:SOFGSA>2.0.CO;2 [DOI:10.1175/1520-0477(1981)0622.0.CO;2]
6. [6] W. T. Roach, "On the nature of the summit areas of severe storms in Oklahoma," Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, vol. 93, pp. 318-336, 1967.
7. [7] O. R. J. Ondrejka, J. H. Conover, and R. J. Ondrejka, "Note on the stereo interpretation of Nimbus II APT photography," 1966. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1966)094<0611:NOTSIO>2.3.CO;2 [DOI:10.1175/1520-0493(1966)0942.3.CO;2]
8. [8] K. Kikuchi and T. Kasai, "Stereoscopic analysis of photographs taken by NIMBUS II APT system," J. Meteor. Soc. Japan, vol. 46, pp. 60-67, 1968.
9. [9] I. Browne, J. Garcia, and V. Whitehead, "Cloud height contouring from Apollo 6 photography," 1969.
10. [10] W. Shenk, R. Holub, and R. Neff, "Stereographic cloud analysis from Apollo 6 photographs over a cold front," 1975.
11. [11] P. G. Black, "Some aspects of tropical storm structure revealed by handheld-camera photographs from space," in Skylab Explores the Earth, 1977, p. 417.
12. [12] W. R. Bryson, Cloud height determination from geosynchronous satellite images: University of Wisconsin, 1978.
13. [13] D. Lorenz, "On the feasibility of cloud stereoscopy and wind determination with the Along-Track Scanning Radiometer," International Journal of Remote Sensing, vol. 6, pp. 1445-1461, 1985.
14. [14] C. Bristor and W. Pichel, "3-D CLOUD VIEWING USING OVERLAPPED PICTURES FROM 2 GEOSTATIONARY SATELLITES," vol. 55, ed: AMER METEOROLOGICAL SOC 45 BEACON ST, BOSTON, MA 02108-3693, 1974, pp. 1353-1355.
15. [15] E. Kassianov, C. N. Long, and J. Christy, "Cloud-base-height estimation from paired ground-based hemispherical observations," Journal of Applied Meteorology, vol. 44, pp. 1221-1233, 2005.
16. [16] K. Zaksek, M. Hort, J. Zaletelj, and B. Langmann, "Monitoring volcanic ash cloud top height through simultaneous retrieval of optical data from polar orbiting and geostationary satellites," Chemistry and Physics, pp. 2589-2606, 2013.
17. [17] L. Merucci, K. Zakšek, E. Carboni, and S. Corradini, "Stereoscopic Estimation of Volcanic Ash Cloud-Top Height from Two Geostationary Satellites," Remote Sensing, vol. 8, p. 206, 2016.
18. [18] A. Stohl, A. J. Prata, S. Eckhardt, L. Clarisse, A. Durant, S. Henne, et al., "Determination of time- and height-resolved volcanic ash emissions and their use for quantitative ash dispersion modeling: the 2010 Eyjafjallajökull eruption," Atmos. Chem. Phys., vol. 11, pp. 4333-4351, 2011.
19. [19] S. A. Carn, J. S. Pallister, L. Lara, J. W. Ewert, S. Watt, A. J. Prata, et al., "The Unexpected Awakening of Chaitén Volcano, Chile," Eos, Transactions American Geophysical :union:, vol. 90, pp. 205-206, 2009.
20. [20] E. R. Kursinski, G. A. Hajj, J. T. Schofield, R. P. Linfield, and K. R. Hardy, "Observing Earth's atmosphere with radio occultation measurements using the Global Positioning System," Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 102, pp. 23429-23465, 1997/10/20 1997.
21. [21] F. S. Solheim, J. Vivekanandan, R. H. Ware, and C. Rocken, "Propagation delays induced in GPS signals by dry air, water vapor, hydrometeors, and other particulates," Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 104, pp. 9663-9670, 1999/04/27 1999.
22. [22] C. Oppenheimer, "Review article: Volcanological applications of meteorological satellites," International Journal of Remote Sensing, vol. 19, pp. 2829-2864, 1998/01/01 1998.
23. [23] S. Eckhardt, A. J. Prata, P. Seibert, K. Stebel, and A. Stohl, "Estimation of the vertical profile of sulfur dioxide injection into the atmosphere by a volcanic eruption using satellite column measurements and inverse transport modeling," Atmos. Chem. Phys., vol. 8, pp. 3881-3897, 2008.
24. [24] A. J. Prata and I. F. Grant, "Retrieval of microphysical and morphological properties of volcanic ash plumes from satellite data: Application to Mt Ruapehu, New Zealand," Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, vol. 127, pp. 2153-2179, 2001/07/01 2006.
25. [25] P. Dubuisson, R. Frouin, D. Dessailly, L. Duforêt, J.-F. Léon, K. Voss, et al., "Estimating the altitude of aerosol plumes over the ocean from reflectance ratio measurements in the O2 A-band," Remote Sensing of Environment, vol. 113, pp. 1899-1911, 2009/09/01/ 2009.
26. [26] M. Richards, S. Ackerman, M. Pavolonis, and W. Feltz, "Volcanic ash cloud heights using the MODIS CO2-slicing algorithm," MSc, University of Wisconsin-Madison, 2006.
27. [27] F.-L. Chang, P. Minnis, B. Lin, M. M. Khaiyer, R. Palikonda, and D. A. Spangenberg, "A modified method for inferring upper troposphere cloud top height using the GOES 12 imager 10.7 and 13.3 μm data," Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 115, 2010/03/27 2010.
28. [28] L. S. Glaze, P. W. Francis, S. Self, and D. A. Rothery, "The 16 September 1986 eruption of Lascar volcano, north Chile: Satellite investigations," Bulletin of Volcanology, vol. 51, pp. 149-160, May 01 1989.
29. [29] A. F. Hasler, "Stereographic Observations from Geosynchronous Satellites: An Important New Tool for the Atmospheric Sciences," Bulletin of the American Meteorological Society, vol. 62, pp. 194-212, 1981/02/01 1981. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1981)062<0194:SOFGSA>2.0.CO;2 [DOI:10.1175/1520-0477(1981)0622.0.CO;2]
30. [30] A. J. Prata and P. J. Turner, "Cloud-top height determination using ATSR data," Remote Sensing of Environment, vol. 59, pp. 1-13, 1997/01/01/ 1997.
31. [31] S. Scollo, R. A. Kahn, D. L. Nelson, M. Coltelli, D. J. Diner, M. J. Garay, et al., "MISR observations of Etna volcanic plumes," Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 117, 2012/03/27 2012.
32. [32] T. H. Virtanen, P. Kolmonen, E. Rodríguez, L. Sogacheva, A. M. Sundström, and G. de Leeuw, "Ash plume top height estimation using AATSR," Atmos. Meas. Tech., vol. 7, pp. 2437-2456, 2014.
33. [33] P. N. Francis, M. C. Cooke, and R. W. Saunders, "Retrieval of physical properties of volcanic ash using Meteosat: A case study from the 2010 Eyjafjallajökull eruption," Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 117, 2012/10/27 2012.
34. [34] M. J. Pavolonis, A. K. Heidinger, and J. Sieglaff, "Automated retrievals of volcanic ash and dust cloud properties from upwelling infrared measurements," Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 118, pp. 1436-1458, 2013/02/16 2013.
35. [35] C. A. Poulsen, R. Siddans, G. E. Thomas, A. M. Sayer, R. G. Grainger, E. Campmany, et al., "Cloud retrievals from satellite data using optimal estimation: evaluation and application to ATSR," Atmos. Meas. Tech., vol. 5, pp. 1889-1910, 2012.
36. [36] S. Bley and H. Deneke, A threshold-based cloud mask for the high-resolution visible channel of Meteosat Second Generation SEVIRI vol. 6, 2013.
37. [37] Hocking J., P. N. Francis, and R. W. Saunders, "Cloud detection in Meteosat second generation imagery at the Met office," Meteorological Applications, vol. 18, pp. 307-323, 2011.
38. [38] EUMETSAT, "MSG Level 1.5 Image Data Format Description," in Issue v8 e-signed, ed. EUMETSAT, 2017, p. 129.
39. [39] Euemetsat. (2019, 1/1/2019). High Rate SEVIRI Level 1.5 Image Data - MSG - 0 degree. Available: https://www.europeandataportal.eu/data/en/dataset/acronym-msg15-satellite-msg1-msg2-msg3-fileid-eo-eum-dat-msg- rseviri
40. [40] C. Evans, "notes on the opensurf library," University of Bristol, 2009.
41. [41] H. Goncalves, L. Corte-Real, and J. A. Goncalves, "Automatic Image Registration Through Image Segmentation and SIFT," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 49, pp. 2589-2600, 2011.
42. [42] M. Hasan, X. Jia, A. Robles-Kelly, J. Zhou, and M. R. Pickering, "Multi-spectral remote sensing image registration via spatial relationship analysis on sift keypoints," in 2010 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2010, pp. 1011-1014.
43. [43] C. Huo, C. Pan, L. Huo, and Z. Zhou, "Multilevel SIFT Matching for Large-Size VHR Image Registration," IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 9, pp. 171-175, 2012.
44. [44] M. Teke and A. Temizel, "Multi-spectral Satellite Image Registration Using Scale-Restricted SURF," in 2010 20th International Conference on Pattern Recognition, 2010, pp. 2310-2313.
45. [45] T. A. Scambos, M. J. Dutkiewicz, J. C. Wilson, and R. A. Bindschadler, "Application of image cross-correlation to the measurement of glacier velocity using satellite image data," Remote Sensing of Environment, vol. 42, pp. 177-186, 1992/12/01/ 1992.
46. [46] Hiroyuki HASEGAWA, Kaoru MATSUO, Mamoru KOARAI, H. M. Nobuyuki WATANABE, and Y. FUKUSHIMA, "DEM ACCURACY AND THE BASE TO HEIGHT (B/H) RATIO OF STEREO IMAGES," vol. XXXXIII, ed. Amesterdam: International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS), 2000.
47. [47] H. R. Goldberg, "A performance characterization of kernel-based algorithmsfor anomaly detection in hyperspectral imagery," p. 119, 2007.
ارسال پیام به نویسنده مسئول


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Dehnavi S, Maghsoudi Y, Valadanzoej M. Using Stereographic Observations of two High Resolution Geostationary Satellite Images for Cloud Detection. jgit 2023; 11 (2) :17-39
URL: http://jgit.kntu.ac.ir/article-1-656-fa.html

دهنوی سحر، مقصودی مهرانی یاسر، ولدان زوج محمدجواد. آشکارسازی ابر به روش استریوگرافی با استفاده از جدیدترین نسل ماهواره های زمین ثابت با قدرت تفکیک مکانی بالا. مهندسی فناوری اطلاعات مکانی. 1402; 11 (2) :17-39

URL: http://jgit.kntu.ac.ir/article-1-656-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 11، شماره 2 - ( 6-1402 ) برگشت به فهرست نسخه ها
نشریه علمی-پژوهشی مهندسی فناوری اطلاعات مکانی Engineering Journal of Geospatial Information Technology
Persian site map - English site map - Created in 0.05 seconds with 37 queries by YEKTAWEB 4645