Μετεωρολογικοί δορυφόροι Επεξεργασία δορυφορικών εικόνων Εφαρμογή προγράμματος ERDAS ΓΙΑΜΑ ΕΥΦΡΟΣΥΝΗ Επιβλέπων: κ. ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΜΕΛΑΣ

Μετεωρολογικοί δορυφόροι Επεξεργασία εικόνας 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. Ιστορική αναδρομή 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

Μέθοδοι πρόγνωσης καιρού Με χρήση υπολογιστών ατμοσφαιρικά μοντέλα Με σύστημα μικροϋπολογιστών (minicomputers) Επίλυση θερμοδυναμικών εξισώσεων Επαναληψιμότητα Εξειδίκευση Άμεση πρόσβαση σε βάσεις δεδομένων και μετεωρολογικούς χάρτες Τηλεπισκόπηση η τηλεανίχνευση (remote sensing) 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 τηλεπισκόπησης Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Μετεωρολογικοί δορυφόροι - 1 Στοιχεία τροχιάς Περίγειο, Π Απόγειο, Α Μεγάλος ημιάξονας α: [(F1Α) + (F2Π)] = 2·α (1) Εκκεντρότητα (ε) F1A = α (1+ε) (2) F1Π = α·(1-ε) (3) Περίοδος (4) Κλίση Σύνδεσμοι Επίπεδο Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Μετεωρολογικοί δορυφόροι - 2 Γεωστατικοί δορυφόροι Δορυφόροι 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 Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Μετεωρολογικοί δορυφόροι - 3 Πολικοί δορυφόροι Δορυφόροι 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 Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα γεωστατικών δορυφόρων-1 EUMETSAT Προέλευση: Ευρωπαϊκή Δορυφόρος σε τροχιά: MeteoSat Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο 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) Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα γεωστατικών δορυφόρων-2 GMS (Geostationary Meteorological Satellite) Προέλευση: Ιαπωνική Δορυφόρος σε τροχιά: GMS Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο VISSR (Visible and Infrared Spin Scan Radiometer) στην περιοχή του ορατού (0.5 - 0.9 μm) στην περιοχή του υπέρυθρου (10.5 - 12.5 μm) Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα γεωστατικών δορυφόρων-3 GOMS (Geostationary Operational Meteorological Satellite) Προέλευση: Ρωσική Δορυφόρος σε τροχιά: GΟMS Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο SΤR (Scanning Television Radiometer) 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) Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα γεωστατικών δορυφόρων-4 ΝΟΑΑ (National Oceanic and Atmospheric Administration ) Προέλευση: Αμερικάνικη Δορυφόρος σε τροχιά: GΟΕS Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο 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) Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα γεωστατικών δορυφόρων-5 FY- 2 (Feng Yun 2) Προέλευση: Κινέζικη Δορυφόρος σε τροχιά: FY - 2B Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο VISSR (Visible and Infrared Spin Scan Radiometer) 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) Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα γεωστατικών δορυφόρων-6 INSAT Προέλευση: Ινδική Δορυφόρος σε τροχιά: INSAT - 2E Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο VHRR (Very High Resolution Radiometer) 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) Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα πολικών δορυφόρων-1 ΝΟΑΑ (National Oceanic and Atmospheric Administration) Προέλευση: Αμερικάνικη Δορυφόρος σε τροχιά: POES, QuikSCAT Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο ΑVHR (Advanced Very High Resolution Radiometer) Όργανο μέτρησης διασποράς 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) Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα πολικών δορυφόρων-2 METEOR Προέλευση: Ρωσική Δορυφόρος σε τροχιά: Meteor Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο MR - 900 σάρωση: 2600 km διακριτική ικανότητα: 2 km Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συστήματα πολικών δορυφόρων-3 FY - 1 (Feng Yun 1) Προέλευση: Κινέζικη Δορυφόρος σε τροχιά: FY - 1 Μετρητικός εξοπλισμός: Ραδιόμετρο MVISR (Multichannel Visible and IR Scan Radiometer) στην περιοχή του ορατού στην περιοχή του υπέρυθρου σάρωση: 2400 km διακριτική ικανότητα: 1.1 km Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Επεξεργασία εικόνων Πρωτογενή δεδομένα 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. Πρωτογενή δεδομένα Παρατήρηση της δορυφορικής εικόνας Μελέτη των χαρακτηριστικών της • Χρωματική απεικόνιση εικόνων Ενίσχυση αντίθεσης της εικόνας Χωρική ενίσχυση της εικόνας Ταξινόμηση Διαδικασίες επεξεργασίας Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS -1 Στόχος επεξεργασίας: Υπολογισμός θερμοκρασίας ξηράς Περιοχή ενδιαφέροντος: Ελλάδα – Ιταλία Λήψη δεδομένων: Ραδιόμετρο AVHRR / NOAA Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS -2 Με το σταυρόνημα ελέγχω τα φασματικά χαρακτηριστικά της 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 Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS - 3 Άνοιγμα εικόνας με συνδυασμό καναλιών 1-2-4 και 1-3-4 Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS - 4 Επιλογή Attributes – Raster στο μενού Viewer για αλλαγή χρώματος Κόκκινο - νέφη Μπλε – θάλασσα Γκρι - ξηρά

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS - 5 Χρωματισμός νεφών Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS - 6 Αποτέλεσμα ταξινόμησης

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS - 7 Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Επεξεργασία εικόνων με το πρόγραμμα ERDAS - 8 Υπολογισμός θερμοκρασίας ξηράς

Εφαρμογές μετεωρολογικών δορυφόρων Συμπεράσματα - 1 Εφαρμογές μετεωρολογικών δορυφόρων Συνοπτική κλίμακα Παγκόσμια κλίμακα xαρτογράφηση πολεοδομικές μελέτες περιβαλλοντικές μελέτες καταγραφή καταστροφών, ταξινόμηση δασικών εκτάσεων αποτυπώσεις οικοσυστημάτων ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων, δασικών πυρκαγιών εντόπιση νέων πηγών ύδατος, πετρελαίου, ορυκτών εκτέλεση αρχαιολογικών ανασκαφών φαινόμενο θερμοκηπίου μείωση στιβάδας O3 όξινη βροχή κλιματική αλλαγή έκρηξη ηφαιστείων Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος

Συμπεράσματα - 2 Πλεονεκτήματα έναντι άλλων συστημάτων παρακολούθησης Κάλυψη όλης της γήινης επιφάνειας Μέτρηση παραμέτρων σε απρόσιτες περιοχές (π.χ. ωκεανοί) Ταχεία αποτύπωση εκτεταμένων γεωγραφικών περιοχών Επεξεργασία δορυφορικών εικόνων 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. Περιβαλλοντική έρευνα Μεταπτυχιακό Φυσική Περιβάλλοντος