Fog detection over sea based on multispectral analysis of satellite images

• Autorzy: Jasiński J. , Krawczyk K. , Pietrek S.

Warianty tytułu

PL

Wykrywanie mgieł nad obszarami morskimi na podstawie wielospektralnej analizy zdjęć satelitarnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Detecting fog over sea, especially in early stages of its development, is extremely important due to the threats it imposes on sea navigation. Measurement and observation network in the areas is very thin and limited to single drifting buoys and information provided irregularly by the crews of ships. For these reasons, fog detection by means of remote sensing methods becomes especially significant. The paper presents possibilities to detect fog developing in the most difficult to detect cases – in the air cooling at night time – when it is not possible to sense in the visible light and when the thermal contrast between the fog and the underlying surface is lower than the thermal resolution of the IR images. Analysis of differential and RGB composite images produced from results of observation of the same meteorological objects obtained in various spectral bands reveals features unobservable in each of the bands separately. Using the EUMETSAT recommendations, algorithms of creating RGB composite images were developed in the Department of Geographic Information Systems and applied to images for analysis.

PL

Wykrywanie mgieł nad obszarami morskimi, zwłaszcza we wczesnych stadiach ich powstawania, jest niezwykle istotne ze względu na zagrożenie, jakie stanowią one dla żeglugi. Na obszarach tych sieć pomiarowo-obserwacyjna jest bardzo rzadka i ogranicza się do pojedynczych boi pływających oraz informacji przekazywanych nieregularnie przez załogi statków. Z tych powodów wykrywanie mgieł metodami teledetekcyjnymi nabiera szczególnego znaczenia. Artykuł przedstawia możliwości wykrywania mgieł powstających w najtrudniejszych do wykrycia przypadkach – w ochładzającym się w nocy powietrzu – gdy niemożliwa jest obserwacja w świetle widzialnym oraz gdy kontrast termiczny między mgłą i podłożem jest mniejszy niż rozdzielczość termalna zdjęć w podczerwieni. Analiza obrazów różnicowych oraz kompozycji barwnych złożonych z wyników obserwacji tych samych obiektów meteorologicznych wykonanych w różnych zakresach spektralnych ujawnia ich cechy niewidoczne w każdym z zakresów z osobna. Uwzględniając zalecenia EUMETSAT, w Zakładzie Systemów Informacji Geograficznej opracowano algorytmy tworzenia kompozycji barwnych i zastosowano je do analizowanych zdjęć.

Słowa kluczowe

EN

meteorology; remote sensing; RGB composite imagery; differential imagery

PL

meteorologia; teledetekcja; kompozycje RGB; zobrazowania różnicowe

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 29 (101)
• Strony: 53--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Jasiński J.

autor

Krawczyk K.

autor

Pietrek S.

• Military University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Geodesy Department of Geographic Information Systems Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Zakład Systemów Informacji Geograficznej 00-908 Warszawa, ul. S.,

Bibliografia

• 1. CROFT P.J. (at al.): Fog forecasting for the Southern Region: a conceptual model approach. Weather and Fore-casting, 12, 1997, 545–556.
• 2. BENDIX J., CERMAK J., THIES B.: New perspectives in remote sensing of fog and low Stratus – TERRA / AQUA-MODIS and MSG. Third International Conference on Fog, Cape Town, October 11–15, 2004.
• 3. BADER J., FORBES G.S., GRANT J.R., LILLEY R.B.E., WATERS A.J.: Images in weather forecasting. Cambridge University Press, Cambridge, 1995.
• 4. KERKMANN J. (red.): Applications of Meteosat Second Generation (MSG) – Fog detection. 2004, EUMETSAT.
• 5. http://www.zamg.ac.at/docu/Manual/
• 6. KERKMANN J.: Applications of Meteosat Second Genera-tion (MSG) – Meteorological use of the SEVIRI IR3.9 channel. Darmstadt 2004, EUMETSAT.
• 7. ROSENFELD D.: Applications of Meteosat Second Genera-tion (MSG) – Cloud processes. EUMETSAT, 2004.
• 8. ZWATZ-MEISE V.: Introduction into the Solar Channels. Darmstadt 2004, EUMETSAT.
• 9. ERONN A., Fog detection in cold winter situations at high latitudes. Report of “EUMETSAT Graduate Trainee”, 2007.
• 10. CERMAK J., BENDIX J.: Dynamical nighttime fog / low Stra-tus detection based on Meteosat SEVIRI data: a feasibility study. Pure and Applied Geophysics, 164 (2007), 1179–1192.
• 11. http://www.eumetsat.int/Home/Main/DataAccess/ SupportSoftwareTools/index.htm
• 12. LEE T.F., TURK F.J., RICHARDSON K.: Stratus and fog products using GOES-8-9 3.9mm data. Weather and Fore-casting, 1997, 12, 606–619.
• 13. KERKMANN J.: Applications of Meteosat Second Genera-tion (MSG) – RGB images: part 04 – RGB composites with channels 01–11 and their interpretation, 2005, EUMETSAT.
• 14. KERKMANN J.: Applications of Meteosat Second Genera-tion (MSG) – RGB images: part 05 – RGB composites with channel 12 and their interpretation. 2005, EUMET-SAT.
• 15. User Service Division, Best practices for RGB compositing of multi-spectral imagery, 2004, EUMETSAT.
• 16. WIRTH A., ZEINER B., ZWATZ-MEISE V.: Fog detection and convective cell life cycle evaluation from MSG images. 2005, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Austria.
• 17. https://eoportal.eumetsat.int