Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyznaczanie obszarów ograniczonej widzialności z wykorzystaniem danych spektroradiometru MODIS na potrzeby zabezpieczenia transportu lądowego

Krawczyk K., Jasiński J., Chaładyniak D., Pietrek S., Winnicki I., Zaciek A.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

4262--4271, CD2

PL

W artykule przedstawiono propozycję wykorzystania satelitarnych danych pozyskanych przez spektroradiometr MODIS do wyznaczania obszarów ograniczonej widzialności. Autorzy skupili swoją uwagę na dwóch obiektach meteorologicznych: mgłach i niskich chmurach warstwowych (Stratus). Wysoka rozdzielczość przestrzenna i spektralna danych pozwala na ocenę dominujących procesów zachodzących w dolnej troposferze, wpływających na ograniczenie widzialności. Znaczenie wykorzystania wielospektralnych danych satelitarnych wzrasta w przypadku analizy warunków na obszarach o niewystarczającej gęstości sieci bezpośrednich pomiarów meteorologicznych. Wyniki analiz obrazów wykonanych w pojedynczych zakresach spektralnych, produktów różnicowych i kompozycji barwnych mogą być wykorzystywane w systemach monitorowania i ostrzegania o warunkach drogowych.

EN

The paper presents a proposal of application of satellite data acquired by means of the MODIS spectroradiometer to determination of areas of limited visibility. The authors focused on two meteorological objects: fogs and low layer clouds (Stratus). High spatial and spectral resolution of the data enables to assess the prevailing p rocesses in the lower troposphere that cause limited visibility. The significance of the multispectral satellite data application increases in cases of weather conditions analyses for areas of sparse networks of direct meteorological measurements. The results of analyses of single spectral channels images, differential products and color compositions may be used in road conditions monitoring and warning systems.

2

Multispectral MODIS data for visual interpretation of fog and low layer clouds

Krawczyk K., Jasiński J.

Geodesy and Cartography

|

2015

|

Vol. 64, no. 1

15--27

EN

The paper presents the capability of applying selected modern remote sensing methods based on commonly available high spatial resolution MODIS images to fog and low layer clouds detection. Single spectral channel images, differential images and selected color compositions are analyzed for distinguishing the areas of the phenomena occurrence. Their internal structure and fog/cloud particles properties are assessed using brightness temperature and reflectance diagrams.

PL

Artykuł przedstawia możliwości zastosowania wybranych współczesnych metod teledetekcyjnych opartych na powszechnie dostępnych zobrazowaniach MODIS o wysokiej rozdzielczości do wykrywania obszarów mgieł i niskich chmur warstwowych. Do wykrywania obszarów występowania tych zjawisk wykorzystywane są wyniki analiz zobrazowań w pojedynczych kanałach spektralnych, zobrazowania różnicowe oraz wybrane kompozycje barwne. Wewnętrzna struktura zjawisk i własności cząstek mgły/chmur warstwowych analizowane są na podstawie diagramów temperatury radiacyjnej i odbiciowości.

3

Detekcja warunków ograniczonej widzialności z wykorzystaniem danych satelitarnych i naziemnych

Bobrowski M.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2013

|

Vol. Spec.

35--45

PL

W pracy analizowano skuteczność metod detekcji mgieł, opartych na danych z satelity MSG 2. Porównano metody teledetekcyjne z obserwacjami stanu pogody na stacjach synoptycznych IMGW-PIB z obszaru Polski, obejmującymi okres od października 2010 r. do marca 2011 r. Stwierdzono, że dane satelitarne pozwalają z dużym prawdopodobieństwem wskazać obszary występowania mgieł i niskich chmur Stratus. Określenie, kiedy występuje mgła, a kiedy tylko niski Stratus jest jednak bardzo trudne, a często niemożliwe, bez wykorzystania dodatkowych danych naziemnych. W tym celu można wykorzystać temperaturę punktu rosy i temperaturę powietrza mierzoną w klatce meteorologicznej. Rozróżnienie mgieł i chmur niskich jest bardzo cenne ze względów praktycznych, ponieważ mgła powoduje ograniczenie widzialności poniżej 1 km, natomiast chmura Stratus nie musi znacząco wpływać na możliwość obserwacji obiektów przy powierzchni ziemi. Metoda omówiona w pracy pozwoliła na wykrycie 50-64% zaobserwowanych mgieł. Około 25-35% sygnalizowanych przypadków wystąpienia mgły nie znalazło potwierdzenia w obserwacjach ze stacji synoptycznych (wystąpił tzw. fałszywy alarm).

EN

The study analyzed the effectiveness of mists detection methods, based on MSG satellite data. Remote sensing methods were compared with observations from synoptic stations IMGW-PIB from Poland, covering the period from October 2010 to March 2011. Satellite data allow identify areas likely occurrence of fog and low stratus clouds. Term when there is fog and low stratus soon but it is very difficult, if not impossible, without the use of additional ground-based data. For this purpose, can be use the dew point temperature and air temperature measured in meteorological cage. The distinction between fog and low clouds is very important for practical reasons, because fog reduces visibility less than 1 km, while the Stratus cloud doesn't have a significant impact on the ability to observe objects close to the ground. The method discussed in the paper made it possible to detect 5064% of observed fog. Approximately 25-35% of cases of fog signaled not confirmed in observations from synoptic stations (it was false alarm).

4

Wyznaczanie grubości optycznej aerozoli atmosferycznych na podstawie pomiarów teledetekcyjnych

Zawadzka O., Markowicz K.M.

Przegląd Geofizyczny

|

2011

|

Z. 1-2

3-26

PL

W artykule zaprezentowany został nowy algorytm do wyznaczania własności optycznych aerozoli atmosferycznych nad lądem wykorzystujący synergię obserwacji satelitarnych oraz pomiarów wykonywanych fotometrem słonecznym i ceilometrem. Instrument SEVIRI (Spinning Enhanced Visible Infrared Radiometer) znajdujący się na pokładzie satelity MSG (Meteosat Second Generation) oferuje możliwość monitoringu aerozoli atmosferycznych z wysoką rozdzielczością przestrzenną i czasową. Detektor SEVIRI mierzy promieniowanie elektromagnetyczne w 12 kanałach spektralnych, jednak tylko dane z trzech kanałów mogą być wykorzystane do wyznaczania własności optycznych aerozoli atmosferycznych. Są to dwa kanały w świetle widzialnym (0,6 i 0,8 žm) oraz jeden w bliskiej podczerwieni (1,6 žm). Zostały przeprowadzone testy mające na celu określenie przydatności każdego z wymienionych kanałów. W wyniku przeprowadzonych symulacji stwierdzono, że z powodu niskich wartości albeda wegetacji najbardziej czuły na obecność aerozoli w atmosferze jest kanał 1., natomiast radiancja mierzona na górnej granicy atmosfery w kanale 2. w niewielkim stopniu zależy od grubości optycznej aerozolu, ze względu na wysokie albedo podłoża. Ponieważ ekstynkcja promieniowania związana z obecnością aerozoli na ogół znacząco maleje z długością fali, aerozole mają stosunkowo mały wpływ na radiancję mierzoną w kanale 3. Ponadto kanał ten jest czuły na zmiany albeda powierzchni i na występowanie chmur. Do wyznaczenia grubości optycznej aerozoli atmosferycznych zostały zastosowane metody odwrotne. Do symulacji obserwacji satelitarnych został wykorzystany model transferu promieniowania 6S (Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum) (Vermote i in, 1997), oparty na przybliżeniu successive orders of scattering (Liou, 2002). Model 6S został użyty do zdefiniowania skalarnej funkcji kosztu. Funkcja ta została określona przez wartości obserwowane, wyznaczane własności optyczne aerozolu oraz dodatkowe informacje a priori (Rodgers, 2000). Algorytm składa się z trzech części. W pierwszym kroku eliminowanie są piksele zawierające chmury na podstawie zmienności przestrzennej reflektancji na górnej granicy atmosfery w kanale 1,6 žm. W kolejny kroku wykonywana była minimalizacja funkcji kosztu w celu uzyskania wartości reflektancji podłoża. Do estymacji tego parametru zostały użyte obserwacje naziemne grubości optycznej aerozoli pochodzące z pomiarów fotometrem słonecznym oraz pionowe profile ekstynkcji z ceilometru, zarejestrowane w dniu z niską zawartością aerozoli w atmosferze. Zakładając, że reflektancja podłoża dla rozdzielczości przestrzennej SEVIRI zmienia się wolno w czasie, uzyskane rezultaty mogły być użyte do wyznaczenia grubości optycznej w następnych lub poprzednich dniach. Ostatnia część algorytmu jest związana z wyznaczeniem własności optycznych aerozoli atmosferycznych na podstawie minimalizacji odpowiednio zdefiniowanej funkcji kosztu. Opisana metoda została przetestowana na podstawie danych zebranych w kwietniu i w maju 2009 r. Obliczenia przeprowadzone zostały dla pikseli obejmujących fragmenty Puszczy Kampinoskiej. Wstępne rezultaty pokazały dobrą zgodność wyznaczonych i zmierzonych na powierzchni ziemi wartości grubości optycznej. Wartości obliczone różniły się od tych zmierzonych fotometrem słonecznym o ok. 0,025. Słowa kluczowe: aerozole atmosferyczne, grubość optyczna, poprawka

EN

The Spinning Enhanced Visible Infrared Radiometer (SEVIRI) instrument on board Meteosat Second Generation (MSG) offers new capabilities to monitor aerosol loading over land at high temporal and spatial resolution. We propose algorithm to derived aerosol optical properties from synergy of the satellite, sun photometer and ceilometer observations. SEVIRI instrument has three channels that can be useful in aerosol optical properties retrieval: two visible channels (0.6 and 0.8 ěm) and one near infrared channel (1.6 ěm). In order to determine usefulness of each of these channels we carried out tests. It turned out that the 1st channel is the most sensitive for the presence of aerosols, due to relatively low vegetation albedo values in this wavelength. On the contrary, because of rather high albedo of vegetation in the 2nd channel radiation measured at the top of the atmosphere weakly depends on aerosol optical thickness. Since radiation extinction connected with presence of aerosols strongly decrease with wavelength aerosols have relatively small influence on measured radiation in the 3rd channel. Furthermore, this channel is sensitive on changes in albedo of surface and on presence of clouds. Due to above-mentioned reasons we decided to use the radiance measurements in the 1st channel of SEVIRI in retrieval of aerosol properties. In order to retrieve aerosol optical thickness we apply inverse methods. For simulations of satellite observations we use 6S (Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum) (Vermote et al., 1997) radiative transfer model, based on successive orders of scattering approximations (Liou, 2002). The 6S model is used to define a scalar cost function. This function is defined by observation, retrieved quantities, and a priori information (Rodgers, 2000). Retrieval algorithm consists of three parts. The first step is to remove cloud-contaminated pixels using spatial variability of the top of the atmosphere reflectance at 1.6 ěm. The next step provides surface reflectance based on the cost function minimization. Surface reflectance is the main difficulty in determination of aerosol optical properties over land. To estimate this parameter we use surface observations of aerosol optical thickness from sun photometer and vertical profile of extinction coefficient from ceilometer during a day with low aerosol content in the atmosphere. Assuming that surface reflectance at SEVIRI resolution changes slowly with time we can use previous result to calculate aerosol optical thickness for next or previous days. The last part of algorithm is related to aerosol optical properties estimation based on minimization of the respectively defined cost function. Described method has been tested for data collected in April and May 2009. Preliminary results were obtained for pixels located in the Kampinos Forest, a large forest complex located near to Warsaw in Poland. We found good consistency between the retrieved and measured at the surface the aerosol optical thickness. The calculated values differ from those measured by sun photometer by 0.025.