Görüntü Yorumlama
Uydu görüntülerindeki bulutlar?n ay?rt edici yap?s? tahmincilere hava sistemlerini tan?mlama ve izleme olana?? verir. Örne?in atmosferik depresyonlar ve ilgili cephe sistemleri kendine özgü bulutluluk yap?s?yla kolayl?kla ay?rt edilebilirler. Uydu görüntüleri ayn? zamanda atmosferin yap?s? ve dü?ey s?cakl??? hakk?nda bilgi verir. Birbiri ard?na elde edilen görüntüler yerd?m?yla bulut yerlerindeki de?i?imin ayn? zamanda rüzgar h?z ve yönlerinin hesaplanmas?n? da sa?lar. Ayr?ca ya??? miktar?n?n belirlenmesi ve deniz dalga yüksekliklerinin hesaplanmas? da gerçekle?tirilmektedir.
Sabit yörüngeli uydular her yar?m saatte bir görüntü alabildiklerinden, sistem hareketlerinin olu?umunun ve hava olaylar?n?n dinamik evriminin yap?s?n?n tan?mlanmas?na yard?mc? olurlar.
Visible (VIS) spektrumundaki görüntüler dünya yüzeyi veya bulutlardan güne? radyasyonu yans?mas?n?n ölçülmesiyle elde edilir.Genel olarak bulut kal?nl??? görüntülerin albedosunu belirler.
IR görüntüleri, yüzeyden ve atmosferden yay?lan infrared radyasyonun ölçülmesiyle elde edilir ve dünyan?n yüzeyi ile bulut tavan? s?cakl?klar? hakk?nda bilgi verir. Görüntülerde so?uk yüzeyler daha beyaz, s?cak yüzeyler ise daha koyu olarak görünür. Infrared görüntüler genellikle yüksek, orta ve alçak bulutlar?n tan?mlanmas?nda kullan?l?r.
VIS ve IR görüntülerinin birlikte incelenmesi, görüntüdeki baz? belirsizliklerin çözümüne yard?mc? olur. Örne?in ?er iki görüntüde de belirli bir alan beyaz olarak görülüyorsa, bu alan?n yüksek ve kal?n bulutlulu?u temsil etmesi olas?l??? oldukça yüksektir. Fakat VIS görüntüsü ayn? alan? parlak olarak gösteriyor ve IR görüntüde daha koyu olarak gösteriyorsa bu alçak bulutlar?n veya sisin varl???n? gösterir. Su buhar? görüntü spektrumunda ölçülen subuhar? radyasyonlar? daha s?cak ve atmosferin alt tabakalar? siyah görünecektir. Atmosferin alt tabakalar?ndaki su buhar? radyasyonu sadece üst katmanlar kuru oldu?u zaman al?nabilir.
Meteorolojik görüntü yorumunun amac?, atmosferde meydana gelen veya meydana gelmi? fiziksel olaylarla görüntüdeki önemli özelliklerin ilgi ve ili?kisini belirlemektir. Örne?in herhangi bir analist bulutlar? belirleyebilmelidir. Uydu görüntüleri bulutun tekstür veya ?ekli, yahutta, dünya yüzeyi üzerindeki co?rafik özelliklere yak?nl???, atmosferde meydana gelen dinamikler hakk?nda bizlere çok fazla bilgi sunmaktad?r. Uydu görüntüsünde bulutun varl??? akl?m?za bulutun olu?ma mekanizmas?n?n nas?l oldu?u gibi yüzlerce soru gelmesine neden olabilir. Bu mekanizma mekanik yükselme ile olabilece?i gibi ?s?nma nedeniyle meydana gelen konveksiyon nedeniyle meydana gelmi? olabilir veya orijininden çok uzakta adveksiyona u?ram?? bulut kütlesinin kal?nt?lar? olabilir. Görüntülerin yorumu bizlere mekanizmay? belirleyecek yard?mc? ipuçlar? sa?lar. Bu bilgi atmosferin ?u anki veya gelecekteki hidrodinamik durumunu belirlememizde yard?mc? olur. Görüntü yorumunun amaçlar? 1) Bulutlar? veya görüntüdeki gizli veya aç?k do?a olaylar?n? belirlemek ve tan?mlamak, 2) Bu özellikleri olu?turan veya güçlendiren fiziksel mekanizmalar? belirlemektir.
Görüntü yorumlanmas?na yönelik ara?t?rmalar?n ço?unda bugün yap?lan i?ler, dijital görüntü analizlerini otomatikle?tirecek tekniklerin geli?tirilmesini kapsamaktad?r. Geçen birkaç on y?l kadar önce birincil analiz ayg?t?, uydu görüntülerini elle görüntüleyen ve bu görüntülerin içerdi?i görüntülere subjektif de?er biçen analistlerin yorumlamadaki ba?ar?s? idi. Mevcut olarak kullan?lan operasyonel meteorolojik uydular bir y?lda 1013 byte’dan fazla görüntü üretmektedirler. Mevcut görüntüleme sistemi ?u anda 106 byte görüntüleyebilmektedir. 107 görüntü gibi bir fazlal?k elle analiz edilebilmek için çok fazlad?r. Görüntü yorumu i?leminin otomatikle?tirilmesinde ve bulut ve di?er özelliklerin kabul edilebilir ilk tahmin analizlerini yapmak için kullan?labilen yüksek h?zl? dijital bilgisayarlarda baz? ilerlemeler gerçekle?tirilmi?tir. Bununla birlikte i?lemin tam otomasyonu ve manuel yorumlama i?leminin iyi anla??lmas?, uydu görüntülerinin hava tahmini ve hava analizlerine uygulanmas?nda temeli te?kil etmektedir.
UYDU GÖRÜNTÜLER?
Magnetik veya optik alanda depolanan uydu görüntüleri, toplama ve ar?ivleme i?lerinin yap?s?ndan dolay?, dijital görüntüler olarak nitelendirilir. Foto görüntülerini analistin ele almas? ve de?erlendirmesi çok kolayd?r, fakat dijital görüntüler çok daha de?i?ik yollarla i?lenirler.
Bir çok meteorolojik görüntüleme ayg?t? dünya yüzeyini televizyon taramalar? gibi analog (resim) ?eklinde tararlar. Radyans ölçümleri her bir tarama boyunca taranan element serisini olu?turan zaman basamaklar?nda al?n?rlar (Bkz. ?ekil)
Bu elementler görüntüde tarama numaras? veya element numaras?na tekabül eden tek tek lokasyonlar olarak belirlenirler. Her bir element lokasyonunda uydu sensörü ile ölçülen radyans tek bir dijital de?er olarak depolan?r. Renkli veya siyah-beyaz monitör(B/W) gibi görüntüleyici ayg?t üzerinde görüntülendiklerinde, grid üzerindeki her bir nokta “resim elementi veya pixel” olarak adland?r?l?r. Dijital de?erler son uydu görüntüsü üzerinde pixelleri renkli veya gri gölgeler olarak belirlemekte kullan?l?rlar. Sonuç görüntü ya monitörde veya foto?rafik görüntü “hard-copy” olarak görüntülenir.
Uydu ayg?t?n?n çözünürlü?ü, alet taraf?ndan dünya yüzeyi üzerinde çözümlenebilen en küçük elementin boyutu olarak belirlenebilir. Bu, sensör optiklerinin görüntüleme alan? ve dünya yüzeyinden olan uzakl???n bir fonksiyonudur. Ayn? zamanda her tarama prosesindeki geçen zaman boyunca toplanan radyasyonun, dünya yüzeyi üzerinde gözlemlenen ne kadarl?k bir alandan geldi?i sorusu da akla gelebilir. Bu alanlar (kutucuklar) bazen “footprints” olarak adland?r?l?r. Sebeplerin çe?itlili?inden dolay?, footprints’lerin boyutu kanaldan kanala de?i?ir. Örne?in uydu üzerindeki visible kanal, -infrared kanal?n 8 km çözünürlü?e sahip olmas?na ra?men-, 1 km çözünürlü?e sahip olabilir. Uydu ayg?t?n?n çözünürlü?ü her bir kanal için ayr? ayr? belirlenmi?tir.
Uydu ayg?t?n?n çözünürlü?ü genellikle, uydunun alt?ndan dünya üzerindeki bir noktaya direkt olarak çizilen alt uydu noktas?d?r (subpoint). Uydu, alt uydu noktas?ndan ileriye do?ru tarama yaparken, dünya üzerinde görüntülenen alan, dünyan?n e?imlili?i ve görüntülenen alan?n e?ikli?i nedeniyle artan ?ekilde geni?ler. Sabit yörüngeli meteorolojik uydular, yükseklikleri nedeniyle, dünya yüzeyini alt uydu noktas?ndan bile çok uzak mesafelerden görüntüleyebilir;
Bu yüzden çözünürlük, alt uydu noktas?ndan olan uzakl?kla büyük ölçüde de?i?iklik gösterir. Uydu enstrüman?n?n çözünürlü?ünün, datadan üretilen görüntünün çözünürlü?ünden oldukça farkl? oldu?una da dikkat etmek gerekir. Örne?in uydu enstrüman?n?n çözünürlü?ü 1 km olabilirken, datadan olu?turulan görüntünün (10×10)=100 orijinal pixel de?erinin veya seçilen her 10. pixel ve 10. line’?n ortalamas?n?n al?nmas?yla 10 km’lik çözünürlükte görüntülenebilmekte oldu?u ak?ldan ç?kar?lmamal?d?r.
SPEKTRAL ÖZELL?KLER
Radyasyon, uydu sensörünün önüne yerle?tirilen filtre kullan?larak spesifik dalga boylar?nda ölçülebilir. Filtre sensöre ula?an radyasyonun interval (aral?k) olarak adland?r?lan, elektromagnetik spektrumun dar segmenti içinde geçi?ine müsaade eder. Bu spektral aral?klar genellikle kanallar veya bantlar olarak adland?r?l?rlar.
Ço?u meteorolojik uydu, elektromagnetik spektrumun visible ve infrared k?s?mlar?nda ölçüm yaparlar. Baz?lar? ultraviyoleden (100-400 nm bant?) mikrodalga bölgesine (0,15-6,0 cm = 200’den 5 GHz’e kadar olan aral?k) listelenirler.
Visible (Görünür) Görüntü
Meteorolojik uydulara yüklenen birinci görüntüleme sensörleri radyasyonu visible bantta (0.5-0.7 mm) ölçerler. Visible görüntüler genellikle en yüksek uzaysal çözünürlükte ve sensörlerimize son derece yak?n uyum gösteren dünya görüntüsü sa?larlar. Bulutlar, kara ve okyanuslar kolayl?kla ay?rt edilebilirler. Visible datalar?n görünen ilk s?n?rlay?c? faktörü yaln?zca dünyan?n güne?le ayd?nlanm?? k?s?mlar?ndan görüntü elde edilebilmesidir. Bir farkl?l?k olarak DMSP uydular?na yüklenmi? olan ve OLS ad? verilen hassas ayg?t geceleri ay ????? ile ayd?nlanm?? olan özelliklere hassasiyet gösterir.


27 Eylül 2001 15.00’de al?nm?? olan full-disk visible görüntüsü.


28 Eylül 2001 0630’da al?nm?? olan Meteosat-7 infrared görüntüsü


28 Eylül 2001 0630Z’de al?nm?? olan subuhar? görüntüsü
?nfrared kanallar?n ço?u genellikle 1-30 mm aras?ndad?r. Meteorolojik uydular için genellikle, dünya yüzeyinin derinliklerinde gelen radyasyona atmosferin nisbeten yar? geçirgen oldu?u 10-12.5 mm spektrumu kullan?lmaktad?r. Bir görüntüyü tan?mlamak için infrared kelimesi kullan?ld???nda, elektromagnetik spektrumun di?er bölümlerindekine nazaran bu görüntünün genellikle 10-12.5 mm aral???nda oldu?u dü?ünülür.
?nfrared radyasyonun yay?nlay?c? cismin s?cakl??? ile ili?kili olmas?ndan ve troposferin yükseklikle genellikle so?umas?ndan dolay?, bu durumlar bak?lan manzara içinde meydana gelen atmosferik prosesleri yorumlamam?zda bizlere yard?m eder. ?nfrared kanallar?n önemli karekteristi?i geceleri görüntü sa?layabilme yetene?idir. Bu durum 24 saatlik bir periyot boyunca bulutlar?n sürekli olarak geli?imini gözlemleyebilmemizi sa?lar.
Normal olarak görüntü i?lemede daha büyük radyansa sahip olan alanlar, görüntüde daha parlak pixellerle gösterilirler. Bununla beraber uydu meteorolojisinde infrared görüntüler normal olarak tersine çevrilir yani elementten gelen daha büyük radyans daha koyu piksellerle gösterilir. Bu yolla yüzeyden daha so?uk olan bulutlar beyaz, ve daha s?cak olan kara yüzeyleri ve okyanuslar visible görüntüsündeki gibi bulutlardan daha koyu gözükürler.
Subuhar? (WV) Görüntüsü
Subuhar? kanallar? uydunun radyasyonu subuhar? absorbsiyon bantlar?nda ölçmesinden dolay? bu isimle adland?r?lm??t?r. Burada birçok dalga boyu kullan?lmakla birlikte en genel olarak kullan?lan? 6.7 mm civar?nda merkezle?mi?tir. Bu dalga boyunda uydunun hassasiyet gösterdi?i radyasyonun ço?u, atmosferik tabakan?n 300-600 hPa’dan gelmektedir, bu yüzden bu bant, troposferin orta seviyelerini ölçer.
?ekil 28 Eylül 2002 0630Z’de al?nm?? olan subuhar? görüntüsünü göstermektedir. En yüksek bulutlar?n görülebildi?ine ve bu kanal?n window (pencere) kanal? olmay???ndan dolay? yüzey özelliklerinin belirlenemeyi?ine dikkat ediniz. Bunun yerine, su buhar?n?n dramatik anafor ve girdaplar?n?n, yüksek bulutlar?n bulunmad??? yerlerde görülmekte oldu?una dikkat edilmelidir. Subuhar? görüntüsü atmosferin bulutsuz bölgelerindeki karekterleri göstermek için genellikle hareketlendirilir
?ekil 28 Eylül 2001 0630Z’de al?nm?? olan subuhar? görüntüsünün orta troposferin nispi nemini yakla??k olarak gösterdi?i söylenebilir. WV görüntüsünde parlak ve koyu alanlar dü?ündü?ümüzde uydu, parlak alanlarda koyu alanlardan daha az radyans ölçer. Daha az radyans (parlakl?k) ya atmosferin ayn? seviyedeki daha koyu alanlardan daha so?uk oldu?unu veya uydunun daha yüksek derecede hassasiyet gösterdi?i parlak alanlardakinden daha fazla miktarda subuhar? bulundu?unu ve bu yüzden daha so?uk oldu?unu söylemektedir. Di?er durumlarda nisbi nemin parlak alanlarda koyu alanlardakinden daha yüksek olabilece?i dü?ünülür. Parlak ve koyu alanlar yükselen ve alçalan hareketleri yakla??k olarak göstermektedir
Devlet Meteoroloj ??leri ©2000 Ankara, TÜRK?YE