Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 29, номер 11, статья № 12

Чуличков А. И., Андреев М. С., Голицын Г. С., Еланский Н. Ф., Медведев А. П., Постыляков О. В. Об определении нижней границы облачности по цифровой стереосъемке с поверхности Земли. // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 11. С. 980–986. DOI: 10.15372/AOO20161112. PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Исследован метод измерения высоты нижней границы облаков по стереопаре их изображений, полученных с помощью двух цифровых фотокамер. Предложен метод определения параметров ориентации фотокамер по ночным изображениям звездного неба. Для вычисления расстояния до облака используется сдвиг изображения фрагмента облака как целого. Выделение выбранного фрагмента на фотографиях выполняется с применением методов морфологического анализа изображений. При стереобазе 60 м и съемке с разрешением 1200 пикселей в поле зрения 60 погрешность не превышает 10% при высоте облаков менее 4 км. Оптимизация параметров фотосъемки, в том числе увеличение стереобазы, может существенно повысить достигнутую точность определения высоты нижней границы облачности. Приведены примеры определения нижней границы облачности на макете экспериментальной установки в сравнении с данными лазерного дальномера.

Ключевые слова:

облачность, нижняя граница облачности, измерение характеристик облачности, дистанционное зондирование, стереосъемка

Список литературы:

1. Голицын Г.С., Мохов И.И. Оценки чувствительности и роли облаков в простых моделях климата // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1978. Т. 14, № 8. C. 803–814.
2. Иванов В.А., Постыляков О.В. Оценка интегрального содержания NO₂ в пограничном слое атмосферы по наблюдениям рассеянной в зените солнечной радиации // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 6. C. 471–475.
3. Иванов В.А., Елохов А.С., Постыляков О.В. О возможности оценки объема выбросов NO₂ в городах по зенитным спектральным наблюдениям рассеянной солнечной радиации вблизи 450 нм // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 6. C. 544–549. DOI: 10.1134/S1024856012060061; Ivanov V.A., Elokhov A.S., Postylyakov O.V. On the Possibility of Estimating the Volume of NO₂ Emissions in Cities Using Zenith Spectral Observations of Diffuse Solar Radiation near 450 nm //Atmos. Ocean. Opt. 2012, V. 25, N 6. P. 434–439.
4. Postylyakov O., Borovski A., Ivanov V. On determination of formaldehyde content in atmospheric boundary layer for overcast using DOAS technique // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. P. 96804O.1–96804O.10. DOI: 10.1117/12.2205925.
5. Голицын Г.С., Мохов И.И. Исследования по советской программе климатологии облачности и радиации // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1989. Т. 25, № 8. C. 891–895.
6. Дворяшин С.В. Дистанционное определение отношения объемных коэффициентов поглощения воды и льда в облаках в области спектра 2,15–2,35 мкм // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2002. Т. 38, № 4. C. 523–528.
7. Zuev S.V., Krasnenko N.P. Passive method for cloud base height detection // Proc. SPIE. V. 6522. P. 65221S.1–65221S.6. DOI: 10.1117/12.723217.
8. Andreev M., Chulichkov A.I., Medvedev A.P., Postylyakov O.V. Estimation of cloud base height using ground-based stereo photography: Method and first results // Proc. SPIE. 2014. V. 9242. P. 924219.1–924219.7. DOI: 10.1117/12.2069824.
9. Andreev M.S., Chulichkov A.I., Emilenko A.S., Medvedev A.P., Postylyakov O.V. Estimation of cloud height using ground-based stereophotography: Methods, error analysis and validation // Proc. SPIE. 2014. V. 9259. P. 92590N.1–92590N.7. DOI: 10.1117/12.2069800.
10. Зуев С.В., Красненко Н.П. Экспериментальная проверка измерителя высоты облачности // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 1. С. 86–89.
11. Пытьев Ю.П. Методы математического моделирования измерительно-вычислительных систем. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. 428 с.
12. Пытьев Ю.П., Чуличков А.И. Методы морфологического анализа изображений. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. 336 с.
13. Mrovlje J., Vrancic D. Distance measuring based on stereoscopic pictures // Proc. 9th International PhD Workshop on Systems and Control: Young Generation Viewpoint. Izola, Slovenia, 2008. V. 2. P. 1–6.
14. Hartley R., Zisserman A. Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge: Cambridge University Press, 2004. 672 p.
15. Walcher H. Position sensing – Angle and distance measu-rement for engineers. 2 ed. Butterworth-Heinemann Ltd., 1994. 256 p.
16. Чуличков А.И., Демин Д.С., Куличков С.Н. Оценки относительного времени задержки сигналов, основанные на анализе их формы // Вестн. МГУ. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2007. № 6. С. 17–21.