APT Bildverarbeitung

detaillierte Beschreibungen

Übersicht / Grundlagen der NOAA-Serie (NOAA Instrumente)
Die Empfangsanlage für APT Aussendungen der Wettersatelliten
APT- und HRPT Aussendung der NOAA Satelliten
NOAA APT Bildverarbeitung

Aufbereitung der Bilder und Einblenden von Ländergrenzen

Für die Nachverarbeitung ist es mitunter wünschenswert, Ländergrenzen in das Satellitenbild einzublenden. Dazu hat David Taylor ein phantastisches Programm geschrieben: WXTrack. Gehen wir Schritt für Schritt die Bearbeitung durch.

Ausgangspunkt ist in jedem Fall eine Sounddatei im WAV-Format. Ob man nun den Satellit mit dem Programm WXSat aufzeichnet (Picture + WAV File) oder ein anderes Audioprogramm benutzt, sei jedem selbst überlassen. Man findet auch hervorragende Tools zur zeitlich gesteurten Aufnahme von WAV Files. Somit muss man nicht immer beim Empfang dabei sein, sondern überlässt dem Rechner die Aufnahme zu festgelegten Zeitpunkten. Wichtig ist jedoch, dass die WAV Files mit einer Sample Rate von 11025 Hz zur Verfügung stehen.
Liegt das WAV-File vor, können wir beginnen:

Originalbild, wie es vom Satelliten gesendet wird Originalbild, wie es vom Satelliten gesendet wird

Das Programm SatSignal von David Taylor wird gestartet. Das Wav File wird geöffnet und SatSignal beginnt zu arbeiten.
Vom Hauptbild (so wie es vom Satelliten gesendet wird), werden nun die beiden Kanäle getrennt. Man erhält jeweils ein Bild vom Kanal A und ein Bild vom Kanal B. Diese werden optimiert (Kontrast, Gammakorrektur usw.) Hier sind verschiedene Einstellungen möglich. Sind jeweils ein VIS und IR Kanal vorhanden, so wird über verschiedene Algorythmen ein Falschfarbenbild berechnet. Man kann hier zwischen verschiedenen Sensormodellen und Farbdarstellungen wählen. Zusatzlich kann man sich auch seine eingene Farbpalette erzeugen.
Als Ergebnis liegt nun ein Farbbild aus beiden Kanälen vor.

Kanal A Kanal B Falschfarbenbild

WXTrack

Zur Vorbereitung der nächsten Schritte wird nun ein zweites Programm von David gestartet: WxTrack. Diese Software berechnet aus den aktuellen Keplerdaten und den Stationsangaben (Standort) das Bild der Erde, wie es der Wettersatellit (oder auch jeder andere Satellit !) zu einem konkreten Startzeitpunkt sieht. Berechnet man einen 14 Minuten Durchgang so erhält man ein Bild, das mit dem richtig empfangenen APT Bild schon identisch sein müsste. Wir erhalten nun ein Bild mit den Landmassen und Meeren/Seen, lediglich die Wolken fehlen. Dazu öffnen wir im Programm unser empfangenes NOAA Bild. (Namenskonvention beachten: mmddtttt.jpg ). Über den Sartzeitpunkt kann man nun das errechnete Satellitenbild noch optimieren, so dass schon eine gute Übereinstimmung zwischen beiden Bildern erzielt werden kann.


WXTrack erzeugt nun 2 Bilddateien : mmddttttovl.bmp und result.jpg.
result.jpg mmddttttovl.bmp Diese Overlay-Bitmap enthält die Ländergrenzen (gelb), die Breiten- und Längengrade (rot), Landmassen sind grün und Wasser wird blau dargestellt.
Die result.jpg Datei zeigt hier ein farbiges strukturiertes, realistisches Profil der Erdoberfläche (Gebirge, Vegetation, Wüste). Dieses Farbild eignet sich zum Beispiel besser zum Verarbeitung von schwarz-weissen Satellitenbildern (ein bestimmter NOAA-Kanal, METEOR oder RESURS Bilder).

Für die weiter Bearbeitung des oben erzeugten NOAA-Falschfarbenbildes wählen wir die Overlay Datei aus. Hier sind die Farbinformationen der Erdöberfläche schon vorhanden und wir benötigen nur die Ländergrenzen.

Jetzt öffnen wir ein Bildbearbeitungsprogramm (Paintshop, Photoshop usw.) welches in der Lage ist, verschieden Ebenen zu bearbeiten. Im Beispiel gehe ich von Photoshop aus.

img img

img

Beide Dateien werden nun geladen und sollten wie im Foto gezeigt nebeneinander auf der Arbeitsoberfläche in gleicher Größe liegen. Gegebenfalls muss die Overlay-Bitmap noch gedreht werden. Beide Bilder müssen im RGB-Modus vorliegen.
Nun werden die beiden Ebenen übereinander gelegt. Wie das genau funktioniert ist vom Programm abhängig. In Photoshop wird im Ebenenfenster das als Hintergrund selektierte Icon mit der Maus auf das andere Bild gezogen. Die Bilder werden sich nun überdecken. Mit dem Regler Deckkraft stellt man nun die gewünschte Transparenz ein. Gute Erfahrungen habe ich mit ca.30 % gemacht.
Nun wird die Lupe geöffnet und mit dem Verschiebewerkzeug positioniert man die beiden Ebenen exakt übereinander.
Damit ist man schon fast fertig.

Nach Belieben können nun noch die Farben etwas nachbearbeitet werden (Kontrast, Gamma usw.). Die Ränder werden beschnitten und fertig ist das farbige Satellitenbild mit Ländergrenzen.
Am besten, man probiert einfach alles mal aus. Mit ein wenig Übung kann man so sehr schöne Bilder erhalten.
Auch das Colorieren der einkanaligen METEOR oder RESURS Bilder ist so möglich.

False Color bei 2 VIS Kanälen

Ein richtiges Farbbild kann nur aus einem IR und einem VIS Kanal berechnet werden.
Momentan sendet NOAA-17 allerdings nur die Kanäle 1 und 2. Werden die Bilder der beiden Kanäle miteinander verknüpft, ergibt sich ein Schwarz-Weiss Bild mit roten Anteilen.

NOAA-17 Ch1+Ch2 am 17.08.2002, 0945 UTC
NOAA-17 False Color NOAA-17 False Color Vegetation NOAA-17 VIS (Ch1) + nIR (Ch2)
NOAA-17 False Color NOAA-17 False Color Vegetation

In geeigneten Bildbearbeitungsprogrammen (PaintShop, Photoshop, ThumsPlus usw.) kann nun eine Bearbeitung der Farbpalette erfolgen. Gute Erfahrungen habe ich gemacht, indem man die Farbbalance für den Wert Cyan ändert (-25) und eine Farbtonverschiebung von Rot nach Grün durchführt (+95). Mit diese Werten sollte man ein wenig experimentieren und je nach Geschmack und Bildinhalt einstellen.