卫星气象学实习报告-卫星资料处理及显示

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姓学院专

1.实习目的

1)云图数据读入并绘图

2)设计云图增强层次。自定义色标;RGB配特定颜色

3)对云图进行多种增强处理,并对比增强前后的差异

2.实习方案

1)准备工作。

把文件夹satellite-practise中的如下文件拷贝到“Matlab\work\”目录。

以上文件说明如下:

satellite_data.mat % 卫星数据以matlab mat格式存放数组形式colormap_user_define.m % 用户自定义的色标子程序

practise .m %本次实习要使用的主程序

bt.txt %卫星数据中的亮度温度数据

longitude.txt %卫星数据中与bt.txt所对应的经纬度位置数据latitude.txt %卫星数据中与bt.txt所对应的经纬度位置数据2)启动matlab 和实习主程序。

点击“打开”则看到主程序。程序解读: 见程序注释。

3)读入卫星数据并绘图。

读入卫星数据可以使用以下两种方法之一来实现。

(1)方法一: 使用fopen和fscanf等函数读入“.txt”文件中的数据。

(2)方法二:使用load语句读入“.MA T”文件中的数据。

4)增强处理与效果比较

程序中可修改的程序段:

(1)用自动色标时的语句为

set(gca,'CLim',[200 300]); %色标的范围

可以改变[200 300], 但为了对比, 程序中前后三段要一致。

(2)自定义色标时的语句为:

levels=200:10:300; % every 10 K one color;

可调整其中的数字“10”。“10”表示在亮温度[200 300]区间内每10 K改变一种颜色。

(3)用RGB配色时: 把图像像素值除以像素值最大值255得到归一化图像,故各种颜色只能在0-1内变化。RGB配色规则举例如下:

1 0 0 表示红色

0 1 0 表示绿色

0 0 1 表示蓝色

1 1 1 表示白色

0 0 0 表示黑色

0.5 0.5 0.5 表示灰色

下面是一个RGB调色表:

[ 0 0 0.6

0 0 1.0000

0 1.0000 1.0000

0 0.6 0

0 1.0000 0

1.0000 1.0000 0

1.0000 0.6000 0

0.8000 0.4000 0

1.0000 0 0

0.6000 0 0

0.6000 0 0.6000

1.0000 0 1.0000 ]

其中每种颜色均可调(包括不同程度的灰色)。

5)选择特定范围的亮度温度增强并出图

在主程序中选择以下三个语句中的一个,

①bt(find(bt>240 ))=NaN ; %低值输出不变,只改变高值

②bt(find(bt<280))=NaN; %高值输出不变,只改变低值

③bt(find(bt>240 & bt<280))=NaN %低值和高值输出不变,只改变中间值。

运行程序、观察输出图像的变化。

3.实习结果

1)首先观察不做任何修改时的三幅图,如图1-图3:

图1 图2 °

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300°

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

300

290

280

270

260

250

240

230

220

210

200

°

图3

比较三幅图:图1和图2所使用的色标范围是一样,但是图1和图2的色标间隔不同;图3使用的色标范围是自定义的,与图1和图2不同。

图1和图2的颜色是紫色到黄色,图1的色标间隔小,图片的颜色变化更加平滑,但也增加了区分颜色差异性的难度;图2的色标间隔大,图片颜色渐变更加陡峭,但也增加区分度,容易辨别差异性;图3的颜色是从紫色到深红色,颜色对比更加明显,如佛罗里达州东部的气旋与周围的夜色有明显的对比。

2)改变色标范围(色标范围改为150-300K),对比三幅图,如图4-图6:

图4 图5 °

150

200

250

300°

150

200

250

300

300

250

200

150

°

图6

可见,图4和图5中的气旋颜色没有图1和图2那么深了,与周围的颜色对比度减小了,图6和图3也是这种情况。

3)改变色标间隔(由原来的10K一个间隔改为20K一个间隔),如图7-图8:

300

280

260

240

220

200

°

图7

300

280

260

240

220

200

°

图8

图7与图2相对应,图8与图3相对应,色标间隔变大了,颜色种类减少了,但是颜色起点没变,所以气旋的颜色还是偏紫色,不过周围的颜色都发生