Изучение поверхности океана из космоса, страница 2

4. Выключите свет и замените красный фильтр зеленым. Повторите операцию с теми же предметами. Затем сделайте то же для синего фильтра. Запишите наблюдения в таблицу. Постройте гистограммы для всех трех примеров.

B. Вычисление концентрации хлорофилла:

Цели занятия:

Вычислить количество хлорофилла, сравнив данные регистрации на двух каналах.

Основная информация:

Поскольку спутниковые изображения являются цифровыми, для их обработки и расчетов используются компьютеры. Производится операция подобная регулированию цвета, яркости и контраста на телевизоре. Данные, полученные от различных регистраторов, используются для расчетов различных показателей, таких как концентрация хлорофилла в море или содержании пыли в воздуха. Этот принцип использовался в первой части занятия, когда сравнивались данные наблюдений яркости различных объектов в трех различных цветах с их фактическим цветом.

Для определения цвета морской воды из космоса используются изображения, полученные для синего и зеленого каналов, отношение которых определяет значение хлорофилла. Для этой цели значения пикселов двух цветовых изображений подставляют в уравнение или алгоритм. Алгоритмы используются для перевода значений пикселов в величины конкретного геофизического параметра, имеющего размерность "миллиграммы хлорофилла в кубическом метре". Концентрацию хлорофилла рассчитывают, используя полученные данные синего и зеленого каналов для каждого пиксела изображения. Для этой цели используется эмпирическое уравнение, полученное при обобщении результатов сравнения спутниковых данных о цвете морской воды с измеренной концентрацией пигмента хлорофилла в пробах воды, взятых с борта корабля в том же месте и в то же время:

(1)

k - концентрация хлорофилла (мг / м3) = 1.1298

b - величина пиксела для синего канала (550 нм)

g - величина пиксела для зеленого канала (443 нм)

Числа "1.1298" и "1.71" в уравнении называются эмпирическими коэффициентами, а уравнение позволяет рассчитать концентрацию хлорофилла для тех районов,  где отсутствуют данные судовых наблюдений.

После того, как для каждого пиксела вычислено количество хлорофилла, весь диапазон изменения характеристики был представлен шкалой серого цвета, а каждому ее интервалу был присвоен определенный цвет. Тогда изображение примет следующий вид. Каждый его пиксел указывает определенную концентрацию хлорофилла, и можно проанализировать основные океанографические и биологические особенности океана на изображении.

Для цветной шкалы по полученным данным регистратора CZCS концентрация пигмента хлорофилла отвечает следующим значениям пикселов шкалы серого цвета и градациям цвета:

Табл.1.