画像ペアからの経度ドリフトの決定
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画像ペアからの経度ドリフトの決定 |
画像ペアからの経度ドリフトの決定 - 前書き
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画像ペアからの経度ドリフトの決定 - 前書き |
モジュール経度ドリフト決定を使用すると、2つの画像測定値やマップを使用して、指定された緯度全体に沿った平均オブジェクトドリフトを自動的に計算できます。 アルゴリズムは、出力材料の正確な条件を決定し、結果の解釈を考慮に入れる必要がある一連のパラメーターに基づいています。
異なる時間の2つの画像測定値またはマップが必要です。 次の条件を満たす必要があります。
l ほぼ同じ速度で緯度ドリフトに沿ったすべてのオブジェクト構造
l 緯度に沿ったすべてのオブジェクト構造は、2つの画像測定/マップの時間の間でほとんど変化していません。
l 画像の測光値は類似しており、比較することができます。
実際、2つの画像の測定/マップの期間は数日以内でなければなりません。 マップは一連の写真から作成する必要があります。
計算方法
例として、2007年1月のニューホライズンズ宇宙船によって撮影された写真から作成された木星の2つの地図があります[1]。
青 - 8./9、2007年1月
赤 - 20./21、 2007年1月
緯度ß "=-40.5°でのシステム2の0°から360°までの経度全体にわたる強度値。SSTBの7つの主要な白い楕円が簡単に確認できます。期間は約13日で、平均ドリフトが この緯度が約-1°/日である場合、2つの強度曲線は約13°のシフトを示します。
アルゴリズムは、2つの曲線の最適なオーバーレイを提供する経度シフトを検索します。
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図2 |
経度が-180°から+ 180°にシフトした2つの強度曲線の各参照点（G）の平均負の強度差。 Gは、2つの強度曲線が最適なオーバーレイを持つときに最大に達します。 これは、経度シフトが-13.2°の場合です。 2つのマップの期間を使用して、すべてのオブジェクトの-1.02°/日の平均ドリフトを計算できます。
淡い青色の領域は、算術平均±1.0秒（s =標準偏差）の領域を示します。 -13.2°の最大ピークは、6.4秒で平均値を上回ります。
結果
全緯度のドリフトを計算して、大きすぎず小さすぎずの時間間隔を選ぶと、例えば以下のような可視大気の風の分布が得られます。木星に関しては、最適な時間間隔は約20時間(2回転)です。一方で、計算されたドリフトがあまりにも不正確になるので、小さすぎてはいけませんが、他方で、大きすぎてはいけません。
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図3 |
WinJUPOSで使用されている木星と土星のドリフトプロファイルも参照してください。
改善点
大気中の一般的な経度のドリフト/風速の最も良い説明は、大気のいくつかの目に見える、短命の詳細によって提供されます。 長寿命の渦やよく見える擾乱（じょうらん）は、周囲の風の影響をほとんど受けません。 したがって、これらは次の例のようにコンピューティングから除外する必要があります。 その目的で、それらはマゼンタでマークされています。
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擾乱（じょうらん） とは？・・・ 地球の大気圏では自転などの影響で常に対流が起こっている。その中でも、普通の動きとは違い、時間とともに刻々と変化する比較的小さな乱れが常に発生している。このように大気が乱れる現象を気象学では擾乱（じょうらん、disturbance）と呼んでいる。 |
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図4a |
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図4b |
エラー分析
計算された経度ドリフト速度には、次の原因から生じるエラーが常に含まれています。
l 画像
l アウトラインフレームの回転エラー
l アウトラインフレームの位置エラー
l アウトラインフレームのサイズエラー
l 時間データエラー
l 地図
l 地図に含まれる画像の時間データエラー
l 地図に含まれる画像の明るさの違い
完璧なケースは、一連の画像で作成されたマップです（Jupiterの場合、1時間の期間= 36°の回転）。 アウトラインフレームの回転エラーは簡単に確認でき、削除できます。
l 大気不均質
風の強さは、与えられた緯度で惑星全体で異なります。 風速の最大値と最小値を取得するには、オプション「最小/最大値」を使用できます。
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図5 |
モジュール経度ドリフトの決定
l 最初の地図/画像測定/ 2番目の地図/画像測定
l
地図/画像測定の選択 
l
ファイル名を削除 
l
地図/画像測定値を表示/開く
l ドリフトデータファイル（オプション）
l
ファイルのドキュメントを表示する
l
ドリフトデータファイルの選択
l
ドリフトデータファイルを削除します
l
ドリフトデータファイルを表示する
その他の設定
l 経 度
l 経度の増加
強度曲線のシフト増分を入力します。 値が小さいと、より正確なドリフトの決定が得られますが、明らかに長い計算時間が必要になります。
この経度スパン内の画像情報のみが使用されます。
l 実行中の縦断的間隔でドリフトデータを計算する
このオプションを有効にすると、経度スパンがいくつかの間隔に分割され、これらの間隔ごとにドリフトが計算されます。 このオプションは、単純なドリフト計算よりもはるかに多くの計算時間を必要とします。
l 間隔
間隔のサイズを決定します。 正しい値は、「最小オーバーラップ間隔」/ 2より小さくすることはできません。
l 縦方向の間隔の増分
区間中心の距離を決定します。
ドリフト値の出力タイプ
l 最小/最大値
与えられた緯度の各間隔について計算された最小および最大ドリフトを示します（図5を参照）。
l 個別の値
出力形式を選択できます。
l 現在のリファレンスシステムの縦方向のドリフト
l デフォルトの参照システムでの縦方向
l デフォルトの参照システムのメートル速度
画像測定
l 1番目/ 2番目の画像：C.M。までの最大経度差
画像測定に使用する経度差。 「経度から/経度へ」の制限に加えて。
l 参照系
画像測定に使用するリファレンスシステム。 2つの画像測定を使用する場合、2つのC.M. あまり違いはありません。
l 緯 度
l 緯度から/緯度へ
緯度差の内側のドリフト値のみを計算します。
l プラネトセントリック / プラネトグラフィック
「緯度から/緯度へ」の緯度入力のタイプ
l 緯度の増分
緯度スパン「緯度から/緯度へ」内のドリフト値が計算される参照ポイントスパン。 増分を小さくすると、緯度のドリフト値の定義が改善されますが、より多くの計算時間が必要になります。
l 緯度間隔全体の強度平均を使用する
このオプションを無効にすると、緯度の円bで強度値が使用されます。
このオプションを有効にすると、緯度ゾーンb±「緯度の増分」/ 2で平均強度が使用されます。 これは、地図投影タイプの円筒図法または単純円筒図法でのみ可能です。 このオプションは、ノイズの多い画像情報で使用できますが、その場合、小さなドリフト変動が失われる可能性があるため、「緯度の増分」が大きすぎないようにする必要があります。 このオプションには、より多くの計算時間が必要です。
l 制限/オプション
l カラーチャンネル
このアルゴリズムは、モノクロ画像（明るさ/強度）でのみ機能します。 カラー画像では、使用するカラーチャネルを選択する必要があります。
l 最小コントラスト
どのレベルで強度値が「ノイズ」として拒否されるかを決定できます（図1を参照）。 緯線の最も明るい点と最も暗い点の差がこのしきい値よりも小さい場合、ドリフト値を計算することはできません。
l 最小有意性
たとえば、値を3.0にすると、3.0秒を超えるピーク（s =標準偏差）のみが考慮されます。 「最小有意性」は、ノイズを制限するのに役立ちます。
l 最小重複間隔
ここで、ドリフトを計算できるように、2つの強度曲線がどのように重なるかを決定する必要があります。 強度曲線の有効な経度間隔は、次の条件によって制限できます。
l 経度ドメイン
l 経度間隔
l 画像測定では、C.Mとの最大経度差
l マップでは、正方形の単位
l 自動オブジェクトオキュレーションまたは手動ゾーンオキュレーション。
※ オキュレーション (occultation) ： 月などが他の惑星などを隠す現象
有効な経度ドメインは必ずしも連続しているとは限りません。
l RS / WOS-BCを無視する（木星のみ）
画像のGRSとWOS-BCを自動的に非表示にします。
l マゼンタ色の領域は無視してください
これは、ドリフト計算から領域を除外する一般的な方法です。 これらの領域を画像処理ソフトウェアでマゼンタ（赤= 255、緑= 0、青= 255）でマークする必要があります。 マゼンタの領域のエッジは明確で、柔らかくならないように注意する必要があります（図4を参照）。
大きなオブジェクトは独自の異なるドリフトを持っているため、緯度の広い領域で平均ドリフト曲線に重要な乱れを引き起こす可能性がある大きなオブジェクトを非表示にすると便利です。 これは、たとえば、GRSを備えた木星、SEBの南端にある長寿命のWOSおよび擾乱（DIST）の場合です。 衛星とその影も隠す必要があります。
注意してください
マゼンタの領域を含む画像は、縮小形式（JPEG）で記録するのではなく、たとえばPNG形式で記録する必要があります。
処理した画像を別の名前で保存する場合は、関連するGTSファイルの名前を変更することを忘れないでください。
一例
古い ： Jupiterkarte.bmp / Jupiterkarte_bmp.GTS
新規 ： Jupiterkarte_maskiert.bmp / Jupiterkarte_maskiert_bmp.GTS
l ドリフト決定開始（F12）
ドリフト決定を開始します。 選択したパラメータに応じて、計算時間は数時間から数日になる可能性があることに注意してください。
コンピューティングの一時的な中断と再開
で一時的にコンピューティングを中断することができ、
で再開することができます。
多くの計算能力を必要とする別のコンピューティングを同時に実行する場合、この他のタスクのためにコンピューターを一時的に解放すると便利です。
l キャンセル（ESC）
コンピューティングを停止すると、drifデータファイルを作成した場合に得られた結果が保存されます。
設定
l リセット
確認を求めたら、すべての設定を元に戻します。
l 保存/ロード
縦方向のドリフトを決定するために、現在の設定を保存またはロードします。 使用した設定ファイルの名前（* .des）が、縦方向ドリフト決定ウィンドウのヘッダーに表示されます。
ソース
ニューホライズンズ宇宙船の長距離偵察イメージャ（LORRI）の木星画像：http：//pluto.jhuapl.edu/soc/index.php、NASA/ジョンズホプキンス大学応用物理研究所/サウスウエスト研究所
土星ドリフトプロファイル
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土星ドリフトプロファイル |
惑星中心緯度に対する短寿命構造物の系2の平均ドリフト[°/d]。
出 典
l D. Del Genio, R. K. Achterberg, K. H. Baines, F. M. Flasar, P.L. Read, A. Sánchez-Lavega, A. P. Showman, 「土星の大気構造とダイナミクス」を読んでください。カッシーニ・ホイヘンス以降の土星の第7章。M. Dougherty, L. Esposito and T. Krimigis (edt.), Springer-Verlag (in press)。
l Sánchez-Lavega, J.F. Rojas, P.V. Sada. 「雲レベルでの土星の帯状風」、Icarus、147、405-420（2000）。
l Sánchez-Lavega, S. Pérez-Hoyos, J. F. Rojas, R. Hueso, and R. G. French. 「雲レベルでの土星の赤道ジェットの大幅な減少」、Nature, 423, 623-625 (2003)。
l Sánchez-Lavega, R. Hueso, S. Pérez-Hoyos, J. F. Rojas, 「土星の南極の強い渦」、Icarus, 184, 524-531 (2006)。
l Sánchez-Lavega, R. Hueso and S. Pérez-Hoyos. 「雲レベルでの土星の赤道ジェットの三次元構造」、Icarus, 187, 510-519 (2007)。
l E. García-Melendo, A. Sánchez-Lavega, J. F. Rojas, S. Pérez-Hoyos, R. Hueso. 「雲レベルでの土星の東向きジェットの垂直せん断」、Icarus (in press, 2009).
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(c) Grischa Hahn, Michel Jacquesson , Marc Delcroix, 2009 |
木星ドリフトプロファイル
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木星ドリフトプロファイル |
ジョビグラフィック緯度に対するシステム2の短命構造物（10時間）の平均ドリフト[°/ d]。 このドリフトプロファイルは、2012年9月のハッブル宇宙望遠鏡の画像から決定されました。
出 典
金星の木星の太陽面通過 - ハビタブルゾーンの地球サイズの惑星の大気特性評価のための「真実のテスト」HST提案13067
アリゾナ大学Glenn Schneider
http://archive.stsci.edu/proposal_search.php?mission=hst&id=13067
計器：WFC3
フィルター/グレーティング：F763M
絞り：UVIS2-2K2C-SUB
構成：WFC3 / UVIS
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(c) Grischa Hahn, Michel Jacquesson , 2013 |