| Revista: | Anales AFA |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000381910 |
| ISSN: | 1850-1168 |
| Autores: | Masi, W.S1 Rodriguez Colmeiro, R1 Verrastro, S1 Salvador, J2 Wolfram, E2 |
| Instituciones: | 1Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Buenos Aires, Buenos Aires. Argentina 2Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones, Villa Martelli, Buenos Aires. Argentina |
| Año: | 2015 |
| Volumen: | 26 |
| Número: | 1 |
| Paginación: | 1-11 |
| País: | Argentina |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental, aplicado |
| Resumen en español | Dentro de los parámetros que caracterizan a una nube, la altura de su base es un factor dominante en la determinación de las propiedades radiativas infrarrojas de la misma y por lo tanto un parámetro fundamental a cuantificar. Por ello, en el presente trabajo se desarrolló una metodología para la determinación de la altura de la cobertura nubosa (Cloud Base Height: CBH). La misma consta de 3 etapas principales: 1. La caracterización del sensor de cada cámara en laboratorio a través de un banco de calibración óptico; 2. Un procedimiento de posicionamiento de las cámaras en el exterior para su correcta alineación y estabilización; 3. Un algoritmo de procesamiento digital de imágenes en lenguaje MATLAB, el cual a partir de dos imágenes simultaneas estima la CBH aplicando el principio de visión estereoscópica en distintos puntos de interés. Las mediciones obtenidas del sistema, compuesto por un par de cámaras digitales emplazadas una distancia conocida entre sí (100 m), fueron contrastadas con un lidar para su validación. Analizando dos casos principales, uno con nubosidad alta (8000~12000 m) y otro con múltiples capas de nubosidad baja (800~4000 m), se determinó para el primer caso una incertidumbre máxima de altura de base de nubes menor al 38% y para el segundo caso una incertidumbre máxima menor al 10%. Se pudo determinar que las principales fuentes de incerteza en esta metodología están asociadas con factores provenientes de la caracterización de las cámaras y su alineación con la vertical en el exterior del sistema. Los resultados de esta metodología aportan una herramienta alternativa para la determinación de la CBH, constituyéndose en un sistema de relativo bajo costo con respecto a los ceilómetros comerciales |
| Resumen en inglés | Among the parameters that characterize a cloud, the height of its base is one of the key factors in the determination of the infrared radiative properties of the clouds, and hence one of the main parameters to measure. Therefore, in this paper we have developed a method for the determination of the Cloud Base Height (CBH). It consists of 3 main stages: 1. The characterization of each camera sensor through a laboratory optical bench calibration; 2. A method to deploy the system outdoors for proper alignment and stabilization; 3.An algorithm for digital image processing in MATLAB programming language, which estimates the cloud base height from two simultaneous images using a triangulation procedure at different points of interest. The resulting measurements of the system, composed of a pair of advanced compact cameras deployed with a known separation (100 m), were checked against a lidar system for validation. Two major cases were studied, one with high clouds (8000~12000 m), and other with multiple layers of low clouds (800~4000 m), resulting for the first case in a maximum uncertainty of less than 38 % of its CBH, and for the second a maximum uncertainty of less than 10 % of its CBH. It was possible to determine the main sources of uncertainty which are associated with the characterization of the digital cameras and the alignment with the zenith in the deployment. The results of this method give an alternative tool for the determination of CBH, making a relative low cost system with respect to commercial ceilometers |
| Disciplinas: | Física y astronomía, Geociencias |
| Palabras clave: | Optica, Ciencias de la atmósfera, Nubes, Cobertura nubosa, Altura de nubes, Estéreo visión, Procesamiento digital de imágenes, Visión artificial |
| Keyword: | Physics and astronomy, Earth sciences, Optics, Atmospheric sciences, Clouds, Cloud cover, Height of clouds, Stereo vision, Digital image processing, Artificial vision |
| Texto completo: | Texto completo (Ver HTML) |
