A toolkit for three-dimensional reconstruction and visualization of weather radar images
Meteoroloji radarı görüntülerinden üç-boyutlu geriçatım ve görselleştirme için bir araç takımı
- Tez No: 572553
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UĞUR MURAT LELOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Meteoroloji, Meteorology
- Anahtar Kelimeler: Bilgisayar grafikleri, Radar görüntüleri, Sayısal görüntü işleme, Sayısal görüntüleme teknikleri, Üç boyutlu görüntüleme, Computer graphics, Radar images, Digital image processing, Digital imaging techniques, Three dimensional imaging
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeodezi ve Coğrafi Bilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Meteoroloji radarları sayısal hava tahmin modellerini besleyen anahtar enstrümanlar arasındadır. Onlarca kilometere yarıçaplı, çeşitli yükselim açılarında iki boyutlu (2B) görüntüler oluşturur. Bu görüntüler aslında üç boyutlu (3B) zamana bağlı hacimsel verilerden kesitlerdir. Modern radarlarda, her hücreye belirli bir işlemden sonra bir tür hidrometeor atanabilir. Ancak, bu görüntülerin görsel yorumu karmaşık görüntüleme geometrisi nedeniyle kolay değildir. Yine de, bilgisayar grafikleri hava durumu radar görüntülerini kolayca gözlemlenebilir ve analiz edilebilir hale getirebilir. Bu tezde, hava durumu radar görüntüleri için 3B geriçatım ve görselleştirme yöntemi için bir araç takımı sunulmuştur. Araç takımı kullanıcıların NEXRAD Seviye III hidrometeor sınıflandırma görüntülerini kapalı hacimler halinde işleyebilmelerini ve görselleştirebilmelerini sağlar ve toplanan görüntüler, şu adımlarda hacimsel yağış tipinin göstergesine dönüştürülür: İlk olarak, iki boyutlu (2B) görüntülerde her bir yağış tipi için sürekli ve pürüzsüz yoğunluk tahminleri elde edilir ve eğer eşik değerinin üzerinde ise, karşılık gelen hücreye maksimum yoğunluğa sahip yağış tipi atanır. İkinci olarak, elde edilen görüntü bağlı bileşen analizi kullanılarak bölütlendirilir. Ardından, her bir bölütün sınırları meta veriler kullanılarak çıkarılır ve 3B uzaya aktarılır. Daha sonra, farklı yükseklikteki ancak aynı nesneye ait 3B çokgenler eşleştirilir. Son olarak, eşleşen 3B çokgenlerden bir 3B kafes yapısı oluşturulur ve bilgisayar grafik algoritmaları kullanılarak 3B görsel animasyon oluşturmak için sırayla görüntülenir. Araç takımı, hava durumu radar operatörlerinin karmaşık hava olaylarını 3B olarak daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.
Özet (Çeviri)
Weather radars are among key instruments that feed numerical weather prediction models. They form two-dimensional (2D) images at various elevation angles with radii of tens of kilometers. These images are actually sections from three-dimensional (3D) time-dependent volumetric data. In modern radars, each cell can be assigned a type of hydrometeor after processing. However, the visual interpretation of these images is not easy due to the complicated viewing geometry. Nevertheless, computer graphics can make weather radar images easily observable and analyzable. In this thesis, a method and a toolkit for 3D reconstruction and visualization of weather radar images are presented. The toolkit enables users to process and visualize NEXRAD Level III hydrometeor classification images in the form of closed-volumes and collected images are converted into volumetric display of precipitation types in following steps: Firstly, continuous and smooth density estimates are obtained for each precipitation type in these 2D images and the type with the maximum density is assigned to the corresponding cell if it is above a threshold. Secondly, the resulting image is segmented using connected components analysis. Then, the boundaries of each segment are extracted and transferred to the 3D space by using metadata. Subsequently, the 3D polygons from different levels but belonging to the same object are matched. Finally, a 3D wireframe structure is created from the matched 3D polygons and displayed sequentially to create 3D visual animation using computer graphics algorithms. The toolkit can help weather radar operators to better grasp the complicated weather events in 3D.
Benzer Tezler
- A semi-automatic façade generation methodology of architectural heritage from laser point clouds: A case study on Architect Sinan
Lazer nokta bulutlarından mimari mirasın cephe elemanlarının yarı otomatik modellenmesi: Mimar Sinan üzerine örnek bir çalışma
CEMAL ÖZGÜR KIVILCIM
Doktora
İngilizce
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZAİDE DURAN
- Three dimensional object reconstruction from boundary data
Üç boyutlu nesnelerin kenar bilgileriyle yeniden yapılandırılması
MEHMET YOLMAZ ÇEKEN
Yüksek Lisans
İngilizce
1995
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. GÖKTÜRK ÜÇOLUK
Y.DOÇ.DR. İ. HAKKI TOROSLU
- A parallel monolithic approach for the numerical simulation of fluid-structure interaction problems
Akışkan-yapı etkileşimi problemlerinin sayısal simülasyonu için paralel monolitik bir yöntem
ALİ EKEN
Doktora
İngilizce
2016
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAYRİ ACAR
DOÇ. DR. MEHMET ŞAHİN
- Parallel implementation of the finite element method on graphics processors for the solution of incompressible flows
Grafik kartlarında paralel bir biçimde çalışacak sonlu elemanlar yöntemi tabanlı sıkıştırılamaz akış çözücü geliştirilmesi
MAHMUT MURAT GÖÇMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
- Heat and mass transfer characteristic of a micro serpentine channel with a viscoelastic coolant
Viskoelastik akış soğutmalı mikro kıvrımlı kanallarda akış ve ısı transferi
OZAN ODUNCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ŞAHİN