Анализ существующих пакетов моделирования лесной растительности Текст научной статьи по специальности «Физика»

Решетневские чтения

где St представляет собой среднеквадратичное отклонение, т. е. с, Xi - значение случайной величины; N - количество значений случайной величины [2].

Моря признаются наиболее важной природной системой. Их изучение в глобальном масштабе можно реализовать только с применением искусственных спутников Земли. Только космические средства позволяют оценивать температурные поля больших вод.

Используя пороговый метод определения температуры водной поверхности и имея данные, полученные со спутника NOAA/AVHRR, можно быстро и довольно точно вычислить коррекционные поправки температуры на облачность.

Библиографические ссылки

1. Бычкова И. А., Викторов С. В., Виноградов В. В. Дистанционное определение температуры моря. Л. : Гидрометеоиздат, 1988.

2. Тимофеев Н. А. Радиационный режим океанов. Киев : Наукова думка, 1983.

A. S. Turov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

DEVELOPMENT OF METHOD OF DETECTING CORRECTION OF TEMPERATURE WATER SURFACE

A threshold method for detecting of the temperature of water surface to determine the atmospheric correction for cloudiness for space images from the NOAA / AVHRR satellite is worked out.

© Туров А. С., 2010

Использование порогового метода при обработке данных ИК-радиометра позволяет идентифицировать облачность и ввести коррекционные поправки температуры - АТ:

АТ = Тк - Тр - 4 + 0,065 ■ Ф, где ф - широта места.

Значение Тр высчитывается следующим образом: берется визуально относительно безоблачный спутниковый участок водной поверхности 8 х 8 пикселей. Высчитывается математическое ожидание М, среднеквадратичное отклонение с. Пиксели, имеющие температуру 2с < М (аномальные, содержащие облачность), выбрасываются из расчетов. Снова находится математическое ожидание М, которое и будет являться искомой Тр:

п V

М =

£ N

Среднеквадратичное отклонение находится по формуле

(М - )2 & N '

УДК 004.94

А. А. Чунина

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПАКЕТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

Рассмотрены существующие пакеты моделирования лесной растительности. Приведены основные преимущества и недостатки пакетов. Описан собственный редактор деревьев и полученные результаты.

Все существующие пакеты моделирования лесной растительности можно разбить на две группы по методам построения объекта. Первую группу составляют методы, основанные на определенных правилах построения объекта, вторую - методы, основанные на использовании исходного изображения объекта. Во всех программных пакетах первой группы (№№Х, SpeedTree, Хйго§ 3.5) предлагается структурированная группа параметров, после задания числовых значений которых программа производит расчет - генерирует дерево. Спектр создаваемых объектов довольно широк - деревья, кустарники, трава, цветы или кактусы. В пакетах, относящихся ко второй группе, процесс моделирования можно разбить на три этапа: получе-

ние изображения объекта; сегментация лиственной массы и ее моделирование; сегментация ветвей и ствола, их моделирование [1]. Основным преимуществом является возможность реалистичного моделирования существующей в природе растительности.

Основной недостаток существующих пакетов заключается в их стоимости, в то время как бесплатные пакеты позволяют моделировать лишь лиственные породы деревьев. Недостатком пакетов, относящихся ко второй группе, является и невозможность моделирования роста деревьев. В связи с этим возникла необходимость в создании собственного редактора деревьев. Математический аппарат создания геометрической структуры дерева данного редактора

Использование космических, средств и технологий для мониторинга окружающей природной среды

основан на Ь-системах, позволяющих моделировать процесс роста объекта - дерева с различными параметрами, такими как углы между ветвями, тип ветвления [2]. При создания лиственной кроны в качестве геометрии листа используется прямоугольник, на который накладывается фотография листа или группы листьев с контурным альфа-каналом в качестве карты прозрачности. С использованием разработан-

ного продукта были получены шесть моделей деревьев.

Библиографические ссылки

1. Image-based Plant Modeling / L. Quan, P. Tan, G. Zeng et al. // ACM Trans. on Graphics. 2006. P. 599-604.

2. Prusinkiewicz P., Lindenmayer A. The algorithmic beauty of plants. N. Y. : Springer-Verlag, 1990.

A. A. Chunina

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

ANALYSING FOREST VEGETATION MODELING PACKAGES

The existent packages for modeling forest vegetation are considered. The advantages and disadvantages of the packages are presented. The forest processor is described and the results are revealed.

© ^yHHHa A. A., 2010

УДК 89.57.35

А. Р. Шаповал

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

РАДИАЦИОННЫЙ БАЛАНС ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Проведен расчет радиационного баланса земной поверхности для случая с наличием облачности и безоблачного случая.

Приток тепла в виде лучистой энергии является важнейшей составной частью общего притока тепла, под влиянием которого изменяется термический режим атмосферы и земной поверхности. Балансом лучистой энергии, или радиационным балансом тела называется разность между поглощенной им радиацией и собственным излучением тела [1].

Радиационный баланс земной поверхности оказывает существенное влияние на распределение температуры в почве и приземном слое атмосферы, а также на процессы испарения и снеготаяния, образование туманов, заморозков, изменение свойств воздушных масс и их трансформацию [2].

Радиационный баланс изменяется в зависимости от широты, времени года, времени суток, погодных условий и т. д. Расчет баланса производят за различные промежутки времени: минуты, сутки, месяцы, сезон, год и т. д.; он может быть как положительным, так и отрицательным.

В работе были получены изображения без облачности (рис. 1) и с облачностью (рис. 2) для расчета радиационного баланса.

В первом случае (см. рис. 1) до поверхности земли доходит наибольшая часть солнечной радиации, которую нередко называют прямой солнечной радиацией; 22 % солнечной радиации поглощается атмосферой, часть радиации рассеивается. В течение дня происходит изменение радиационного баланса; одним из фак-

торов, влияющих на изменение, является высота солнца.

'••^-^Tirmf^ »r ■ р"*»'" у-1- IV л-1111

Рис. 1. Изображение без облачности

Формула для радиационного баланса имеет следующий вид:

Я, = (1 - г) (^ + г) - В*,

где г - альбедо; - прямая солнечная радиация; г - рассеянная радиация; В* - эффективное излучение земной поверхности.

Формула для эффективного излучения при безоблачном небе имеет вид

Во* = 5 (с704 - асГД