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Eine Veränderung des Bewölkungsgrades, die mit den beiden beschriebenen Methoden nicht modelliert
wird, soll nachträglich über folgenden Ansatz berücksichtigt werden: Zunächst wird die
Änderung der Pixelintensität zwischen Anfangs- und Endpunkt eines Vektors bestimmt. Dabei
wird über rechteckige Gebiete (2m + 1)(2n + 1) gemittelt:
¯r(⃗x a,b )=
i=l
∑
i=−l
j=k
∑ (n 1 (⃗x a,b +⃗x i, j + ⃗d(⃗x a,b +⃗x i, j )) − n 0 (⃗x a,b +⃗x i, j )). (4.27)
j=−k
Die Änderung der Pixelintensität wird ebenso wie die Bewegung extrapoliert, so daß sich schließlich
n 2 (⃗x i, j )=n 1 (⃗x i, j − ⃗ d(⃗x i, j )) + ¯r(⃗x i, j ) (4.28)
ergibt, wobei ¯r(⃗x i, j ) für Punkte⃗x i, j /∈ S analog zu ⃗ d(⃗x i, j ) berechnet wird.
4.2.3 Überblick über den Vorhersagealgorithmus
Eine Darstellung der wesentlichen Schritte des Vorhersagealgorithmus unter Verwendung von Bewegungsvektorfeldern
ist in Abb 4.1 gegeben. Aus zwei aufeinander folgenden Cloud-Index Bildern
wird mit einem der beiden beschriebenen Bewegungserkennungsverfahren ein Vektorfeld berechnet,
das die Wolkenbewegung von einem Bild zum nächsten beschreibt. Für das statistische
Verfahren werden die Bilder vor Berechnung der Bewegungsvektoren geglättet (siehe [Lückehe
1999]). Zur Berechnung des Vorhersagebilds durch Extrapolation der Bewegung wird das berechnete
Vektorfeld auf das aktuelle (ungeglättete) Bild angewendet. In einem letzten Schritt werden
die Bilder geglättet, wobei die Größe des Glättungsfilters vom Vorhersagezeitraum abhängig
ist.
4.3 Bestimmung der optimalen Parameter
Zur optimalen Anpassung der Verfahren zur Vorhersage wurden die freien Parameter so eingestellt,
daß die Vorhersagefehler minimiert werden. Die entsprechenden Untersuchungen wurden
für die in Abschnitt 3.5 spezifizierte Testzeitreihe durchgeführt. Die Bewertung der Vorhersagequalität
erfolgte über die in Abschnitt 3.3 definierte Fehlerfunktion. Zur Berechnung des rmse gemäß
Gleichung (3.23) werden dabei nicht die vollständigen Bildausschnitte verwendet. Am Bildrand
können die Bewegungsvektoren und die zukünftige Bewölkungssituation nicht bestimmt werden,
da dazu Information von außerhalb der Bildausschnitte notwendig wäre. Demzufolge werden zur
Auswertung nur Punkte herangezogen, die einen Mindestabstand vom Rand haben.
Die Parameter für die Vorhersage mit Bewegungsvektorfeldern lassen sich in zwei Gruppen unterteilen.
Der erste Parametersatz betrifft die Parameter, die mit der Bestimmung der Bewegungsvektorfelder
in Zusammenhang stehen, wie z. B. Auflösung der Vektorfelder oder die Parameter der
Energiefunktion für das statistische Verfahren. Der zweite Parametersatz betrifft die abschließende
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