Vergleich zweier Schwellwertalgorithmen zur Wolkendetektion in ...

6 WOLKENDETEKTION IN MULTISPEKTRALEN MSG SEVIRI-DATEN
etwa 4 × 4 bis 6 × 6 km 2 (Abb. 2.3). Für ein Pixel mit dieser Fläche existiert also
nur eine binäre Information über den Bedeckungszustand. Bei der Betrachtung von
wolkenfreien HRV-Pixeln auf Basis der LRes-Wolkenmaske würden beispielsweise helle
Pixel existieren, obwohl das 3 × 3 Feld als wolkenfrei klassiziert wurde. Die Folge
wäre eine zu hohe gemittelte wolkenfreie Reektanz. Auf der anderen Seite kann es
wolkenfreie Randpixel geben, obwohl das ganze Feld laut Wolkenmaske bewölkt ist.
Dann wird die Reektanz der Wolken unterschätzt werden. Die Detektion von kleinskaligen
Wolken kann wegen der besseren Auösung des HRV-Kanals vorangetrieben
werden. Allerdings können selbst dann noch kleinere Wolken auftreten, welche die Wolkenstrahlungsbilanz
beeinussen, die aber nicht detektiert werden können (Koren et al.
(2008)).
Zur Minimierung der zuvor angesprochenen Fehler wurde folgendes Verfahren angewendet.
Mit Hilfe der Linearkombination aus dem 0.6 μm- und 0.8 μm-Kanal und der
EUMETSAT-Wolkenmaske lässt sich über die MCC-Methode zunächst ein Schwellwert
selektieren. Dabei wird zuerst die über 16 Szenen gemittelte, wolkenfreie Re-
ektanz für einen Ausschnitt bestimmt. Der Schwellwert wird anschlieÿend analog zu
Gleichung 5.2 durch Normierung der Matrix der wolkenfreien Reektanzen berechnet.
Dieser relative Schwellwert wird nun auf die HRV-Bilder angewendet. Davor müssen
allerdings die mittleren wolkenfreien HRV-Reektanzen mittels hochskalierter Wolkenmaske
ermittelt werden. Nach erneuter Vorbehandlung der HRV-Daten nach Gleichung
5.2 wird der aus der Linearkombination resultierende Schwellwert zur Trennung von
bewölkten und unbewölkten Pixeln auf diese angewendet. Dadurch entsteht eine neue
Matrix von gemittelten, wolkenfreien HRV-Reektanzen. Mit diesen neuen, wolkenfreien
Reektanzen wird die Prozedur abermals durchgeführt, indem sie normiert und
von den HRV-Szenen abgezogen werden. Dieses Verfahren kann mehrfach iteriert werden.
Das Ergebnis nach vier Iterationen zeigt Abbildung 6.3. Die auf die LRes-EUMETSAT-
Wolkenmaske basierenden, wolkenfreien HRV-Reektanzen sind im linken oberen Bild
dargestellt. Bei den schwarzen Pixeln handelt es sich in allen acht Abbildungen um Pixel,
die zu keinem der 16 Zeitschritte unbewölkt waren. Vor allem in den Bergregionen
existieren solche Pixel. Bei genauer Betrachtung der oberen rechten Ecke fallen in dieser
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