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        使用Photoshop在衛(wèi)星云圖上標(biāo)記觀測(cè)地位置(下)

        2014-04-17 08:57:07周團(tuán)圖
        天文愛好者 2014年11期
        關(guān)鍵詞:緯線東經(jīng)經(jīng)線

        □ 周團(tuán)圖

        使用Photoshop在衛(wèi)星云圖上標(biāo)記觀測(cè)地位置(下)

        □ 周團(tuán)圖

        經(jīng)緯天地

        為了更好地說明本方法的有效性,筆者選擇了一個(gè)在地圖上很明顯的地方,同時(shí)又不挨著經(jīng)緯線的地點(diǎn)——山東半島最東端成山角的成山頭氣象站觀測(cè)場(chǎng)(WMO站號(hào)54776,東經(jīng)122.7032度,北緯37.3951度)來進(jìn)行演示。

        第1步:

        首先在“北極點(diǎn)”上標(biāo)記出“單列選框”,執(zhí)行“變換選區(qū)”,然后找到選區(qū)中心點(diǎn)并將其移動(dòng)到“北極點(diǎn)”的位置上(如圖15)。

        圖15

        第2步:

        由于地圖投影的原因,使用PS繪制的經(jīng)距與地圖上的經(jīng)距不一致,所以需要將選區(qū)分別旋轉(zhuǎn)到東經(jīng)100度和東經(jīng)110度的經(jīng)線上,分別記下PS顯示的選區(qū)旋轉(zhuǎn)角度,然后前者減去后者,就能知道云圖上的10個(gè)經(jīng)度等于PS的7.2度。從成山頭的坐標(biāo)得知,成山頭位于東經(jīng)120度以東,那么需要將選區(qū)從東經(jīng)120度經(jīng)線的位置向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)x個(gè)PS上的角度,根據(jù)上一步操作得到的數(shù)據(jù),進(jìn)行以下計(jì)算:

        圖16

        第3步:

        仿照之前的操作,將選區(qū)旋轉(zhuǎn)至東經(jīng)120度線上,得出這條經(jīng)線在PS上的角度為-10.5度。此時(shí)又要將選區(qū)向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),所以PS上的度數(shù)要減小至:-10.5 - x = -12.446304 ≈ -12.4,在PS上輸入該結(jié)果,選區(qū)將自動(dòng)旋轉(zhuǎn)到成山頭所在的經(jīng)線上。

        圖17

        圖18

        第4步:

        然后再新建圖層,將該選區(qū)進(jìn)行描邊上色(描邊參數(shù)為1像素、居中),成山頭的經(jīng)線就繪制出來了。經(jīng)線很容易畫,但緯線的繪制比較麻煩。雖說真實(shí)的各條緯線是相互平行的,但同樣因?yàn)槭艿酵队白冃蔚挠绊?,云圖地圖上的緯線并不平行,筆者將地圖的圖層復(fù)制成新圖層,并增加透明度,然后向上平移10個(gè)緯度,可見上下兩層的緯線不能重合(這一步為演示,不是必須操作)。所幸經(jīng)過仔細(xì)對(duì)齊,還是可以找到一小段可以重合的緯線,我們就需要利用這一點(diǎn)機(jī)會(huì)來“制造”新緯線。

        圖19

        圖20

        第5步:

        圖21

        下面開始繪制緯線,首先將成山頭所在的“方塊”復(fù)制出來,使用的操作是:將地圖復(fù)制成一個(gè)新圖層,用矩形選框?qū)ⅰ胺綁K”圈出來,再單擊右鍵,在彈出的菜單中選擇反選,清除掉選框內(nèi)的圖像。為了避免其他圖層對(duì)視覺的干擾,這里將除“方塊”以外的圖層全部隱藏起來了。

        第6步:

        拉出一條豎參考線,固定在“方塊”的東經(jīng)120度經(jīng)線上,使參考線和該經(jīng)線交叉。再將該圖層進(jìn)行“自由變換”(操作是:編輯-自由變換,快捷鍵Ctrl+T),變換框中心會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與“變換選區(qū)中心點(diǎn)”功能相同的中心點(diǎn),現(xiàn)在需要將這個(gè)中心點(diǎn)符號(hào)移動(dòng)到參考線和經(jīng)線的交叉點(diǎn)上。

        圖22

        第7步:

        將“方塊”旋轉(zhuǎn),使經(jīng)線與參考線重合,記下PS顯示出來的旋轉(zhuǎn)角度,然后回車,固定“自由變換”。

        圖23

        第8步:

        將浮動(dòng)調(diào)板的“信息”顯示欄打開,然后將鼠標(biāo)分別移動(dòng)到東經(jīng)120度、北緯40度的位置,和東經(jīng)120度、北緯30度的位置,在調(diào)板上會(huì)顯示出鼠標(biāo)在PS界面中的坐標(biāo),這里我們需要分別記下它們的Y軸數(shù)字。

        圖24

        第9步:

        在PS的界面中,坐標(biāo)原點(diǎn)位于圖像的左上角,所以鼠標(biāo)越往下移動(dòng),Y軸數(shù)字越大。在北緯30度緯線與經(jīng)線(和參考線)交點(diǎn)的Y軸數(shù)字為948,北緯40度緯線與經(jīng)線(和參考線)交點(diǎn)的Y軸數(shù)字為839,所以在這一測(cè)量區(qū)域中,地圖上10個(gè)緯距等于PS上的948-839=109個(gè)Y軸數(shù)字。成山頭位于北緯30度以北,所以要用北緯30度的Y軸數(shù)字減去一個(gè)數(shù)字(這里就設(shè)為w吧),從而得到成山頭緯線的位置,算式如下:

        所以成山頭緯線在地圖上與經(jīng)線交叉點(diǎn)的Y軸數(shù)字是948 - 81 = 867 ,也就是這里:

        圖25

        圖26

        第10步:

        由于投影變形,光在一條經(jīng)線上知道緯線位置是不夠的,保險(xiǎn)起見還應(yīng)該在相鄰的一條經(jīng)線上進(jìn)行同樣的操作。將參考線移動(dòng)到東經(jīng)130度經(jīng)線上,將“方塊”再次進(jìn)行“自由變換”操作:將中心點(diǎn)移動(dòng)到經(jīng)線與參考線的交叉處,順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“方塊”使經(jīng)線與參考線重合。這里同樣要記下PS顯示出來的旋轉(zhuǎn)度數(shù),后面會(huì)有大用處。

        圖27

        圖28

        第11步:

        如法炮制,在測(cè)出東經(jīng)130度與北緯30、40度交點(diǎn)的Y軸數(shù)字后,算出成山頭緯線在這一根經(jīng)線上的交叉點(diǎn)位置,并在該位置上打上記號(hào),兩條經(jīng)線上的記號(hào)可以直接打在“方塊”所在的圖層上。

        圖29

        第12步:

        現(xiàn)在要將兩次旋轉(zhuǎn)后的“方塊”復(fù)位,然后才好進(jìn)行后面的步驟。第一次旋轉(zhuǎn)了10.7度,第二次旋轉(zhuǎn)了7.2度,那么就要在PS上輸入適當(dāng)?shù)亩葦?shù)(設(shè)成V吧),PS會(huì)將“方塊”自動(dòng)旋轉(zhuǎn)成原樣。

        圖30

        第13步:

        將復(fù)位后的“方塊”調(diào)成半透明狀態(tài),并將地圖的圖層顯示出來,然后移動(dòng)“方塊”使之可以與地圖的相同區(qū)域重合。

        圖31

        圖32

        第14步:

        接下來,將“方塊”中的北緯30度緯線用合適形狀的選框框住,單擊右鍵彈出菜單,選擇“通過拷貝的圖層”,得到一個(gè)該緯線復(fù)制品的圖層。

        圖33

        第15步:

        將經(jīng)過拷貝得到圖層調(diào)成半透明后,向上移動(dòng)到之前打點(diǎn)做標(biāo)記的位置,這樣成山頭的緯線也畫好了。

        圖34

        落地生根

        第1步:

        將之前畫好的成山頭經(jīng)線顯示出來并將其調(diào)成半透明,就能輕易找到它與成山頭緯線的交叉點(diǎn)。

        圖35

        第2步: 再在交叉點(diǎn)上做好標(biāo)記,成山頭氣象站觀測(cè)場(chǎng)就被標(biāo)記在地圖上了!

        圖36

        第3步:

        刪除或隱藏掉不必要的圖層,去除不必要的參考線,再將地圖上方不需要的空白區(qū)域裁減掉,就完成了。但是,千萬不要將打上地點(diǎn)標(biāo)記的圖層與地圖疊合!因?yàn)榈貓D是“原料”,打有地點(diǎn)標(biāo)記的圖層才是我們需要的“產(chǎn)品”。如果有多個(gè)地點(diǎn)需要標(biāo)記的話,可以在裁減圖像之前、“北極點(diǎn)”標(biāo)記尚在的時(shí)候,根據(jù)本文所述方法打上多個(gè)標(biāo)記后保存為PSD格式,這樣今后只要將打有地點(diǎn)標(biāo)記的圖層覆蓋于正常云圖之上就可以很方便地進(jìn)行云圖分析。雖然看起來操作很繁瑣,但是熟練的話可以在十分鐘內(nèi)標(biāo)記好數(shù)個(gè)地點(diǎn)。

        圖37

        圖38

        還有很多氣象機(jī)構(gòu)的云圖使用的投影方法與本文所示的云圖一致,讀者可以參考本方法將任意地點(diǎn)的位置標(biāo)注在地圖上??梢杂糜谳o助天文觀測(cè)的氣象資料還有很多,比如各氣象機(jī)構(gòu)和機(jī)場(chǎng)的多普勒雷達(dá)回波圖像、多普勒雷達(dá)速度圖像,地面氣壓場(chǎng)、高空高度場(chǎng)等天氣圖,以及大型天氣預(yù)報(bào)數(shù)值系統(tǒng)產(chǎn)品,但很多圖像沒有或僅有大城市的地點(diǎn)標(biāo)注,所以筆者希望拙作可以起到拋磚引玉的作用,啟發(fā)出更多將地點(diǎn)標(biāo)記到天氣圖像上的辦法,使同好們對(duì)觀測(cè)計(jì)劃的規(guī)劃更加完美。

        劉博洋、倪澤堃、于位之、姜玉茗、姜岳、馬皓南對(duì)本文亦有重要幫助,在此表示衷心的感謝!

        (責(zé)任編輯 蘇晨)

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