C H A I N E D E T P A I T E M E W T IFIFRA R O U...
C H A I N E D E T P A I T E M E W T IFIFRA R O U C E
JL BERGES
J,
CITEAU
M E T E O S A T
H,
DEMARCQ
A R C H I V E
CENTRE DE RECHERCHES OCÉANOGRAPHIQUES DE DAKAR - TIAROYE
No154
+ I N S T I T U T S É N É G A L A I S D E R E C H E R C H E S A G R I C O L E S *
J A N V I E R 1 9 8 7
CHAINE DE TRAITEMENT INFRA ROUGE
METEOSAT
J . C . B E R G E S , J . CITEAU e t H. D E M A R C Q
JANVIER 1987
La chaine de programme de traitement METEOSAT
a été mise au point au centre
de recherche océanographique de Dakar-Thiaroye (CRODT), Elle a pour objectif
l'évaluation des températures de mer en combinant les données du canal IR ME-
TEOSAT avec des mesures provenant de navires et les champs climatiques de
référence. Certains des programmes constituant la chaine sont plus généraux
et pourront être utiles: à d'autres objectifs,
L'ensemble de ces logiciels a été mis au point sur un MINI 6 143 utilisant
comme périphériques spécialisés un système de traitement d'image PlOOO et une
imprimante à jet d'encre ACT-2. Ces programmes ayant été développés en FOR-
TRAN et un assembleur, leur portabilité sur d'autresconfigurations peut pré-
senter quelques difficultés. Cependant,
les routines assembleur ne réalisant
que des fonctions élémentaires, leur traduction dans l'assembleur d'une autre
machine ou, si @es caractéristiques le permettent, en langage évolué, devrait
être assez rapide.
Le présent document est la notice d'utilisation de cette chaine. Elle se compo-
se de deux parties. La première est une présentation générale des programmes
a~ de leur implémentation, qui comprend les interfaces de progrwrlqtionnéces-
saire au programmeur désireux d'implanter de nouvelles fonctions, La deuxième
partie est une description des commandes classées par ordre alphabétique.
Les programmes constituent cette chaine ont été développé par les auteurs de
cette note(l). Ils constituent une nouvelle version de la chaine de traitement
développés par E. Geffroy. Les structures internes ont été profondément modi-
fiées et cette documentation se substitue à toutes celles sur la version an-
térieure.
PRESENTATION GENERALE
Pour réaliser une synthèse il faudra tout d'abord extraire les informations
en fonction de la date et de la zone géographique.
(1) A l'exception de la commande CHAMP d'analyse objective qui s'appuie sur
un programme fourni par M. Cadet (LMD).
2
La commande LISTA0 extrait l'image et transforme la projection du satellite
en une projection géographique.
Cette opération de redressement permettrait
également de combiner différentes sources d'informations satellitaires.
Le programme FENETR compose un champ climatique en fonction de la zone et du
mois de référence (les variations interannuelles pourront parfois amener l'es-
sai de plusieurs différents mois)
LANB4T extrait les données bateaux le logiciel fournit deux programmes de syn-
thèse.
CHAYP qui combine données bateaux et champs climatique en éliminant les don-
nées jugées aberrantes et
en complétant les zones sans données de terrain
par les valeurs du champ. La qualité très hétérogènes des données bateaux et
leur mauvaise répartition spatiale rendent indispensable cette synthèse.
La combinaison entre le champ produit par l'analyse objective et l'image ME-
TESOAT peut être réalisée par la commande METBAT , Elle demande en entrée
une image provenant d‘un champ climatique actualisé, une image METEOSAT et une
image METEOSAT moyennée. Suivant la valeur de l'écart entre image moyennée et
le champ diverses corrections seront apportées â l'image brute,
Il serait également possible de réaliser cette synthèse en extragant un champ
â partir de l'image brute et en le mixant avec un champ
Reynolds actualisé
par des données bateaux , puis de créer une image â partir du champ de synthè-
se. Cette inage aura bien sur une résolution spatiale dégradée par rapport â
l'image initiale.
La chaine contient également une série de programmes destinés à réaliser des
transformations intermédiaires, filtrage, conversions champ image, ajout d’un
masque, création d'une image moyennée.
Les images peuvent également être manipulées par les fonctions Péricolor, il
est ainsi possible d'utiliser les filtres de cette station graphique ou de réa-
liser des calculs point à point sur l'image. Pour ce faire l'utilisateur dis-
pose des commandes METPCL, et STOC de transfert entre fichiers images et Péri-
color, bien sur la taille des images ainsi traitées sera de 256 x 256,
3
Ce logiciel de traitement METEOSAT a une architecture ouverte et il est aisé
d’implanter de nouvelles fonctions pour modifier les procédures de traitement.
Par ailleurs son organisation en une série de commandes permet une interven-
tion de l’opérateur à tous les niveaux de la chaine. En effet, ce type de syn-
thèse ne saurait pas être réalisé de manière entièrement automatique et deman-
de un contrôle de l’utilisateur sur toutes les étapes intermédiaires du trai-
tement
Organisation de fichiers :
Ce logiciel est composé de commandes dont l’enchainement est sous le contrôle
de l’utilisateur.
Tous les programmes se trouvent sous ‘;SYSLIBl, et peuvent
donc être exécutés en indiquant seulement leur nom à l’interpréteur de comman-
de, quel que soit le répertoire courant. Les champs climatiques Reynolds sont
sous le répertoire AMETISO>REYNOLDS,
le programme FENETR complétera le nom
du mois fourni par l’utilisateur afin d’accéder au fichier.
Celui-ci
n’aura donc qu’à gérer ses propres fichiers sans avoir à se soucier
de la localisation des commandes et fichiers de base.
Bien qu’une totale liberté soit laissée à l’utilisateur pour nommer et locali-
ser ses fichiers, il convient de respecter certaines règles de dénomination.
Pour chaque application un répertoire spécifique sera créé et tous les fichiers
relatifs <2 cette application se trouveront sous ce répertoire,
Les noms des fichiers seront composés de la manière suivante :
Zone Date ou Identification d’orbite . Identification interne
La zone sera un identificatéur de trois caractéres. Les utilisateurs sont vi-
vement incités à consulter et mettre à jour le fichier hMETISO)ZONE, qui con-
tient les correspondances entre mnémoniques
et zones géographiques e
Ce fichier ne servant qu’à l’information,est en format libre.
Dans le cas des synthèses LISTAO l’identification l’orbite sera la date four-
nie par Lannion. Pour les fichiers NOAA ce sera le numéro d’orbite.
4
Bande LISTAO
Fichiers climatiques
Bande LISTA0
données satellitaires
données bateaux
.
/ FENETR /
-T
Image METEOSAT
Champ Reynolds
Fichier bateaux
redressée
,S!iLOC 7
-T--
--r-
Image METEOSAT
Champ de synthèse
Image
redressée masquée
Reynolds-donnees bateaux
données bateaux
/BATIMA/
/.*/
i
t
Image Reynolds
Visualisation
don*nées bateaux
sur P 1000
*
/METAT /
- - Y -
Imagé de synthèse
METEOSAT bateaux
-L
/FILTRE /
1
Image de synthèse
VisUalisation
Impression
sur P 1000
sur ACT2
Exemple d'enchainement des programmes de traitement.
5
L’identification interne permet de distinguer entre les différents fichiers
produits par la chaine de traitement. Nous suggérons les conventions suivantes
IM
image redressé produit par LISTA0
RM
image redressé masqué
M O
image météosat moyennée
LO
image des données bateaux
RE
Champ Reynolds extrait par FENETR
RB
!-!,-...!y Reynolds actualisé par les données bateau
IB
Image Reynolds bateau
SY
Image de synthèse
Type de fichiers :
Le logiciel utilise principalement deux types de fichiers : champ et image. La
connaissance de leur structure est indispensable un programmeur désireux d’im-
plementer de nouvelles fonctions dans la chaine de traitement.
Ces deux types de fichiers correspondent à deux objets différents. Les fichiers
image sont immédiatement accessibles par les programmes de visualisation. Les
données satellitaires brutes seront stockées dans un fichier image, ainsi que
les extrapolations en continu de champs et tous les produits résultants de
leur combinaison. Tout ce qui a statut de champ , c”est à dire de mesure sur
une grille beaucoup plus grossière que la résolution du satellite sera stocké
dans un fichier champ. Il va de soi que la taille d’un fichier champ sera
beaucoup plus petite que celle d’un fichier image, Aussi pour limiter l’es-
nace disque des fichiers image ainsi que pour accélerer les entrées sortie des
méthodes d’accès spécifiques ont été développées. Leurs descriptions se trou-
ve dans le paragraphe “structure des fichiers images”. ‘Les valeurs sont codées
en risel dans les fichiers champs de manière à éviter au programmeur la gestion
des dépassements. Par contre un codage s’impose pour les fichiers images. Pour
les données infra rouge METEOSAT la formule de transformation est :
T = Ii7 - CN/2
Où T est la température en C et CN son codage sur 8 bits. On voit que les fi-
rhiers ima.<ge gardent une précision de l’ordre du demi degré. Pour maintenir
l’homogénéité de la chaine de traitement il est essentiel que tous les fichiers
image soient codés de la même manière.
6
L'ensemble d'un fichier champ sera lu en une seule opération d'entrée sortie.
Les fichiers images seront traités ligne par ligne.
Cette limitation est impérative sur un calculateur 16 bits comme le MINIG. On
pourrait penser que l'utilisation d'une machine à mémoire paginée permet de
s'affranchir de cette limitation et autorise un traitement identique pour fi-
chiers champs et image. Il faut toutefois prendre garde aux dégradations de
performances liées au défaut de pages intempestifs et de garder sous contrôle
du programme les échanges disques mémoire des fichiers image.
--
FICHIER CHAMP
FICHIER IMAGE
---.-
-
- -
Volume d'information
Faible
important
Représentattion des valeurs
réel
codé sur 8 bits
Visualisation surpI ou ACT2
impossible
possible
Traitement
global
ligne par ligne
Interface de programmation
standart
non standart
Taille maximum
100 x 100
4096 x 4096
-
-
-
-
Comparaison
Image - Champ
Structure des fichiers champs :
Les fichiers champs seront des fichiers séquentiels GCOS, L'information y sera
stockée en binaire. A travers un programme FORTRAN, l'accès se fera par un
seul ordre d'entrée sortie sans format,
un fichier champ ne contiendra donc
qu‘un enregistrement. Lors de cette instruction de lecture (ou d'écriture) le
programmeur aura soin de faire varier plus rapidement le premier indice. Ainsi
avec un champ de dimension 37 cette instruction sera :
READ (UNIT = M) (T (I,J), 1 = 1,371; J = 1,37)
ou - M est le lfnassocié à ce fichier par une instruction OPEN ou une commande
GET
- T est le tableau réel contenant de champs
Ce mode de stockage impose que l'ensemble du champ réside en mémoire centrale
dans un tableau FORTRAN.
7
Structure des fichiers images :
Les fichiers images ont une structure qui leur est propre et ne peuvent pas 6tre
interfa.cés avec le ‘“data management ” de GCOS . Afin de réduire au maximum 1 ‘en-
combrement les données sont stockées en compactè sur 8 bits, dans un format pro-
che du fixe bloqué IBM. Bien que lors d?une commande LS ces fichiers apparaissent
comme séquentiel, il ne s’agit que d’une option par defaut de GCOS et ils ne
pourront jamais être traités comme tels :
Quoique les fichiers image aient leur organisation interne propre, ils peuvent
être traité par le “file management”.
Les commandes de manipulation de fichier
(copie, création, destruction),
sont donc utilisables,
Il convient toutefois d’utiliser l’option CI lorsqu’ elle est présente.
Les commandes vont alors travailler secteur par secteur sans analyser la struc-
ture interne.
Afin de préserver l’espace disque aucune commande de la chaine mTEOSAT ne fait
de création implicite.
L’utilisateur aura donc lac.charge de créer préalablement
tous les fichiers image nécessaire. En tenant compte du fait que la plupart des
programmes de la chaine supposent un nombre n égal de lignes et de colonnes, la
commande GCOS correspondante est :
CR nom fichier
Il doit être souligné que la longueur de ligne, n, doit obligatoirement être un
multiple de 256, ce qui correspond à la taille d’un secteur eur disque. Dans la
pratique ceci sera rarement une limitation puisque les appareils de visualisation
(PlOOO et ACT?)necessitent aussi des lignes de cette dimension.
Interface de programmation
Les fichiers images peuvent être manipulés en FORTRAN à partir de quatre sous
programmes e Ces sous programmes se trouvent sous>ZFlRT, aucune modification
n’est à apporter aux précédures habituelles d’édition de lien.
a) Ouverture d’un fichier et assignation d’un numéro logique
CALL BIOP (file, lfn >
où : -file est une chaine de caractère contenant le nom du fichier image.
8
- ifn est une variable entière , qui en retour du sous programme contiendra le
numéro logique assigné à ce fichier. Il convient de remarquer que cette assigna-
tion étant réalisé par BIOP, il ne faut en aucun cas coder une constante entière
dans les arguments d’appel.
Cette fonction doit être appelée avant tout accès au fichier. Une bonne pratique
de programmation est de regrouper tous les appels à BIOP en début de programme,
afin d’être en mesure de tester l’existence des fichiers ( le lfn est négatif si
l’accès est impossible).
b) Lecture et décompactage d’un enregistrement.
CALL BIRE ( lfn, t ,lng,enr)
où : - lfn est une variable entière contenant le numéro logique précédemment cal-
culé par BIOP (ce sous programme ne peut donc s ‘exécuter qu’après BIOP) .
- t. est un tableau, obligatoirement défini en INTEGER x 2, qui contiendra en
retour la ligne lue et décompactée. Puisque les valeurs sont codées en 8 bits dans
le fichier, les valeurs en retour seront comprises entre 0 et 255. Il faudra s’as-
surer que la taille du tableau est compatible avec la long,ueur de ligne.
-1nP; est une variable ou constante entière , qui indique à BIRE la taille de l’en-
registrement à lire. Cette taille, multiple de 256, indique le nombre de valeurs
8 bits à lire et à décompacter sur 16 bits. Les comptes numériques pourront ain-
si être facilement manipulés par les fonctions arithmétiques du FORTRAN.
- enr est une variable ou constante entière contenant le numéro d’enregistrement
Cette numérotation commence à 1. De même que lng ce paramètre doit être spéci-
f IG par le programme avant l’appel à BIRE.
c) Ecriture et compactage d’un enregistrement
CALL BIWR (lFn, t, lng, enr)
où : -1fn est une variable entière contenant le numéro logique attribué par BIOP
- t est un tableau IVTEGER* 2 contenant les valeurs à écrire. Comme BIWR réalise
un campactage sur 8 bits, les éléments du tableau devront vari.er entre 0 et 255
(attention aux valeurs négatives). La dimension de ce tableau doit être SU~&
rieure ou égale à lng
9
- lng est une variable ou constante entière indiquant la taille de l’enregistre-
ment
- enr est le numéro de l’enregistrement à écrire. Le programmeur devra tester
cette valeur avant l’appel à BIWR. En effet une valeur négative ou trop grande
aménera le système d’exploitation à entrer dans un mode ininterruptible où il
pourra éventuellement affecter au fichier tous les secteurs disponibles sur le
disque.
d) Fermeture d’un fichier
CALL BIC0 ( lfn )
où : - j.fn est la variable entière contenant le
Ce sous programme libère le fichier et fait disparaitre les structures d’accès.
Cas particulier des fichiers NOAA
Les capteurs AVHRR numérisent sur 10 bits. Un compactage sur 8 bits pourrait donc
dégrader l’information. Aussi existe-t-il des sous programmes analogues aux précé-
dents (.DIOP, DIRE, DIWR, DICO), mais qui ne réalisent ni compactage ni décompac-
tage.
1 0
LONGITIJDE id
5YNTHESE DU 11 AU 20 JUILLET 1986
'
: : : ; ,
:,
_', .~ . . ,, .',T s,-‘.ï..
i
11
LISTE ALPHABETIQUE DES COMMANDES COMPOSANT LA CHAINE
COMMANDE
SOURCE
BATIMA
hMETISO)SOURCES >REYNOLDS
BATLOC
fiMETISO>SOLJRCES >REYNOLDS
.
CHAMP
"METISO)SOURCES) REYNOLDS
.
FENETR
"METISO)SOURCES ?REYNOLDS
FILTRE
*METISO)SOURCES >IMAGE
.
UNBAT
LISTA0
AMETISO>SOLJRCES )LISTA0
.
W3QL!
"METIS0 )SOURCES) IMAGE
METACT
"METISO)SOURCES )METACT
METBAT
/'METISO) SOURCES) 13:4GK
METPCL
"METISO>SOLJRCES >METPCL
MOYMET
A METISO>SOURCES >IMAGE
1 2
BATIFA
Création d'une image à partir d'un champs :
Ce programme constitue un fichier image à partir d'un fichier champ. Cette
opération s'effectuera par interpolation linéaire. Fichier image et fichier
champ correspondent à des structures carrées.
L'utilisateur devra fournir :
- le nom du fichier champ
- la taille d'une ligne du fichier champ
- le nom du fichier image
- la taille d'une ligne du fichier image
Les calculs peuvent devenir assez long en exécution lorsque la taille du fi-
chier image s'accroit. Aussi on utilisera en général des lignes de 256 va-
leurs.
Ce programme remplace le programme de même nom de la précédente chaine. Accep-
tant la même structure de donnée en entrée il pourrait ê.tre utilisé avec un
champ servain.
1 3
BATLOC
Incrustation des données bateaux dans une image.
Afin de comprendre les produits de l’analyse objective il peut être intéres-
sant de visualiser les données. Le programme BATLOC incruste ces données dans
une image, qui sera en général un masque tracant la cote. Outre l’intérêt pro-
pre de cette image, la commande BATLOC est une étape intermédiaire pour envo-
yer les données bateaux vers le Péricolor, afin de les traiter par ses fonc-
tions propres.
Contrairement aux autres commandes de cette chaine, BATLOC ne traite que des
images 256 x 256.
Le fichier masque initial n’est pas altéré par ce programme.
14
CHAMP
Synthèse de données bateaux et d’un champ climatique :
Ce programme réalise la synthèse entre données bateaux et champs climatique.
Ce programme fonctionne en quatre itérations.
A chaque étape il calcule une somme des écarts pondérée entre champs et don-
nées bateaux pour tous les points de la grille, Cette somme pondgrée est cal-
culée dans un cercle autour du noeud après avoir éliminee les données trop
éloignées du champ. Ensuite les noeuds de grille sont corrigés par cet écart.
Rayon en cercle et seuil d’élimination sont choisi par l’utilisateur. En géné-
ral il cnnvient de faire décroitre ces valeurs entre deu.x itérations successi-
ves (rayon d’influente de plus en plus petit et critère d’élimi.nation de plus
en plus sévère).
Pour utiliser ce programme il faudra d’abord indiquer les limites géographi-
ques, puis les noms des fichiers champs initial, bateaux et champs résultant.
Enfin les deux séries de quatre seuils seront fournies.
Les définitions de zone se font de la même manière pour tous les programmes de
l a chaine.
1 5
FENETR
Extraction d‘un champ climatique :
La commande FENETR permet d'extraire une grille en température à partir des
champs Reynolds. Cette grille sera calculée pour une aire carrée en coordon-
nées géographique avec un pas constant en latitude et en longitude. En entrée
il va utiliser un des douze champs climatiques stockes sous le répertoire,
METIS0 -REYNOLDS. Il va produire un fichier champs en extragant la zone choi-
siêet en interpolant si le pas est inférieur à celui défini dans le champ ini-
tial (1').
L'utilisateur devra indiquer les limites de sa zone latitudes Nord et Sud, lon-
gitude Est et Ouest, puis le pas de sa grille.
Le programme vérifie que ses limites sont cohérentes et que le pas n'impose
pas l'emploi d'une
matrice de grille de dimension supérieure à 100 x 100. Le
champs climatique initial sera ensuite désigné par le nom du mois correspon-
dant, enfin le nom du fichier résultant sera donné.
Le volume de données manipulé est assez faible et cette commande doit s'exécu-
ter rapidement. Elle remplace les procédures CHINT et FENET de l'ancienne
chaine.
1 6
?IETACT
Impression d'une image sur ACT-2
Ce programme contrôle les impressions sur l'imprimante à jet d'encre, qui
n'est pas accessible par un autre moyen.
L'attention des utilisateurs potentiels est attirée sur le fait que cette
imprimante est un matériel délicat , qui ne doit pas fonctionner sans surveil-
lance de l'opérateur.
Le programme gère lui même un protocole Xon-Xoff de manière à optimiser les
transferts sur la ligne. Malgrè cela l'imprimante marquera un temps d'arrêt
entre chaque ligne si le facteur d'agrandissement est 1.
Pour s'exécuter ce programme nécessitera :
- Le nom du fichier contenant la table de couleur
- le nom du fichier image
- le numéro de la première ligne à imprimer
- le numéro de la dernière ligne à imprimer
- la taille d'une ligne
- le facteur d'agrandissement
La table de couleur est un fichier séquentiel modifiable sous éditeur.
Chaque ligne contient trois nombres ;
les deux premiers désigent un inter-
valle de valeur dans le fichier image, et le dernier le numéro de la couleur
ACT qui lui correspond.
Après que ces informations ont été saisies la question "ACT positionnée ?"
apparaitra à l'écran. Si l'imprimante a été réinitialisée il faudra attendre
la fin de l'impression de la mire , et si celle-ci a une couleur satisfaisante
( noir soutenu
) autoriser le programme à continuer, L'encre séchant très
vite réinitialiser l‘imprimante avant chaque impression est une bonne pratique.
L'impression terminée il sera possible de visualiser la mire en
le gra-
dient en comptes numériques ou en tempsrature,
la formule de conversion préci-
tée est alors utilisée. Enfin la légende saisie par l'op&ateur en clavier
est imprimée au bas de l'image.
1 7
PROGRAMME FILTRE
Ce programme permet de lisser l’information contenue dans une image, à n’im-
porte quelle étape du traitement (image Météosat brute ou image de synthèse
finale to Météosat et to bateaux). La particularité de ce programme réside
dans la possibilité de régler automatiquement le degre de lissage en fonction
de la valeur du gradient local de l’image. Cela permet, dans le cas d’une ima-
ge Météosat par exemple, de préserver les fronts thermiques importants ou les
structures thermiques différenciéessuréchelle de l’ordre de quelques dizaines
de km.
Tous les types de filtrage sont possibles jusqu’à une matrice 13 x 13, avec au
maximum 3 dimensions différentes de filtrage en fonction de valeurs seuils du
gradient maximum (valeurs choisies au préalable).
2 types de filtrage sont préprogrammés : médian ( les coefficients de la matri-
ce sont tous égaux à 1) et lissage (décroissance arithmétique des coefficients
vers les bords de la matrice).
Pour les autres types de filtrage, les coefficients sont rentrés à la main,
ligne par ligne.
Un ajustement de la valeur calculée en chaque point est possible.
Cet ajustement sert par exemple à diminuer les valeurs de l’image d’un demi
compte numérique lors de l’isocontourage de l’image pour la correspondance
exacte plage de t” Météosat isotherme tracé par isocontour.
1 8
LISTA0
Extraction et redressement d’une image METEOSAT
Les opérations d’extraction et de redressement seront réalisées par cette com-
mande. Toutes les images manipulées par la chaine seront donc redressées et
il n.‘y aura pas de nécessité à conserver les images brutes.
Le format d’entrée supportée est celui des données listao, c’est à dire d’une
image brute 2048 x 2048 codée au fixe bloqué à raison d’une ligne par bloc ;
cette image est légérement plus petite que l’image initiale. Du logiciel pour-
ra aisément être modifié pour supporter d’autre format de diffusion METEOSAT.
Il est possible de traiter les bandes
contenant plusieurs images.
Après avoir fourni le numéro de fichier bande contenant: l’image (les fichiers
sont ceux d’une bande non labellée, il faudra donc cons$dérer comme fichier
les labels s’ils figurent sur la bande), l’utilisateur aura à fournir les coor-
dontiées de sa zone, limités Nord et Sud, Est et Ouest. Il est impératif que
1 ‘image redressée ait autant de lignes que de colonnes, c’est à dire que Lat-
Nord - Lat. Sud = Lon Est - Lon. Ouest. Par convention les latitudes Sud se-
ront camp tées comme nagatives,
ainsi que les longitudes Ouest, les latitudes
Nord et Longitudes Est étant positives. Bien sur les coordonnées de l’image
devront être notées précisément-puisque presque tous les programmes de la chai-
ne vont les requérir, que ce sont pour les traitements d’images ou de champs.
Après qu’on lui ait indiqué le nom du fichier image et la longueur de ligne de
ce fichier les calc.uls d’extraction et de redressement vont commencer. Cette
opération de redressement est lourde,
> .
taut en memorre, par l’occupation de
tout l’espace disponible sur le MINIG, qu’en temps de calcul. Il sera propor-
tionnel au carré de la longueur de ligne, qui rappellons le, est un multiple
de 256. Le redressement d’une image 5 12 x 5 12 demandera 4 minutes sur le MINI6
143. Dans la mesure où l’image brute est déjà naviguée par le centre de Darms-
tad le redressement se fera toujours à partir d’une même grille pour une zone
donnée et les calnuls consisteront
principalement à des interpolations li-
néaires point par point.
Ce programme remplace les anciennes procédures MTDK, BORNES et REDRES.
1 9
2 0
MASQUE
Incrustation d'un masque sur une image :
A travers cette commande il est possible d'incruster un masque sur une image.
Il sera ainsi possible de faire figurer un trait de cote sur une image brute
ou sur une image produite à partir d'un champ. Le masque sera une image de mê-
me taille que l'image à masquer. La zone à masquer sera l'ensemble des points
de valeurs non nulle dans le masque,
ils seront remplacés par une valeur cons-
tante dans l'image à masquer. Il faudra utiliser avec précaution cette comman-
de lors du traitement d'images sur Pericolor.
En effet les fonctions incorpo-
rées ignorent le masque,des effets indésirables peuvent se produire en bord de
zone masquée.
L’imprimante générant des sauts de lignes intempestifs entre images, il sera
utile de les corriger manuellement afin de conserver une mise en page correc-
te.
Ce programme se substitue à l’ancienne procédure DKACT, avec
iaquelle elle
présente une compatibilite ascendante.
2 2
PROGRAMME METBAT
XETE;AT est un programme de combinaison d'images de t" de surface de la mer.
Il utilise, d'une part, une information purement satellitaire représentée par
l'image METEOSAT établie par synthèse hebdomadaire, redressée et masquée, et
d'autre part une image de températures mesurées par les navires marchands, sur
la même période.
Cette dernière image provient du champ de température calculé par le program-
me d'analyse objective CHAMP à partir d'un fichier climatique Reynolds et des
données bateaux brutes. Le champ résultant est ensuite transformé en fichier
image par interpolation (programme BATIMA)
Le programme METBAT consiste à synthétiser ces 2 types d'information en corri-
geant la mesure de METEOSAT par les données bateaux dans les zones où les phé-
nomènes d'absorption et de diffusion atmosphériques ont introduit un biais
dans la mesure radiométrique.
L'image METEOSAT est issue d'images instantanées
toutes calibrées en tempéra-
ture à partir de données recueillies au moment de l'acquisition.
Cependant, des imprécisions de calibration subsistent et il s'avère nécessaire
de procéder préalablement à un ajustement global des comptes numériques de
l'image METEOSAT. Ce traitement peut s'effectuer simplement sur PBRICOLOR.
Il est nécessaire pour cela de délimiter dans la zone d"étude METEOSAT la plus
grande sous-zone présentant les caractéristiques suivantes :
1) faible absorption atmosphérique caractérisée par la présence sur l'image
de structures marines reconnaissables
2) absence de gradient d'absorption atmosphérique visible
Ces deux points nécessitent une connaissance approximative préalable du milieu.
3) Une grande uniformité thermique
On calcule ensuite sur cette zone l'histogramme des valeurs METEOSAT dont on
retient le mode. Il reste à effectuer la même opération sur la même sous-zone
23
dans l’image des données bateaux brutes et de calculer la différence entre les
deux modes, qui donnera l’ajustement de température à appliquer à l’image
METEOSAT.
Sur des images ne présentent pas de gradient important d’absorption atmosphé-
riqu.e, le traitement doit s’arrêter à ce stade, l’information contenue par
les données bateaux ne pouvant améliorer par ailleurs celle de METEOSAT, beau-
coup plus fine dans le temps et l’espace.
Dans le cas général, le traitement se poursuit en combinant directement l’ima-
ge YETEOSAT (redressée d’une part, redressée et moyennée d’autre part) et l”i-
mage bateaux issue de 1 ‘analyse objective. La dernière étape préparatoire con-
siste en le calcul intermédiaire d’une image MBTEOSAT moyennée su’r une maille
en latitud’e longitude, puis interpolée pour recréer une image.
Le programme METBAT calcule tout d’abord en chaque point de l’image la diffé-
rence de température (At) entre image Météosat moyennée et image bateau.
Cette différence est proportionnelle à l’absorption atmosphérique. On distin-
guera 3 cas suivants sa valeur :
1) Lrt ( tl (par ex 1”) : la valeur de la température YETEOSAT au point consi-
dér5 est supérieure à la température bateaux ou à peine inférieure.
Notons ici que dans tous les cas un phénomène d’absorption atmosphérique (lié
à la présence de vapeur d’eau, aérosols ou de nuages) se traduit par une dimi-
nution de la température radiométrique.
Si celle-ci est donc supérieure à une température bateau, elle est donc consi-
dérée comme bonne. Dans ce cas, on ne modifie pas la valeur de 1 ‘image METEO-
SAT.
2) t'l (A t < t3 (ex 4”)
On ajoute la valeur de METEOSAT en ajoutant bt en entier, ce qui revient à a-
juster la valeur du point considéré à la température bateaux, mais 6.1 conser-
vant localement les gradients de température présents sur l’image satellite.
2 4
314 t > t3
La température METEOSAT est trop éloignée de la temprérature bateaux en rai-
son d'une forte absorption atmosphérique, et les gradients mesurés ne corres-
pondent plus à des structures marines.
On remplace alors intégralement la tem-
pérature METEOSAT par la température de l'image bateau.
Dialogue de METBAT :
2 5
METPCL
Affichage d'une image sur le Péricolor 1000 :
Cette commande permet l'extraction d'une image 256 x 256 et son transfert
dans la mémoire image du Péricolor.
L'utilisateur doit fournir le nom du fichier image, les coordonnées du point
supérieur gauche de l'image extraite, le facteur d'extraction et enfin la tail-
le de ligne. Le programme lira l'ensemble de l'image avant de l'expédier vers
le Péricolor.
Afin de rendre ce programme indépendant des évolutions du système d'exploita-
tion il ne fait pas appel au driver GPI mais exécute lui même les instructions
1). Lors de l'installation il faut donc s'assurer que cette opération est au-
torisée sur le système courant (et éventuellement modifier le CLY-USER).
Ce programme remplace la procédure DRPCL.
2 6
MOYMET
Création d'une image moyennée à partir d'une image METEOSAT :
A travers cette commande il est possible de créer une image moyennée, qui se-
ra utilisée en entrée de champs. Ce programme peut également être utilisée com-
me un lissage d'une image. La dégradation de l'information sera plus importan-
te que par un filtrage, mais le temps de calcul sera considérablement plus
court.
Ce programme MOYMBT fonctionne en deux étapes. Dans un premier temps la moyen-
ne des valeurs de l'image est calculée sur chaque maille d'une grille réguliè-
re. Bien sur les valeurs correspondant au masque ne seront pas prises en comp-
te. Cette opération effectuée une image interpolée est créé avec un algori-
thme similaire à celui de BATIMA.
En entrée MOYMET nécessite le nom du fichier initial et celui du fichier moyen-
né , la taille de ligne, le nombre de maille d'une ligne de la,:grille et la
valeur du masque. Les points masqués n'interviendront pas dans le calcul des
moyennes et seront reportés dans le fichier moyenne.
JL BERGES
J,
CITEAU
M E T E O S A T
H,
DEMARCQ
A R C H I V E
CENTRE DE RECHERCHES OCÉANOGRAPHIQUES DE DAKAR - TIAROYE
No154
+ I N S T I T U T S É N É G A L A I S D E R E C H E R C H E S A G R I C O L E S *
J A N V I E R 1 9 8 7
CHAINE DE TRAITEMENT INFRA ROUGE
METEOSAT
J . C . B E R G E S , J . CITEAU e t H. D E M A R C Q
JANVIER 1987
La chaine de programme de traitement METEOSAT
a été mise au point au centre
de recherche océanographique de Dakar-Thiaroye (CRODT), Elle a pour objectif
l'évaluation des températures de mer en combinant les données du canal IR ME-
TEOSAT avec des mesures provenant de navires et les champs climatiques de
référence. Certains des programmes constituant la chaine sont plus généraux
et pourront être utiles: à d'autres objectifs,
L'ensemble de ces logiciels a été mis au point sur un MINI 6 143 utilisant
comme périphériques spécialisés un système de traitement d'image PlOOO et une
imprimante à jet d'encre ACT-2. Ces programmes ayant été développés en FOR-
TRAN et un assembleur, leur portabilité sur d'autresconfigurations peut pré-
senter quelques difficultés. Cependant,
les routines assembleur ne réalisant
que des fonctions élémentaires, leur traduction dans l'assembleur d'une autre
machine ou, si @es caractéristiques le permettent, en langage évolué, devrait
être assez rapide.
Le présent document est la notice d'utilisation de cette chaine. Elle se compo-
se de deux parties. La première est une présentation générale des programmes
a~ de leur implémentation, qui comprend les interfaces de progrwrlqtionnéces-
saire au programmeur désireux d'implanter de nouvelles fonctions, La deuxième
partie est une description des commandes classées par ordre alphabétique.
Les programmes constituent cette chaine ont été développé par les auteurs de
cette note(l). Ils constituent une nouvelle version de la chaine de traitement
développés par E. Geffroy. Les structures internes ont été profondément modi-
fiées et cette documentation se substitue à toutes celles sur la version an-
térieure.
PRESENTATION GENERALE
Pour réaliser une synthèse il faudra tout d'abord extraire les informations
en fonction de la date et de la zone géographique.
(1) A l'exception de la commande CHAMP d'analyse objective qui s'appuie sur
un programme fourni par M. Cadet (LMD).
2
La commande LISTA0 extrait l'image et transforme la projection du satellite
en une projection géographique.
Cette opération de redressement permettrait
également de combiner différentes sources d'informations satellitaires.
Le programme FENETR compose un champ climatique en fonction de la zone et du
mois de référence (les variations interannuelles pourront parfois amener l'es-
sai de plusieurs différents mois)
LANB4T extrait les données bateaux le logiciel fournit deux programmes de syn-
thèse.
CHAYP qui combine données bateaux et champs climatique en éliminant les don-
nées jugées aberrantes et
en complétant les zones sans données de terrain
par les valeurs du champ. La qualité très hétérogènes des données bateaux et
leur mauvaise répartition spatiale rendent indispensable cette synthèse.
La combinaison entre le champ produit par l'analyse objective et l'image ME-
TESOAT peut être réalisée par la commande METBAT , Elle demande en entrée
une image provenant d‘un champ climatique actualisé, une image METEOSAT et une
image METEOSAT moyennée. Suivant la valeur de l'écart entre image moyennée et
le champ diverses corrections seront apportées â l'image brute,
Il serait également possible de réaliser cette synthèse en extragant un champ
â partir de l'image brute et en le mixant avec un champ
Reynolds actualisé
par des données bateaux , puis de créer une image â partir du champ de synthè-
se. Cette inage aura bien sur une résolution spatiale dégradée par rapport â
l'image initiale.
La chaine contient également une série de programmes destinés à réaliser des
transformations intermédiaires, filtrage, conversions champ image, ajout d’un
masque, création d'une image moyennée.
Les images peuvent également être manipulées par les fonctions Péricolor, il
est ainsi possible d'utiliser les filtres de cette station graphique ou de réa-
liser des calculs point à point sur l'image. Pour ce faire l'utilisateur dis-
pose des commandes METPCL, et STOC de transfert entre fichiers images et Péri-
color, bien sur la taille des images ainsi traitées sera de 256 x 256,
3
Ce logiciel de traitement METEOSAT a une architecture ouverte et il est aisé
d’implanter de nouvelles fonctions pour modifier les procédures de traitement.
Par ailleurs son organisation en une série de commandes permet une interven-
tion de l’opérateur à tous les niveaux de la chaine. En effet, ce type de syn-
thèse ne saurait pas être réalisé de manière entièrement automatique et deman-
de un contrôle de l’utilisateur sur toutes les étapes intermédiaires du trai-
tement
Organisation de fichiers :
Ce logiciel est composé de commandes dont l’enchainement est sous le contrôle
de l’utilisateur.
Tous les programmes se trouvent sous ‘;SYSLIBl, et peuvent
donc être exécutés en indiquant seulement leur nom à l’interpréteur de comman-
de, quel que soit le répertoire courant. Les champs climatiques Reynolds sont
sous le répertoire AMETISO>REYNOLDS,
le programme FENETR complétera le nom
du mois fourni par l’utilisateur afin d’accéder au fichier.
Celui-ci
n’aura donc qu’à gérer ses propres fichiers sans avoir à se soucier
de la localisation des commandes et fichiers de base.
Bien qu’une totale liberté soit laissée à l’utilisateur pour nommer et locali-
ser ses fichiers, il convient de respecter certaines règles de dénomination.
Pour chaque application un répertoire spécifique sera créé et tous les fichiers
relatifs <2 cette application se trouveront sous ce répertoire,
Les noms des fichiers seront composés de la manière suivante :
Zone Date ou Identification d’orbite . Identification interne
La zone sera un identificatéur de trois caractéres. Les utilisateurs sont vi-
vement incités à consulter et mettre à jour le fichier hMETISO)ZONE, qui con-
tient les correspondances entre mnémoniques
et zones géographiques e
Ce fichier ne servant qu’à l’information,est en format libre.
Dans le cas des synthèses LISTAO l’identification l’orbite sera la date four-
nie par Lannion. Pour les fichiers NOAA ce sera le numéro d’orbite.
4
Bande LISTAO
Fichiers climatiques
Bande LISTA0
données satellitaires
données bateaux
.
/ FENETR /
-T
Image METEOSAT
Champ Reynolds
Fichier bateaux
redressée
,S!iLOC 7
-T--
--r-
Image METEOSAT
Champ de synthèse
Image
redressée masquée
Reynolds-donnees bateaux
données bateaux
/BATIMA/
/.*/
i
t
Image Reynolds
Visualisation
don*nées bateaux
sur P 1000
*
/METAT /
- - Y -
Imagé de synthèse
METEOSAT bateaux
-L
/FILTRE /
1
Image de synthèse
VisUalisation
Impression
sur P 1000
sur ACT2
Exemple d'enchainement des programmes de traitement.
5
L’identification interne permet de distinguer entre les différents fichiers
produits par la chaine de traitement. Nous suggérons les conventions suivantes
IM
image redressé produit par LISTA0
RM
image redressé masqué
M O
image météosat moyennée
LO
image des données bateaux
RE
Champ Reynolds extrait par FENETR
RB
!-!,-...!y Reynolds actualisé par les données bateau
IB
Image Reynolds bateau
SY
Image de synthèse
Type de fichiers :
Le logiciel utilise principalement deux types de fichiers : champ et image. La
connaissance de leur structure est indispensable un programmeur désireux d’im-
plementer de nouvelles fonctions dans la chaine de traitement.
Ces deux types de fichiers correspondent à deux objets différents. Les fichiers
image sont immédiatement accessibles par les programmes de visualisation. Les
données satellitaires brutes seront stockées dans un fichier image, ainsi que
les extrapolations en continu de champs et tous les produits résultants de
leur combinaison. Tout ce qui a statut de champ , c”est à dire de mesure sur
une grille beaucoup plus grossière que la résolution du satellite sera stocké
dans un fichier champ. Il va de soi que la taille d’un fichier champ sera
beaucoup plus petite que celle d’un fichier image, Aussi pour limiter l’es-
nace disque des fichiers image ainsi que pour accélerer les entrées sortie des
méthodes d’accès spécifiques ont été développées. Leurs descriptions se trou-
ve dans le paragraphe “structure des fichiers images”. ‘Les valeurs sont codées
en risel dans les fichiers champs de manière à éviter au programmeur la gestion
des dépassements. Par contre un codage s’impose pour les fichiers images. Pour
les données infra rouge METEOSAT la formule de transformation est :
T = Ii7 - CN/2
Où T est la température en C et CN son codage sur 8 bits. On voit que les fi-
rhiers ima.<ge gardent une précision de l’ordre du demi degré. Pour maintenir
l’homogénéité de la chaine de traitement il est essentiel que tous les fichiers
image soient codés de la même manière.
6
L'ensemble d'un fichier champ sera lu en une seule opération d'entrée sortie.
Les fichiers images seront traités ligne par ligne.
Cette limitation est impérative sur un calculateur 16 bits comme le MINIG. On
pourrait penser que l'utilisation d'une machine à mémoire paginée permet de
s'affranchir de cette limitation et autorise un traitement identique pour fi-
chiers champs et image. Il faut toutefois prendre garde aux dégradations de
performances liées au défaut de pages intempestifs et de garder sous contrôle
du programme les échanges disques mémoire des fichiers image.
--
FICHIER CHAMP
FICHIER IMAGE
---.-
-
- -
Volume d'information
Faible
important
Représentattion des valeurs
réel
codé sur 8 bits
Visualisation surpI ou ACT2
impossible
possible
Traitement
global
ligne par ligne
Interface de programmation
standart
non standart
Taille maximum
100 x 100
4096 x 4096
-
-
-
-
Comparaison
Image - Champ
Structure des fichiers champs :
Les fichiers champs seront des fichiers séquentiels GCOS, L'information y sera
stockée en binaire. A travers un programme FORTRAN, l'accès se fera par un
seul ordre d'entrée sortie sans format,
un fichier champ ne contiendra donc
qu‘un enregistrement. Lors de cette instruction de lecture (ou d'écriture) le
programmeur aura soin de faire varier plus rapidement le premier indice. Ainsi
avec un champ de dimension 37 cette instruction sera :
READ (UNIT = M) (T (I,J), 1 = 1,371; J = 1,37)
ou - M est le lfnassocié à ce fichier par une instruction OPEN ou une commande
GET
- T est le tableau réel contenant de champs
Ce mode de stockage impose que l'ensemble du champ réside en mémoire centrale
dans un tableau FORTRAN.
7
Structure des fichiers images :
Les fichiers images ont une structure qui leur est propre et ne peuvent pas 6tre
interfa.cés avec le ‘“data management ” de GCOS . Afin de réduire au maximum 1 ‘en-
combrement les données sont stockées en compactè sur 8 bits, dans un format pro-
che du fixe bloqué IBM. Bien que lors d?une commande LS ces fichiers apparaissent
comme séquentiel, il ne s’agit que d’une option par defaut de GCOS et ils ne
pourront jamais être traités comme tels :
Quoique les fichiers image aient leur organisation interne propre, ils peuvent
être traité par le “file management”.
Les commandes de manipulation de fichier
(copie, création, destruction),
sont donc utilisables,
Il convient toutefois d’utiliser l’option CI lorsqu’ elle est présente.
Les commandes vont alors travailler secteur par secteur sans analyser la struc-
ture interne.
Afin de préserver l’espace disque aucune commande de la chaine mTEOSAT ne fait
de création implicite.
L’utilisateur aura donc lac.charge de créer préalablement
tous les fichiers image nécessaire. En tenant compte du fait que la plupart des
programmes de la chaine supposent un nombre n égal de lignes et de colonnes, la
commande GCOS correspondante est :
CR nom fichier
Il doit être souligné que la longueur de ligne, n, doit obligatoirement être un
multiple de 256, ce qui correspond à la taille d’un secteur eur disque. Dans la
pratique ceci sera rarement une limitation puisque les appareils de visualisation
(PlOOO et ACT?)necessitent aussi des lignes de cette dimension.
Interface de programmation
Les fichiers images peuvent être manipulés en FORTRAN à partir de quatre sous
programmes e Ces sous programmes se trouvent sous>ZFlRT, aucune modification
n’est à apporter aux précédures habituelles d’édition de lien.
a) Ouverture d’un fichier et assignation d’un numéro logique
CALL BIOP (file, lfn >
où : -file est une chaine de caractère contenant le nom du fichier image.
8
- ifn est une variable entière , qui en retour du sous programme contiendra le
numéro logique assigné à ce fichier. Il convient de remarquer que cette assigna-
tion étant réalisé par BIOP, il ne faut en aucun cas coder une constante entière
dans les arguments d’appel.
Cette fonction doit être appelée avant tout accès au fichier. Une bonne pratique
de programmation est de regrouper tous les appels à BIOP en début de programme,
afin d’être en mesure de tester l’existence des fichiers ( le lfn est négatif si
l’accès est impossible).
b) Lecture et décompactage d’un enregistrement.
CALL BIRE ( lfn, t ,lng,enr)
où : - lfn est une variable entière contenant le numéro logique précédemment cal-
culé par BIOP (ce sous programme ne peut donc s ‘exécuter qu’après BIOP) .
- t. est un tableau, obligatoirement défini en INTEGER x 2, qui contiendra en
retour la ligne lue et décompactée. Puisque les valeurs sont codées en 8 bits dans
le fichier, les valeurs en retour seront comprises entre 0 et 255. Il faudra s’as-
surer que la taille du tableau est compatible avec la long,ueur de ligne.
-1nP; est une variable ou constante entière , qui indique à BIRE la taille de l’en-
registrement à lire. Cette taille, multiple de 256, indique le nombre de valeurs
8 bits à lire et à décompacter sur 16 bits. Les comptes numériques pourront ain-
si être facilement manipulés par les fonctions arithmétiques du FORTRAN.
- enr est une variable ou constante entière contenant le numéro d’enregistrement
Cette numérotation commence à 1. De même que lng ce paramètre doit être spéci-
f IG par le programme avant l’appel à BIRE.
c) Ecriture et compactage d’un enregistrement
CALL BIWR (lFn, t, lng, enr)
où : -1fn est une variable entière contenant le numéro logique attribué par BIOP
- t est un tableau IVTEGER* 2 contenant les valeurs à écrire. Comme BIWR réalise
un campactage sur 8 bits, les éléments du tableau devront vari.er entre 0 et 255
(attention aux valeurs négatives). La dimension de ce tableau doit être SU~&
rieure ou égale à lng
9
- lng est une variable ou constante entière indiquant la taille de l’enregistre-
ment
- enr est le numéro de l’enregistrement à écrire. Le programmeur devra tester
cette valeur avant l’appel à BIWR. En effet une valeur négative ou trop grande
aménera le système d’exploitation à entrer dans un mode ininterruptible où il
pourra éventuellement affecter au fichier tous les secteurs disponibles sur le
disque.
d) Fermeture d’un fichier
CALL BIC0 ( lfn )
où : - j.fn est la variable entière contenant le
Ce sous programme libère le fichier et fait disparaitre les structures d’accès.
Cas particulier des fichiers NOAA
Les capteurs AVHRR numérisent sur 10 bits. Un compactage sur 8 bits pourrait donc
dégrader l’information. Aussi existe-t-il des sous programmes analogues aux précé-
dents (.DIOP, DIRE, DIWR, DICO), mais qui ne réalisent ni compactage ni décompac-
tage.
1 0
LONGITIJDE id
5YNTHESE DU 11 AU 20 JUILLET 1986
'
: : : ; ,
:,
_', .~ . . ,, .',T s,-‘.ï..
i
11
LISTE ALPHABETIQUE DES COMMANDES COMPOSANT LA CHAINE
COMMANDE
SOURCE
BATIMA
hMETISO)SOURCES >REYNOLDS
BATLOC
fiMETISO>SOLJRCES >REYNOLDS
.
CHAMP
"METISO)SOURCES) REYNOLDS
.
FENETR
"METISO)SOURCES ?REYNOLDS
FILTRE
*METISO)SOURCES >IMAGE
.
UNBAT
LISTA0
AMETISO>SOLJRCES )LISTA0
.
W3QL!
"METIS0 )SOURCES) IMAGE
METACT
"METISO)SOURCES )METACT
METBAT
/'METISO) SOURCES) 13:4GK
METPCL
"METISO>SOLJRCES >METPCL
MOYMET
A METISO>SOURCES >IMAGE
1 2
BATIFA
Création d'une image à partir d'un champs :
Ce programme constitue un fichier image à partir d'un fichier champ. Cette
opération s'effectuera par interpolation linéaire. Fichier image et fichier
champ correspondent à des structures carrées.
L'utilisateur devra fournir :
- le nom du fichier champ
- la taille d'une ligne du fichier champ
- le nom du fichier image
- la taille d'une ligne du fichier image
Les calculs peuvent devenir assez long en exécution lorsque la taille du fi-
chier image s'accroit. Aussi on utilisera en général des lignes de 256 va-
leurs.
Ce programme remplace le programme de même nom de la précédente chaine. Accep-
tant la même structure de donnée en entrée il pourrait ê.tre utilisé avec un
champ servain.
1 3
BATLOC
Incrustation des données bateaux dans une image.
Afin de comprendre les produits de l’analyse objective il peut être intéres-
sant de visualiser les données. Le programme BATLOC incruste ces données dans
une image, qui sera en général un masque tracant la cote. Outre l’intérêt pro-
pre de cette image, la commande BATLOC est une étape intermédiaire pour envo-
yer les données bateaux vers le Péricolor, afin de les traiter par ses fonc-
tions propres.
Contrairement aux autres commandes de cette chaine, BATLOC ne traite que des
images 256 x 256.
Le fichier masque initial n’est pas altéré par ce programme.
14
CHAMP
Synthèse de données bateaux et d’un champ climatique :
Ce programme réalise la synthèse entre données bateaux et champs climatique.
Ce programme fonctionne en quatre itérations.
A chaque étape il calcule une somme des écarts pondérée entre champs et don-
nées bateaux pour tous les points de la grille, Cette somme pondgrée est cal-
culée dans un cercle autour du noeud après avoir éliminee les données trop
éloignées du champ. Ensuite les noeuds de grille sont corrigés par cet écart.
Rayon en cercle et seuil d’élimination sont choisi par l’utilisateur. En géné-
ral il cnnvient de faire décroitre ces valeurs entre deu.x itérations successi-
ves (rayon d’influente de plus en plus petit et critère d’élimi.nation de plus
en plus sévère).
Pour utiliser ce programme il faudra d’abord indiquer les limites géographi-
ques, puis les noms des fichiers champs initial, bateaux et champs résultant.
Enfin les deux séries de quatre seuils seront fournies.
Les définitions de zone se font de la même manière pour tous les programmes de
l a chaine.
1 5
FENETR
Extraction d‘un champ climatique :
La commande FENETR permet d'extraire une grille en température à partir des
champs Reynolds. Cette grille sera calculée pour une aire carrée en coordon-
nées géographique avec un pas constant en latitude et en longitude. En entrée
il va utiliser un des douze champs climatiques stockes sous le répertoire,
METIS0 -REYNOLDS. Il va produire un fichier champs en extragant la zone choi-
siêet en interpolant si le pas est inférieur à celui défini dans le champ ini-
tial (1').
L'utilisateur devra indiquer les limites de sa zone latitudes Nord et Sud, lon-
gitude Est et Ouest, puis le pas de sa grille.
Le programme vérifie que ses limites sont cohérentes et que le pas n'impose
pas l'emploi d'une
matrice de grille de dimension supérieure à 100 x 100. Le
champs climatique initial sera ensuite désigné par le nom du mois correspon-
dant, enfin le nom du fichier résultant sera donné.
Le volume de données manipulé est assez faible et cette commande doit s'exécu-
ter rapidement. Elle remplace les procédures CHINT et FENET de l'ancienne
chaine.
1 6
?IETACT
Impression d'une image sur ACT-2
Ce programme contrôle les impressions sur l'imprimante à jet d'encre, qui
n'est pas accessible par un autre moyen.
L'attention des utilisateurs potentiels est attirée sur le fait que cette
imprimante est un matériel délicat , qui ne doit pas fonctionner sans surveil-
lance de l'opérateur.
Le programme gère lui même un protocole Xon-Xoff de manière à optimiser les
transferts sur la ligne. Malgrè cela l'imprimante marquera un temps d'arrêt
entre chaque ligne si le facteur d'agrandissement est 1.
Pour s'exécuter ce programme nécessitera :
- Le nom du fichier contenant la table de couleur
- le nom du fichier image
- le numéro de la première ligne à imprimer
- le numéro de la dernière ligne à imprimer
- la taille d'une ligne
- le facteur d'agrandissement
La table de couleur est un fichier séquentiel modifiable sous éditeur.
Chaque ligne contient trois nombres ;
les deux premiers désigent un inter-
valle de valeur dans le fichier image, et le dernier le numéro de la couleur
ACT qui lui correspond.
Après que ces informations ont été saisies la question "ACT positionnée ?"
apparaitra à l'écran. Si l'imprimante a été réinitialisée il faudra attendre
la fin de l'impression de la mire , et si celle-ci a une couleur satisfaisante
( noir soutenu
) autoriser le programme à continuer, L'encre séchant très
vite réinitialiser l‘imprimante avant chaque impression est une bonne pratique.
L'impression terminée il sera possible de visualiser la mire en
le gra-
dient en comptes numériques ou en tempsrature,
la formule de conversion préci-
tée est alors utilisée. Enfin la légende saisie par l'op&ateur en clavier
est imprimée au bas de l'image.
1 7
PROGRAMME FILTRE
Ce programme permet de lisser l’information contenue dans une image, à n’im-
porte quelle étape du traitement (image Météosat brute ou image de synthèse
finale to Météosat et to bateaux). La particularité de ce programme réside
dans la possibilité de régler automatiquement le degre de lissage en fonction
de la valeur du gradient local de l’image. Cela permet, dans le cas d’une ima-
ge Météosat par exemple, de préserver les fronts thermiques importants ou les
structures thermiques différenciéessuréchelle de l’ordre de quelques dizaines
de km.
Tous les types de filtrage sont possibles jusqu’à une matrice 13 x 13, avec au
maximum 3 dimensions différentes de filtrage en fonction de valeurs seuils du
gradient maximum (valeurs choisies au préalable).
2 types de filtrage sont préprogrammés : médian ( les coefficients de la matri-
ce sont tous égaux à 1) et lissage (décroissance arithmétique des coefficients
vers les bords de la matrice).
Pour les autres types de filtrage, les coefficients sont rentrés à la main,
ligne par ligne.
Un ajustement de la valeur calculée en chaque point est possible.
Cet ajustement sert par exemple à diminuer les valeurs de l’image d’un demi
compte numérique lors de l’isocontourage de l’image pour la correspondance
exacte plage de t” Météosat isotherme tracé par isocontour.
1 8
LISTA0
Extraction et redressement d’une image METEOSAT
Les opérations d’extraction et de redressement seront réalisées par cette com-
mande. Toutes les images manipulées par la chaine seront donc redressées et
il n.‘y aura pas de nécessité à conserver les images brutes.
Le format d’entrée supportée est celui des données listao, c’est à dire d’une
image brute 2048 x 2048 codée au fixe bloqué à raison d’une ligne par bloc ;
cette image est légérement plus petite que l’image initiale. Du logiciel pour-
ra aisément être modifié pour supporter d’autre format de diffusion METEOSAT.
Il est possible de traiter les bandes
contenant plusieurs images.
Après avoir fourni le numéro de fichier bande contenant: l’image (les fichiers
sont ceux d’une bande non labellée, il faudra donc cons$dérer comme fichier
les labels s’ils figurent sur la bande), l’utilisateur aura à fournir les coor-
dontiées de sa zone, limités Nord et Sud, Est et Ouest. Il est impératif que
1 ‘image redressée ait autant de lignes que de colonnes, c’est à dire que Lat-
Nord - Lat. Sud = Lon Est - Lon. Ouest. Par convention les latitudes Sud se-
ront camp tées comme nagatives,
ainsi que les longitudes Ouest, les latitudes
Nord et Longitudes Est étant positives. Bien sur les coordonnées de l’image
devront être notées précisément-puisque presque tous les programmes de la chai-
ne vont les requérir, que ce sont pour les traitements d’images ou de champs.
Après qu’on lui ait indiqué le nom du fichier image et la longueur de ligne de
ce fichier les calc.uls d’extraction et de redressement vont commencer. Cette
opération de redressement est lourde,
> .
taut en memorre, par l’occupation de
tout l’espace disponible sur le MINIG, qu’en temps de calcul. Il sera propor-
tionnel au carré de la longueur de ligne, qui rappellons le, est un multiple
de 256. Le redressement d’une image 5 12 x 5 12 demandera 4 minutes sur le MINI6
143. Dans la mesure où l’image brute est déjà naviguée par le centre de Darms-
tad le redressement se fera toujours à partir d’une même grille pour une zone
donnée et les calnuls consisteront
principalement à des interpolations li-
néaires point par point.
Ce programme remplace les anciennes procédures MTDK, BORNES et REDRES.
1 9
2 0
MASQUE
Incrustation d'un masque sur une image :
A travers cette commande il est possible d'incruster un masque sur une image.
Il sera ainsi possible de faire figurer un trait de cote sur une image brute
ou sur une image produite à partir d'un champ. Le masque sera une image de mê-
me taille que l'image à masquer. La zone à masquer sera l'ensemble des points
de valeurs non nulle dans le masque,
ils seront remplacés par une valeur cons-
tante dans l'image à masquer. Il faudra utiliser avec précaution cette comman-
de lors du traitement d'images sur Pericolor.
En effet les fonctions incorpo-
rées ignorent le masque,des effets indésirables peuvent se produire en bord de
zone masquée.
L’imprimante générant des sauts de lignes intempestifs entre images, il sera
utile de les corriger manuellement afin de conserver une mise en page correc-
te.
Ce programme se substitue à l’ancienne procédure DKACT, avec
iaquelle elle
présente une compatibilite ascendante.
2 2
PROGRAMME METBAT
XETE;AT est un programme de combinaison d'images de t" de surface de la mer.
Il utilise, d'une part, une information purement satellitaire représentée par
l'image METEOSAT établie par synthèse hebdomadaire, redressée et masquée, et
d'autre part une image de températures mesurées par les navires marchands, sur
la même période.
Cette dernière image provient du champ de température calculé par le program-
me d'analyse objective CHAMP à partir d'un fichier climatique Reynolds et des
données bateaux brutes. Le champ résultant est ensuite transformé en fichier
image par interpolation (programme BATIMA)
Le programme METBAT consiste à synthétiser ces 2 types d'information en corri-
geant la mesure de METEOSAT par les données bateaux dans les zones où les phé-
nomènes d'absorption et de diffusion atmosphériques ont introduit un biais
dans la mesure radiométrique.
L'image METEOSAT est issue d'images instantanées
toutes calibrées en tempéra-
ture à partir de données recueillies au moment de l'acquisition.
Cependant, des imprécisions de calibration subsistent et il s'avère nécessaire
de procéder préalablement à un ajustement global des comptes numériques de
l'image METEOSAT. Ce traitement peut s'effectuer simplement sur PBRICOLOR.
Il est nécessaire pour cela de délimiter dans la zone d"étude METEOSAT la plus
grande sous-zone présentant les caractéristiques suivantes :
1) faible absorption atmosphérique caractérisée par la présence sur l'image
de structures marines reconnaissables
2) absence de gradient d'absorption atmosphérique visible
Ces deux points nécessitent une connaissance approximative préalable du milieu.
3) Une grande uniformité thermique
On calcule ensuite sur cette zone l'histogramme des valeurs METEOSAT dont on
retient le mode. Il reste à effectuer la même opération sur la même sous-zone
23
dans l’image des données bateaux brutes et de calculer la différence entre les
deux modes, qui donnera l’ajustement de température à appliquer à l’image
METEOSAT.
Sur des images ne présentent pas de gradient important d’absorption atmosphé-
riqu.e, le traitement doit s’arrêter à ce stade, l’information contenue par
les données bateaux ne pouvant améliorer par ailleurs celle de METEOSAT, beau-
coup plus fine dans le temps et l’espace.
Dans le cas général, le traitement se poursuit en combinant directement l’ima-
ge YETEOSAT (redressée d’une part, redressée et moyennée d’autre part) et l”i-
mage bateaux issue de 1 ‘analyse objective. La dernière étape préparatoire con-
siste en le calcul intermédiaire d’une image MBTEOSAT moyennée su’r une maille
en latitud’e longitude, puis interpolée pour recréer une image.
Le programme METBAT calcule tout d’abord en chaque point de l’image la diffé-
rence de température (At) entre image Météosat moyennée et image bateau.
Cette différence est proportionnelle à l’absorption atmosphérique. On distin-
guera 3 cas suivants sa valeur :
1) Lrt ( tl (par ex 1”) : la valeur de la température YETEOSAT au point consi-
dér5 est supérieure à la température bateaux ou à peine inférieure.
Notons ici que dans tous les cas un phénomène d’absorption atmosphérique (lié
à la présence de vapeur d’eau, aérosols ou de nuages) se traduit par une dimi-
nution de la température radiométrique.
Si celle-ci est donc supérieure à une température bateau, elle est donc consi-
dérée comme bonne. Dans ce cas, on ne modifie pas la valeur de 1 ‘image METEO-
SAT.
2) t'l (A t < t3 (ex 4”)
On ajoute la valeur de METEOSAT en ajoutant bt en entier, ce qui revient à a-
juster la valeur du point considéré à la température bateaux, mais 6.1 conser-
vant localement les gradients de température présents sur l’image satellite.
2 4
314 t > t3
La température METEOSAT est trop éloignée de la temprérature bateaux en rai-
son d'une forte absorption atmosphérique, et les gradients mesurés ne corres-
pondent plus à des structures marines.
On remplace alors intégralement la tem-
pérature METEOSAT par la température de l'image bateau.
Dialogue de METBAT :
2 5
METPCL
Affichage d'une image sur le Péricolor 1000 :
Cette commande permet l'extraction d'une image 256 x 256 et son transfert
dans la mémoire image du Péricolor.
L'utilisateur doit fournir le nom du fichier image, les coordonnées du point
supérieur gauche de l'image extraite, le facteur d'extraction et enfin la tail-
le de ligne. Le programme lira l'ensemble de l'image avant de l'expédier vers
le Péricolor.
Afin de rendre ce programme indépendant des évolutions du système d'exploita-
tion il ne fait pas appel au driver GPI mais exécute lui même les instructions
1). Lors de l'installation il faut donc s'assurer que cette opération est au-
torisée sur le système courant (et éventuellement modifier le CLY-USER).
Ce programme remplace la procédure DRPCL.
2 6
MOYMET
Création d'une image moyennée à partir d'une image METEOSAT :
A travers cette commande il est possible de créer une image moyennée, qui se-
ra utilisée en entrée de champs. Ce programme peut également être utilisée com-
me un lissage d'une image. La dégradation de l'information sera plus importan-
te que par un filtrage, mais le temps de calcul sera considérablement plus
court.
Ce programme MOYMBT fonctionne en deux étapes. Dans un premier temps la moyen-
ne des valeurs de l'image est calculée sur chaque maille d'une grille réguliè-
re. Bien sur les valeurs correspondant au masque ne seront pas prises en comp-
te. Cette opération effectuée une image interpolée est créé avec un algori-
thme similaire à celui de BATIMA.
En entrée MOYMET nécessite le nom du fichier initial et celui du fichier moyen-
né , la taille de ligne, le nombre de maille d'une ligne de la,:grille et la
valeur du masque. Les points masqués n'interviendront pas dans le calcul des
moyennes et seront reportés dans le fichier moyenne.