Radar geo-warping
রাডার জিও-ওয়ার্পিং হল ভৌগলিক অভিক্ষেপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়ার জন্য ভূ-রেফারেন্সযুক্ত রাডার চিত্র এবং ভিডিও তথ্যের সমন্বয়। এই ইমেজ ওয়ার্পিং একাধিক রাডার উত্স থেকে ভিডিওর সাথে বা স্ক্যান করা মানচিত্র এবং উপগ্রহ চিত্র সহ অন্যান্য ভৌগলিক তথ্যের সাথে একসাথে প্রদর্শন করার সময় কোনও বিধিনিষেধ এড়িয়ে চলে যা একটি নির্দিষ্ট প্রজেকশনে সরবরাহ করা যেতে পারে। এমন অনেক ক্ষেত্র রয়েছে যেখানে জিও ওয়ার্পিংয়ের অনন্য সুবিধা রয়েছেঃ একক রাডার ভিডিও সংকেত বিভিন্ন ভৌগলিক অনুমানের মানচিত্রের সাথে একসাথে প্রদর্শিত হয়। ই. জি। মার্কেটর ইউটিএম স্টেরিওগ্রাফিক একাধিক রাডার ভিডিও সংকেত একযোগে প্রদর্শিত হয়ঃ একটি কম্পিউটারে এটি করার জন্য কম্পিউটিং ক্ষমতা থাকা। সমস্ত রাডার সংকেতের অভিক্ষেপকে মানিয়ে নেওয়া ভৌগোলিকভাবে সঠিক প্রদর্শন এবং সেই ভিডিওগুলির সঠিক সুপারইম্পোজিশনের অনুমতি দেয়। তির্যক পরিসীমা সংশোধনঃ একটি আধুনিক থ্রিডি রাডার ব্যবস্থা একটি লক্ষ্যের উচ্চতা পরিমাপ করতে পারে এবং তাই রাডার ভিডিওকে লক্ষ্যের প্রকৃত সংশোধিত পরিসীমা দ্বারা সংশোধন করা সম্ভব। স্ল্যান্ট রেঞ্জ সংশোধন রাডার টাওয়ারের উচ্চতা যেমন ক্ষতিপূরণ করার অনুমতি দেয়। সামুদ্রিক নজরদারি রাডারের জন্য। ভূমিকা রাডার ভিডিও বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গের প্রতিধ্বনি উপস্থাপন করে যা একটি রাডার সিস্টেম নির্গত করেছে এবং পরে প্রতিফলন হিসাবে গ্রহণ করেছে। এই প্রতিধ্বনিগুলি সাধারণত প্রতিফলন শক্তি চিত্রিত করে একটি রঙ-কোডিং স্কিম সহ একটি কম্পিউটার স্ক্রিনে উপস্থাপিত হয়। এই ধরনের দৃশ্যায়ন প্রক্রিয়ার সময় দুটি সমস্যার সমাধান করতে হয়। প্রথম সমস্যাটি এই সত্য থেকে উদ্ভূত হয় যে সাধারণত রাডার অ্যান্টেনা তার অবস্থানের চারপাশে ঘোরে এবং তার অবস্থান থেকে প্রতিফলন প্রতিধ্বনির দূরত্ব এক দিকে পরিমাপ করে। এর কার্যকর অর্থ হল রাডার ভিডিও তথ্য মেরু স্থানাঙ্কে উপস্থিত রয়েছে। পুরনো ব্যবস্থাগুলিতে মেরু ভিত্তিক ছবি তথাকথিত প্ল্যান পজিশন ইন্ডিকেটরস (পিপিআই)-এ প্রদর্শিত হয়েছে। পি. পি. আই-স্কোপ উপস্থাপনার কেন্দ্রের চারপাশে একটি রেডিয়াল সুইপ পিভোটিং ব্যবহার করে। এর ফলে রাডার রশ্মি দ্বারা আচ্ছাদিত এলাকার একটি মানচিত্রের মতো ছবি তৈরি হয়। একটি দীর্ঘস্থায়ী পর্দা ব্যবহার করা হয় যাতে সুইপ আবার পাস না হওয়া পর্যন্ত প্রদর্শনটি দৃশ্যমান থাকে। সুইপের উৎস থেকে ক্ষেত্রের শীর্ষ পর্যন্ত উল্লম্বভাবে প্রসারিত একটি কাল্পনিক রেখার সাথে সম্পর্কিত লক্ষ্যের কৌণিক অবস্থান দ্বারা লক্ষ্য বহন করা নির্দেশ করা হয়। সুযোগের শীর্ষটি হয় সত্য উত্তর (যখন সূচকটি সত্য ভারবহন মোডে পরিচালিত হয়) বা জাহাজের শিরোনাম (যখন সূচকটি আপেক্ষিক ভারবহন মোডে পরিচালিত হয়)। আধুনিক কম্পিউটার স্ক্রিনে দৃশ্যমানকরণের জন্য মেরু স্থানাঙ্কগুলিকে কার্টেসিয়ান স্থানাঙ্কে রূপান্তরিত করতে হবে। রাডার স্ক্যান রূপান্তর নামক এই প্রক্রিয়াটি পরবর্তী বিভাগে আরও বিস্তারিতভাবে উপস্থাপন করা হয়েছে। সমাধান করার জন্য দ্বিতীয় সমস্যাটি এই সত্য থেকে উদ্ভূত হয় যে একটি রাডার সিস্টেম বাস্তব জগতে স্থাপন করা হয় এবং বাস্তব বিশ্বের প্রতিধ্বনির অবস্থানগুলি পরিমাপ করে। এই প্রতিধ্বনিগুলি বস্তুর অবস্থান, ভেক্টর মানচিত্র এবং উপগ্রহ চিত্রের মতো অন্যান্য বাস্তব বিশ্বের তথ্যের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণভাবে প্রদর্শিত করতে হবে। এই সমস্ত তথ্য বাঁকানো পৃথিবীর পৃষ্ঠকে বোঝায় তবে একটি সমতল কম্পিউটার ডিসপ্লেতে প্রদর্শিত হয়। বাস্তব বিশ্বের পৃথিবীর অবস্থান থেকে পিক্সেল প্রদর্শনের জন্য একটি লিঙ্ক তৈরি করাকে সাধারণত ভৌগোলিক রেফারেন্সিং বা সংক্ষেপে জিও-রেফারেন্সিং বলা হয়। ভূ-রেফারেন্সিং প্রক্রিয়ার একটি অংশ হল 3ডি পৃথিবীর পৃষ্ঠকে 2ডি ডিসপ্লেতে ম্যাপ করা। ভৌগোলিক অভিক্ষেপের এই প্রক্রিয়াটি বিভিন্ন উপায়ে সম্পাদন করা যেতে পারে, তবে বিভিন্ন তথ্য উৎসের নিজস্ব 'প্রাকৃতিক' অভিক্ষেপ রয়েছে। ই. জি। পৃথিবীর পৃষ্ঠের একটি রাডার উৎস থেকে কার্টেসিয়ান রাডার ভিডিও তথ্য একটি তথাকথিত রাডার অভিক্ষেপ দ্বারা ভূ-রেফারেন্স করা হয়। এই রাডার প্রজেকশন ব্যবহার করার সময় কার্টেসিয়ান রাডার ভিডিও পিক্সেলগুলি সরাসরি কম্পিউটার স্ক্রিনে প্রদর্শিত হতে পারে (শুধুমাত্র স্ক্রিনের বর্তমান অবস্থান অনুযায়ী রৈখিকভাবে রূপান্তরিত হয় এবং যেমন। বর্তমান জুম স্তর)। এখন একটি সমস্যা দেখা দেয় যদি উদাহরণস্বরূপ। রাডার ভিডিও তথ্যের সঙ্গে একটি উপগ্রহ মানচিত্রও দেখানো হবে। একটি উপগ্রহ চিত্রের 'প্রাকৃতিক' ভৌগলিক অভিক্ষেপ একটি উপগ্রহ অভিক্ষেপ হবে যা উপগ্রহের কক্ষপথ, অবস্থান এবং আরও পরামিতিগুলির উপর নির্ভর করে। এখন হয় স্যাটেলাইট চিত্রটিকে রাডার প্রজেকশনে পুনরায় উপস্থাপন করতে হবে অথবা রাডার ভিডিওকে স্যাটেলাইট প্রজেকশন ব্যবহার করতে হবে। এই ভৌগলিক পুনঃপ্রক্ষেপণকে ভৌগোলিক ওয়ার্পিং বা জিও ওয়ার্পিংও বলা হয় যেখানে প্রতিটি চিত্র পিক্সেলকে একটি অভিক্ষেপ থেকে অন্যটিতে রূপান্তরিত করতে হয়। এই নিবন্ধটি রিয়েল টাইমে রাডার ভিডিও চিত্রগুলির জিও ওয়ার্পিং আরও বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করে। এটি আরও দেখাবে যে রাডার ভিডিও জিও ওয়ার্পিং সবচেয়ে দক্ষতার সাথে করা হয় যখন এটি রাডার স্ক্যান রূপান্তর প্রক্রিয়ার সাথে সংহত করা হয়। রাডার-স্ক্যান রূপান্তর এই বিভাগটি রাডার-স্ক্যান রূপান্তর (আরএসসি) প্রক্রিয়ার নীতিগুলি বর্ণনা করে। রাডারটি ঘূর্ণায়মান অ্যান্টেনা থেকে সরাসরি মেরু স্থানাঙ্কে (ρ, θ) তার পরিমাপ করা তথ্য সরবরাহ করে। ρ লক্ষ্য/প্রতিধ্বনির দূরত্ব এবং θ মেরু বিশ্বের স্থানাঙ্কে লক্ষ্য কোণকে সংজ্ঞায়িত করে। এই তথ্যগুলি পরিমাপ করা হয়, ডিজিটাইজ করা হয় এবং পোলার কোঅর্ডিনেট পোলার স্টোর বা পোলার পিক্সম্যাপে সংরক্ষণ করা হয়। প্রধান আর. এস. সি কাজ হল এই তথ্যগুলিকে কার্টেসিয়ান (x, y) ডিসপ্লে স্থানাঙ্কে রূপান্তর করা, প্রয়োজনীয় ডিসপ্লে পিক্সেল তৈরি করা। আরএসসি প্রক্রিয়াটি বর্তমান জুম, শিফট এবং ঘূর্ণন সেটিংস দ্বারা প্রভাবিত হয় যা প্রদর্শন ছবিতে 'বিশ্বের' কোন অংশটি দৃশ্যমান হবে তা নির্ধারণ করে। পরে বিস্তারিতভাবে আর. এস. সি প্রক্রিয়াটি বর্তমানে ব্যবহৃত ভৌগলিক অভিক্ষেপকেও বিবেচনায় নেয় যখন রাডার ভিডিও চিত্রগুলি জিও ওয়ার্পড হয়। ওপেনজিএল আরএসসি একটি বিপরীত স্ক্যান রূপান্তর পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয় যা প্রতিটি চিত্র পিক্সেলের জন্য মেরু স্টোরে সবচেয়ে উপযুক্ত রাডার প্রশস্ততা মান গণনা করে। এই পদ্ধতিটি ফরওয়ার্ড স্পোক ফিল অ্যালগরিদম থেকে জানা কোনও নিদর্শন ছাড়াই একটি সর্বোত্তম চিত্র তৈরি করে। রূপান্তর প্রক্রিয়া চলাকালীন মেরু স্টোরে সংলগ্ন পিক্সেলগুলির মধ্যে দ্বি-রৈখিক ফিল্টারিং প্রয়োগ করে ওপেনজিএল আরএসসি অবশেষে প্রতিটি জুম স্তরের জন্য একটি খুব উচ্চ ভিজ্যুয়াল মানের রাডার ডিসপ্লে চিত্র অর্জন করে, যা রাডার প্রতিধ্বনির মসৃণ চিত্র তৈরি করে। রাডার প্রজেকশন এই বিভাগটি দেখায় যে রাডার ভিডিও ডেটা কীভাবে জিও রেফারেন্স করা হয় এবং কম্পিউটার স্ক্রিনে প্রদর্শিত হয়। রাডার সেন্সরটি পৃথিবীর পৃষ্ঠে অবস্থিত, যার উচ্চতা মাটি থেকে ঘন্টা। এটি লক্ষ্যের সরাসরি দূরত্ব পরিমাপ করে (এবং উদাহরণস্বরূপ নয়। লক্ষ্যটি রাডার থেকে কত দূরে থাকে যদি কেউ পৃথিবীর পৃষ্ঠে চলে যায়)। রাডার স্ক্যান কনভার্টার (আরএসসি) দ্বারা বর্তমান ডিসপ্লে জুম স্তরের সাথে সামঞ্জস্য করার পরে এই দূরত্বটি ডিসপ্লে প্লেনে ব্যবহার করা হয়। এখন এটি স্পষ্ট করতে হবে যে রাডার ভিডিও ডেটা কীভাবে জিও রেফারেন্স করা হয়। এর মূল অর্থ হল, আমরা যদি একটি ভৌগলিক বাস্তব বিশ্বের বস্তু প্রদর্শন করতে চাই (যেমন। একটি লাইট হাউস) যা রাডার লক্ষ্য হিসাবে একই বাস্তব বিশ্বের অবস্থানে রয়েছে, এটিও ডিসপ্লে প্লেনে একই অবস্থানে উপস্থিত হবে। রাডার সেন্সর থেকে সংশ্লিষ্ট বাস্তব বিশ্বের বস্তুর দূরত্ব গণনা করে এবং ডিসপ্লে প্লেনে সেই দূরত্বটি ব্যবহার করে এটি উপলব্ধি করা হয়। বাস্তব বিশ্বের বস্তুর অবস্থান সাধারণত ভৌগোলিক স্থানাঙ্কে (পৃথিবীর পৃষ্ঠের উপরে অক্ষাংশ, দ্রাঘিমাংশ এবং উচ্চতা) দেওয়া হয়। অন্য কথায়, ভৌগলিক তথ্য সহ একটি রাডার প্রজেকশন ব্যবহার করা হয় বাস্তব বিশ্বের বস্তুর সাথে একটি রাডার পরিমাপ প্রক্রিয়া অনুকরণ করে এবং ডিসপ্লে প্লেনে ফলাফলের পরিসীমা এবং আজিমুথ ব্যবহার করে। ডানদিকে দ্বিতীয় ছবিটি অক্ষাংশ 50° এবং দ্রাঘিমাংশ 0°-এ অভিক্ষেপ কেন্দ্রের (সিওপি) সাথে একটি উদাহরণ রাডার অভিক্ষেপ দেখায় যা রাডারের অবস্থানও। ড্যাশ করা রেখাগুলি হল পটভূমির মানচিত্রের উপরে সমান-অক্ষাংশ এবং সমান-দ্রাঘিমাংশ রেখা। কঠিন রেখাগুলি রাডার অবস্থানের সাপেক্ষে সমান-পরিসীমা এবং সমান-আজিমুথ দেখায়। এটি রাডার অভিক্ষেপের একটি বৈশিষ্ট্য যে সমান-পরিসরের রেখাগুলি বৃত্তাকার এবং সমান-আজিমুথ রেখাগুলি সরলরেখা। রাডার প্রজেকশন ব্যবহার করার সময় রাডার ভিডিওটি অন্যান্য মানচিত্রের তথ্যের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণভাবে প্রদর্শন করার জন্য এটি প্রয়োজনীয় যেখানে প্রজেকশন কেন্দ্রটি রাডারের অবস্থান হতে হবে। জিও ওয়ার্পিং প্রক্রিয়া এই বিভাগটি রিয়েল টাইমে রাডার ভিডিওতে প্রয়োগ করা হলে প্রকৃত জিও ওয়ার্পিং বা রি-প্রজেকশন প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা করে। ধরে নিন যে আমরা একটি উপগ্রহ চিত্রের উপরে রাডার ভিডিও প্রদর্শন করতে চাই। উদাহরণস্বরূপ আমরা সি. আই. বি অভিক্ষেপ ব্যবহার করি যা সি. আই. বি (নিয়ন্ত্রিত চিত্র ভিত্তি) বিন্যাসে উপগ্রহের তথ্য প্রদর্শন করতে ব্যবহৃত হয়। ফিগার জিও ওয়ার্পিং রাডার থেকে সিআইবি প্রজেকশন রাডার প্রজেকশন ব্যবহার করে 111 কিলোমিটার বা 60 মাইল পরিসীমার জন্য সর্বাধিক পরিসীমা বৃত্তটি দেখায়। এই ধরনের পরিসীমা দীর্ঘ পরিসীমা উপকূলীয় নজরদারি রাডারের জন্য সাধারণ। শেষ বিভাগে যেমন বলা হয়েছে, এটি কম্পিউটার স্ক্রিনেও একটি নিখুঁত বৃত্ত। কঠিন রেখা উপবৃত্তটি সি. আই. বি অভিক্ষেপের জন্য একই পরিসীমা বৃত্ত দেখায়। সাধারণত জিও ওয়ার্পিং ছাড়া ঘটে যাওয়া ত্রুটিগুলি রাডার অবস্থানের কাছাকাছি সবচেয়ে ছোট হয় যদি কমপক্ষে প্রজেকশন সেন্টার (সিওপি) রাডার অবস্থানের সাথে মিলে যায়, যেমনটি আমাদের উদাহরণে উপলব্ধি করা হয়েছে। অন্যথায় ত্রুটির বিতরণ ব্যবহৃত অভিক্ষেপ এবং অভিক্ষেপ পরামিতি উভয়ের উপরই নির্ভর করে। সুতরাং, আমাদের ক্ষেত্রে ত্রুটিগুলি সর্বাধিক রাডার পরিসরের কাছাকাছি সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য। সিআইবি প্রজেকশন ত্রুটি পূর্ব-পশ্চিম দিকে রাডার রেঞ্জের অর্ধেক 2.6 কিলোমিটার এবং 111 কিলোমিটার পূর্ণ রাডার পরিসরে 5.3 কিলোমিটার সংশোধন করা হয়েছে। একটি সাধারণ রেডিয়াল রাডার পরিমাপ রেজোলিউশনের 15 মিটারের তুলনায় 5.3 কিলোমিটারের একটি ত্রুটি বেশ তাৎপর্যপূর্ণ। চিত্র সমন্বয় পুনঃপ্রক্ষেপণ ব্যাখ্যা করে যে কীভাবে রাডার স্থানাঙ্কগুলিকে সি. আই. বি অভিক্ষেপ স্থানাঙ্কের সাথে মেলে রূপান্তরিত করতে হবে। রাডার বিশ্ব স্থানাঙ্ক রাডার সেন্সর দ্বারা পরিমাপ করা তথ্যের কার্টেসিয়ান সংস্করণের সাথে মিলে যায়। একটি বিপরীত রাডার প্রজেকশন ব্যবহার করে এই স্থানাঙ্কগুলি ভৌগলিক স্থানাঙ্কে রূপান্তরিত হয় যা পৃথিবীর পৃষ্ঠে রাডার ডেটা অবস্থানের প্রতিনিধিত্ব করে। এই স্থানাঙ্কগুলি অবশেষে কম্পিউটার স্ক্রিনে প্রদর্শনের জন্য সি. আই. বি (বা অন্য কোনও) প্রজেকশন দ্বারা অভিক্ষিপ্ত হয়। একটি সমস্যা যা উদ্ভূত হয় তা হল সমস্ত পরিমাপ করা রাডার ভিডিও পিক্সেলগুলি জিও ওয়ার্পিং করা বাস্তব সময়ে সম্পাদন করার মতো অনেক বেশি কম্পিউটিং সম্পদ খরচ করে। একটি সম্ভাব্য সমাধান হল পর্দার সমস্ত পয়েন্টের জন্য লুকআপ টেবিল ব্যবহার করা, তবে লুকআপ টেবিলটি উদাহরণস্বরূপ পুনরায় গণনা করা। একটি ডিসপ্লে জুম অপারেশন এখনও রাডার ভিডিও ভিজ্যুয়ালাইজেশনের জন্য একটি লক্ষণীয় বিলম্বের কারণ হয়। ফিগার জিও ওয়ার্পিং গ্রিড সমস্যার সমাধান চিত্রিত করে। বৃত্তাকার রাডার কভারেজ এলাকা একটি বৃত্তাকার গ্রিডে বিভক্ত। গ্রিডের শুধুমাত্র কোণের পয়েন্টগুলি ভূ-বিকৃত যা গণনার সময়কে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। একটি গ্রিড টাইলের মধ্যে স্থানাঙ্কগুলি গ্রিড কর্নার পয়েন্টগুলির একটি ওজনযুক্ত দ্বিমাত্রিক ইন্টারপোলেশন দ্বারা গণনা করা হয়। ভৌগোলিক অনুমানগুলি সাধারণত অ-রৈখিক ফাংশন হওয়ায় এটি রাডার ভিডিও প্রদর্শনের অবস্থানের জন্য একটি নির্দিষ্ট ত্রুটি প্রবর্তন করে। এই ত্রুটিটি রাডার পরিমাপ রেজোলিউশনের যথেষ্ট নিচে রাখলে নিশ্চিত হয় যে এটি রাডার ভিডিও প্রদর্শনের মানের জন্য কোনও সীমাবদ্ধতা নয়। গ্রিড টাইলের আকার একটি রাডার অবস্থান এবং একটি প্রদত্ত অভিক্ষেপের জন্য একবার গণনা করতে হবে। সুতরাং, গ্রিডটি সাধারণত একটি স্থির রাডারের জন্য একবার গণনা করা হয় এবং কেবলমাত্র জাহাজের মতো চলমান রাডারের জন্য প্রায়শই গণনা করা হয়। ওপেনজিএল রাডার-স্ক্যান রূপান্তরকারী উচ্চ কার্যকারিতা এবং চাক্ষুষ গুণমান অর্জনের জন্য গ্রাফিক্স প্রসেসিং ইউনিটে তার স্ক্যান রূপান্তর গণনা করে। উপরে উল্লিখিত দ্বি-রৈখিক স্থানাঙ্ক ইন্টারপোলেশন জিপিইউ-তে নিবেদিত হার্ডওয়্যারে করা হয় এবং তাই স্ক্যান কনভার্টারের জন্য কোনও ওভারহেড হয় না। উদাহরণ এই উদাহরণটি দেখায় যে কীভাবে জিও ওয়ার্পিং ধারাবাহিকভাবে একাধিক রাডার ভিডিও প্রদর্শন করতে সহায়তা করে। এই চিত্রটি জিও ওয়ার্পিং ছাড়াই ডান দিকের চাক্ষুষ প্রভাবগুলি দেখায় যে দুটি রাডার দ্বারা দেখা লক্ষ্যগুলি সঠিকভাবে প্রদর্শিত হতে পারে না এবং লক্ষ্যটি আসলে কোথায় অবস্থিত তা স্পষ্ট নয়। লাল এবং হলুদ লক্ষ্য প্রতিধ্বনিগুলি প্রায় 50 কিলোমিটার দূরে রাডার হিসাবে দেখা যায়। রাডারগুলি একে অপরের থেকে প্রায় 50 কিলোমিটার দূরে অবস্থিত। অর্ধ-স্বচ্ছ গোলাপী রঙটি ট্র্যাকের ইতিহাসকে চিত্রিত করে। এই পরিস্থিতিতে এমনকি একটি রাডার প্রজেকশনও ব্যবহার করা হয় তবে অবশ্যই রাডার প্রজেকশন সেন্টার (সিওপি) শুধুমাত্র একটি রাডারের অবস্থানে থাকতে পারে। রাডার প্রজেকশন থেকে আলাদা একটি প্রজেকশন ব্যবহার করা হলে আরও বড় অসঙ্গতি দেখা দিতে পারে। বাম দিকের ভূ-বিকৃত দৃশ্যটি ধারাবাহিকভাবে প্রদর্শিত রাডারের প্রতিধ্বনি দেখায় যেখানে উভয় রাডারের প্রতিধ্বনি ঠিক আসল লক্ষ্যের অবস্থানে থাকে। রেফারেন্স ইমেজ প্রসেসিং রাডার জিওগ্রাফিক ডেটা এবং তথ্য