Tiedotearkisto: 2004

Konenäkömenetelmiä kehitetään revontulitutkimuksen avuksi

23.9.2004 12:00

Ilmatieteen laitos kehittää uusia konenäkömenetelmiä yhteistyössä Calgaryn yliopiston avaruustutkimusryhmän kanssa. Ilmatieteen laitos ylläpitää tällä hetkellä revontulikameraverkkoa, johon kuuluu viisi digitaalista revontulikameraa: kolme Lapissa, yksi Huippuvuorilla, ja yksi Keski-Suomessa. Kamerat ottavat kuvia revontulista syyskuun lopusta huhtikuun puoliväliin ulottuvalla jaksolla. Ilmatieteen laitoksen ylläpitämä revontulikameraverkko ottaa yhden kuvauskauden aikana miljoonittain kuvia revontulista. Mielenkiintoisten revontulijaksojen erotteluun valtavasta massasta pimeitä ja pilvisiä kuvia käytetään erilaisia automaattisia hahmontunnistukseen perustuvia konenäkömenetelmiä.

Kuva: Jouni Jussila

Calgaryn avaruustutkimusryhmä on mukana NASAn tukemassa THEMIS-hankkeessa rakentamassa kymmeniä kameroita käsittävää verkostoa Kanadaan. Vuonna 2006 käynnistyvä THEMIS tulee keräämään satelliitti- ja maanpintalaitteiden avulla valtavan, erityisesti revontulialimyrskytutkimusta tukevan data-arkiston, jota myös Ilmatieteen laitoksen tutkijat pääsevät käyttämään.

Revontulikuvien lajittelu ei ole konenäkömenetelmillä yksinkertaista, sillä revontulet ovat usein himmeitä ja niillä on harvoin selväpiirteisiä muotoja. Ilmatieteen laitoksen kamerat erottelevat suodinten avulla revontulten punaiset, siniset ja vihertävät sävyt eri kuviin, joissa vaaleat värit vastaavat kirkkaimpia revontulia. Värien erottelu mahdollistaa revontulia aiheuttavien hiukkasten energiajakauman arvioimisen.

- Harmaasävykuvista kokeneenkin tutkijan on kuitenkin toisinaan vaikea erottaa esimerkiksi himmeitä revontulia Kuun valaisemista pilvenreunoista. Konenäkömenetelmien käyttö takaa sen, että laajat aineistot tulevat kauttaaltaan lajiteltua samoilla kriteereillä, ja nämä menetelmät tarjoavat mahdollisuuden käyttää yhtä aikaa useita erilaisia kuva-aineistoja lajittelun tukena, tutkija Kirsti Kauristie Ilmatieteen laitoksesta kertoo.

Konenäkömenetelmiä voidaan käyttää myös erilaisten revontulirakenteiden etsintään. Menetelmä etsii annetusta esimerkkikuvasta sellaisia ominaisuuksia, jotka ovat muutettavissa mitattavaksi suureeksi. Tällaisia suureita ovat esimerkiksi revontulen rakenteen asento, koko ja reunapinnan muoto. Tämän jälkeen menetelmä etsii arkistosta ne kuvat, joiden vastaavat suureet ovat käyttäjän antamissa rajoissa riittävän lähellä annettua esimerkkikuvaa.
Tulevaisuuden haasteena on käyttää tietoa revontulten liikkeistä apuna etsinnässä niin, että yhden kuvan sijasta etsittäisiin peräkkäisten kuvien sarjoja. Ilmatieteen laitoksessa hahmontunnistusta on käytetty revontulikaarten etsintään tilastollisessa tutkimuksessa sekä revontulianimaatioiden automaattiseen tuottamiseen Euroopan avaruusjärjestön tuella tehdyssä Auroras Now! -palvelussa.

Lue lisää
Lisätietoa revontulikameroista
Auroras Now!
University of Calgary

Lisätietoja:

Tutkija Kirsti Kauristie, puh. (09) 1929 4637, etunimi.sukunimi@fmi.fi