Detekce sněhové pokrývky z webových kamer

Abstract

Práce zkoumá možnosti využití webových kamer jakožto zdroje prostorových dat o výskytu sněhu. Cílem práce je navržení vhodné metody detekce sněhové pokrývky ze snímků webových kamer. Na vzorku snímků 6 webových kamer ČHMÚ je provedena detekce sněhové pokrývky metodami pixelové klasifikace. Je zkoumán vliv velikosti trénovacího souboru na přesnost klasifikace. Celková přesnost dosažená metodou SVM je 97,46 %. Dále je cílem navrhnout systém pro určení podílu sněhem pokrytého území. Vytvořený algoritmus se skládá z několika dílčích kroků: třídění a registrace snímků, detekce sněhu, zavedení souřadnicového systému, výpočtu velikosti zkoumané plochy a podílu sněhem pokrytého území. Navržený model je možné použít pro automatizované zpracování snímků různých webových kamer. Ze získaných denních hodnot podílu sněhem pokrytého území jsou vytvořeny křivky tání sněhové pokrývky. Výsledky jsou validovány pomocí dat vybraných stanic ČHMÚ. Navržený a parametrizovaný model potvrzuje možnost úspěšně využít webové kamery jako doplněk pozemního měření meteorologických stanic a pro validaci produktů dálkového průzkumu Země.

This thesis deals with the possibility of using webcams as a source of spatial data for snow occurrence. The aim of this study is to propose a suitable method of snow cover detection from web camera images. From a sample of 6 webcams of the Czech Hydrometeorological Institute (CHMI) the snow cover is detected by pixel classification methods. The effect of training file size on the accuracy of classification is examined and the overall accuracy achieved by the SVM method was shown to be 97.46%. This study also aims to propose a system for determining the proportion of snow-covered areas. The algorithm consists of several sub-steps: filtering and registration of images, detection of snow, introduction of a coordinate system, calculation of the size of the surveyed area and the proportion of snow-covered area. The designed model can be used for automatic processing of images for various webcams. The melting curves of the snow cover are generated from the obtained daily values of the snow covered area. The results are validated using data from selected CHMI stations. The proposed and parameterized model confirms the possibility of successful use of webcams as a complement to ground measurement of meteorological stations and for the validation of remote sensing products.