使用Photoshop在衛(wèi)星云圖上標記觀測地位置（上）

□ 周團圖

使用Photoshop在衛(wèi)星云圖上標記觀測地位置（上）

□ 周團圖

雖然天文學(xué)主要研究的是大氣層以外的事情，但是地面上的天文觀測時刻受大氣層內(nèi)的氣象活動影響，通過分析衛(wèi)星云圖等氣象資料，我們可以很方便地知道觀測地此時和未來的天氣狀況，從而規(guī)劃好出行和觀測計劃。

中國氣象局中央氣象臺使用定點于東經(jīng)123.5度赤道上空靜止軌道的我國自主研制的第三顆業(yè)務(wù)靜止氣象衛(wèi)星——“風(fēng)云”二號E衛(wèi)星的觀測資料，繪制而成的我國及周邊地區(qū)衛(wèi)星云圖是比較適合天文愛好者使用的氣象資料，中央氣象臺網(wǎng)站提供了水汽、中紅外、紅外色調(diào)增強等數(shù)種紅外云圖及可見光云圖，可以方便地了解我國和周邊地區(qū)的云彩移動趨勢和對流活動強度，以上云圖可以在http://www.nmc.gov.cn/publish/ satellite/fy2.htm 查到。

圖1 中央氣象臺提供的數(shù)種紅外云圖及可見光云圖

圖2 “黑云圖”

然而，這些云圖僅標注經(jīng)緯網(wǎng)和河道線，沒有標注地形和城市位置，這對身居內(nèi)陸地區(qū)的朋友判斷觀測地位置造成了很大困擾。為此，筆者摸索出一個方法，使用圖像處理軟件Photoshop（下簡稱為“PS”）手動建立新的經(jīng)緯線，從而將已知經(jīng)緯度的觀測地標記在云圖地圖上，得到明確位置的地圖。此方法不需要太深的PS基礎(chǔ)，且不用高版本即可進行，筆者用的PS版本僅為7.0呢。不過有一點需要說明，因為整個大氣層呈球狀，云圖經(jīng)投影處理后形成一個平面，本方法是基于平面的云圖進行的操作，標記出來的地點與真實情況肯定會有一些誤差，所幸云圖的分辨率不是很大，經(jīng)筆者測試后，本方法誤差并不大。另外，為了將本方法的原理說清楚，筆者將使用大量基礎(chǔ)操作進行演示，而這些操作其實可以使用比如快捷鍵等其他較為簡便的操作代替，所以還請正在閱讀本文的PS高手不要見怪。

首先，我們需要一張具有經(jīng)緯網(wǎng)的云圖，上述幾種云圖都能滿足要求，但筆者建議使用晚上的可見光云圖進行操作。雖然夜晚沒有陽光照耀，但衛(wèi)星的可見光相機尚在工作，定時向地面發(fā)送一張張全黑的圖像，再經(jīng)地面計算機繪制到地圖上，得到了這張云圖，為避免云對后續(xù)講解造成影響，所以這里使用這張“黑云圖”進行演示。

云圖上沒有將各經(jīng)緯線的度數(shù)標注出來，但我們可以借助島嶼、半島、國境線、河道線等標志與紙質(zhì)地圖對應(yīng)來識別各線的度數(shù)，經(jīng)線從西到東分別是東經(jīng)60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、130°、140°、150°；緯線從南到北分別是北緯10°、20°、30°、40°、50°。

北極尋寶

我們知道，可以用經(jīng)緯度將地面上任何一個地點的位置描述出來，而經(jīng)線是連接地面南北兩極大圓弧的半圓弧、緯線是地球表面某點隨地球自轉(zhuǎn)所形成的軌跡?，F(xiàn)在我們換一個思路：經(jīng)線是從兩極發(fā)出的輻射狀虛擬線條，緯線是從赤道向兩極平移的平行狀虛擬線條，我們就根據(jù)這個道理，在云圖上繪制出原圖沒有的經(jīng)線和緯線，新經(jīng)緯線交點就是需要標記的地點。那么首先來畫出經(jīng)線吧。

第1步：

要畫經(jīng)線，首先要找到極點，此云圖中反映的是北半球景象，所以我們需要找到北極點。根據(jù)原圖上的等距緯線寬度，可以推測出北極點位置大約在圖像的上方大約兩倍圖像高度的位置，原圖是一個邊長640像素的正方形，那么就要進行“圖像→畫布大小”的操作（圖3），將畫布向上延伸出去一倍（即1280像素），得到圖4。

前面已經(jīng)談到經(jīng)線是極點輻射出來的線條，這里就可以使用現(xiàn)成的經(jīng)線，反推出極點的位置，將圖中原先繪制的兩根經(jīng)線向上延長出去，經(jīng)線的交點即北極點。為了盡量減小誤差，應(yīng)選用距離較遠的兩根經(jīng)線，同時為了使得操作更加精細，有時需要用導(dǎo)航器將圖像放大，再進行后續(xù)操作（如圖5）。

圖3

圖4

圖5

第2步：

在工具欄中的“選框工具”圖標上單擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇“單列選框工具”(如圖6)。

圖6

第3步：

在一條經(jīng)線上（如圖7中1的位置）單擊鼠標左鍵，一條與該經(jīng)線交叉的單列選區(qū)出現(xiàn)了。然后單擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇“變換選區(qū)”。

圖7

第4步：

將單列選區(qū)由之前的虛線狀態(tài)變成了實線狀態(tài)（如圖8中1的樣子），然后拖動上下滾動條，找到選區(qū)的中心，即選框中稍微凸出的地方，如果將鼠標靠近中心，鼠標圖形會變成圖中2的樣子。這時單擊左鍵并拖曳，可以將選區(qū)的中心點符號拖出來，這樣選區(qū)就會以該符號當前所在位置作為中心。

圖8

第5步：

如上個步驟所述，將選區(qū)中心點符號拖曳到選區(qū)與該經(jīng)線的交叉處(如圖9)。

圖9

第7步：

現(xiàn)在要將選區(qū)涂上顏色，但這里要說一點題外話，有些云圖可能采用“灰度模式”來表現(xiàn)圖像，所以需要將圖像改為可以添上彩色的模式，筆者習(xí)慣使用RGB顏色。

第6步：

將選區(qū)向該經(jīng)線方向旋轉(zhuǎn)，直到與該經(jīng)線重合，然后按“回車”鍵固定選區(qū)（如圖10），得到選區(qū)與經(jīng)線重合后的樣子（如圖11）。

圖10

圖11

圖12

第8步：

建立一個新的圖層，將選區(qū)在新圖層上進行描邊操作（這里的描邊參數(shù)是1像素、居中），這樣該經(jīng)線向上的延長線就完成了。將圖像另一邊的經(jīng)線也如法炮制，得到向上延長的線條（如圖14）。

圖13

圖14

這樣，就能看到“北極點”的位置了。然后再新建一個圖層，在“北極點”上打上記號，再將交叉線刪除或隱藏起來。這樣第一個大步驟就隨著我們探尋到“北極點”這一不可缺少的“寶物”而宣告完成！

（未完待續(xù)）

（責任編輯 蘇晨）