如何使用Python获取EUMETSAT图像中像素的纬度和经度？

Question

我是一名有帮助的助手，可以翻译以下关于IT技术的内容。这段内容包含了3712x3712像素的欧气象卫星静止图像，需要获取每个像素的纬度和经度。您可以使用pyproj来实现此目的，例如：

sat = pyproj.Proj('+proj=geos +lon_0 +h=035785831.0 +x_0=0 +y_0=0')

但是获取像素的经纬度坐标（使用sat(x,y,inverse=True)，其中x和y是图像中的像素坐标）显然是不可能的，因为投影不知道我的图像的尺寸（3712x3712）。

我错过了什么？

- AME

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我不熟悉pyproj，但这是否需要基于某些已知位置对地球进行“时钟校准”，即确定澳大利亚相对于图片的位置？pyproj是否已经实现了这一点？还是你只是指一个圆形的相对纬度和经度？ - Paul Seeb

你需要多准确？如果你可以容忍几公里的误差，你可以将地球近似为一个球体，进行一些简单的几何计算，完全不用考虑pyproj（我不知道pyproj是什么，但我可以帮助你进行几何计算）。 - Neil Forrester

对于图像，它必须是3712/2，对于Meteosat卫星来说，它是（0,0），因为它位于赤道上方和格林威治本初子午线上，据我所知。 - AME

很容易就可以确定你的假设——卫星在0度经线上方是错误的，因为澳大利亚是可见的 :-o 请再试一次。 - DisappointedByUnaccountableMod

这不是一张欧洲气象卫星图像。 - gerrit

Answer 1

我认为您正在使用正确的投影库和设置。

欧洲气象卫星组织网站（此处）报告了典型的像素分辨率（每公里像素数），约为3公里每像素。

您可以通过在子午线上进行经纬度转换到x，y，并将其除以像素计数来检查它（-81度，81度是最大范围，请参阅欧洲气象卫星组织网站http://www.eumetsat.int/的参考资料）。

import pyproj
sat = pyproj.Proj('+proj=geos +lon_0 +h=035785831.0 +x_0=0 +y_0=0')
x,y =  sat( 81.299, 0, radians = False, errcheck = True)
print (x * 2.0 / 3712.0 ) / 1000.0

将为您提供一个值为2.927，该值符合eumetsat提供的信息。

接下来，您可以通过定义地图上一组众所周知的点（例如沿海特征），确定它们的x/y位置并在线查找它们的纬度/经度坐标来进一步校准。您可以尝试一系列像素分辨率，并检查哪个最适合，或使用更复杂的程序。

分辨率可能取决于您距赤道的距离，参见这里。因此，您可能需要在多个纬度上使用上述程序。

- arjenve

Answer 2

首先，这不是一张欧洲气象卫星图像。您的图像显示的是澳大利亚，而静止轨道的欧洲气象卫星分别位于（大约）（0°N，0°E）和（0°N，41.5°E）用于零度服务（ZDS）和印度洋数据覆盖（IODC）服务。两个视角都看不到澳大利亚。您的卫星图像可能来自由日本气象厅（JMA）运营的多功能运输卫星（MTSAT）成像仪，在2015年被向日葵取代。

要获取来自Meteosat SEVIRI、MTSAT、HIMAWARI AHI或任何其他地球观测成像仪的图像像素的地理位置，您还可以考虑使用satpy库读取数据。

from satpy import Scene
from glob import glob
filenames = glob('/path/to/your/files/*')  # for SEVIRI, can be HRIT, Native, or NetCDF
sc = Scene(filenames=filenames)
sc.load(["IR_108"], upper_right_corner="NE")
print(sc["IR_108"].attrs["area"].get_lonlat_from_array_coordinates(1000, 2000))

这将会得到：

(-24.259016114751823, -3.9842388279769465)

对于地球同步卫星图像，这不是最快的方法，因为答案是恒定的，所以您不需要实际读取数据。然而，使用经过充分测试和广泛使用的库可以减少您的错误风险。至少，它可以作为参考。请记住，对于许多卫星成像仪来说，不同的通道具有不同的空间分辨率，因此答案可能与通道有关。级别1数据也可能存储在南部在北部之前的方式，这样一个天真的读取和显示会将南部显示在图像的上部，将北部显示在下部，与映射约定相反。因此，值得验证您的结果是否准确。

- gerrit