
| CineSat Projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CineSat provides you with the 63 most frequently used map projections. This ensures that you can read in image data from virtually any standard map format and provide to your clients nicely tailored views of your weather products. |
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| Projections onto Planes | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Azimuthal projections map the Earth onto either a tangent plane
or an intersecting plane (NPOL and SPOL). The projection planes are in special pose for the NPOL, SPOL, and GEOSAT projections. For all other azimuthal maps you can select the projection plane by specifying the tangent point's longitude and latitude. CineSat provides you with the following azimuthal map projections: |
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*) The last column indicates the applied earth model: S =Sphere, E = Ellipsoid |
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| Classic perspective projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CineSat's ORTHO, STEREO, and GNOMONIC projections are simple perspective projections onto a tangent plane. These projections use a sphere model of the earth. Stereographic projections are conformal. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Above: ORTHO, STEREO, and GNOMONIC projections onto a North pole
tangent plane. Below: New York and Vienna centered orthographic projections, and a stereographic view of New York (rightmost) - all built from an infra-red composite of 5 satellites. |
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| Polar-stereographic projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| The NPOL and SPOL projections are a special case of a stereographic map. The projection plane intersects the earth at a given standard parallel (including the special case of a tangent plane in the North or South pole). The projections are conformal and preserve true scale along the standard parallel. NPOL and SPOL use an ellipsoidal model of the earth. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Polar-stereographic projection of the European region; IR cloud image together with a land/sea background, geographical net and the major European cities drawn as overlay. Click on the image for a higher resolution display. |
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| Satellite perspective projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CineSat provides you with two satellite perspective projections
- VPERSPECT and GEOSAT. The GEOSAT projection is the standard map used for earth disk images from geostationary meteorological satellites. GEOSAT uses an ellipsoidal model of the earth. The projection plane has its tangent point in the sub-satellite point on the equator. The satellite is the projection center. |
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| With VPERSPECT, the projection center can be in any point above
the earth surface (not only above the equator). The Vertical Near-Sided Perspective projection (VPERSPECT) uses
a spherical earth model. The following images show a perspective view of the North pole and of Vienna from a distance of 36.000 km. |
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| Equi-distant and equal area projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EDAP (equi-distant azimuthal projection) and LAZIMUTH (Lambert's
azimuthal equal area projection) are no simple perspective projections, but have been mathematically constructed
to provide equi-distant and equal area maps, respectively. They use a spherical model of the earth. The LAZIMUTH projection is a generalization of the ETAP (equivalent transverse azimutal) projection of previous releases. |
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| Hammer - a pseudo-azimuthal projection of the world | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HAMMER is a modified azimuthal equal-area projection that shows a map of the full earth. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Click on the image for a higher resolution display. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| You can of course choose any center meridian for this projection. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Projections onto Cylinders | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cylindrical projections map the earth onto a cylinder which either
touches the globe along the equator or intersects it at a given standard parallel. The MERCATOR and MILLER projections
use an ellipsoidal earth model, all other cylindrical projections take the sphere model. CineSat provides you with the following 42 cylindrical projections: |
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*) The last column indicates the applied earth model: S =Sphere, E = Ellipsoid |
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| Equi-distant cylindrical projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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EQUIRECT is the simpliest projection type. It maps the longitude
and latitude to a rectangular coordinate system. This projection is frequently used for thematic maps and digital
elevation models, since it is very easy to geo-reference.
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| EQUIRECT projection with standard parallel at 0 degree. Click on the image for a higher resolution display. |
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| Equal-area cylindrical projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ISOCYL is an equal area cylindrical projection with several subtypes. The standard parallel defines the intersecting cylinder. Whereas the standard parallel of the intersecting cylinder can be specified with the ISOCYL projection, the following subtypes have a fixed standard parallel:
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| ISOCYL projection with standard parallel at 0° | ![]() |
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| LAMBCYL projection of Indonesia | ![]() |
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| BALTHASART projection of Canada | ![]() |
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| Mercator and Miller projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mercator's conformal cylindrical projection and the Miller projection are both very popular for world maps. The MILLER projection has been derived from MERCATOR to reduce the exaggeration of polar areas (see example maps below). Both projection types support an ellipsoidal earth model. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Perspective cylindrical projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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CineSat completes its range of true cylindrical projections by the following two perspective projections:
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| Gnomonic cylindrical projection | ![]() |
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| Stereographic cylindrical projection | ![]() |
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| Transverse cylindrical projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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This projection type maps the sphere onto a cylinder that touches the Earth along a given meridian. CineSat supports three transverse cylindrical projections:
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| Transverse cylindrical projections are often used for areas with a large North-South extent. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pseudo-cylindrical projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pseudo-cylindrical projections are typically used for continental
and world maps. They use a spherical earth model. The following drawings show the 25 pseudo-cylindrical projections provided by CineSat. To make them comparable, all projections have the Greenwich center meridian and show the full globe, but CineSat let's you specify any central meridian and of course any map region and scale. |
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| Projections onto Cones | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conical projections map the earth either onto a tangent cone or
an intersecting cone. The cone's top is located over the North or the South pole. The projection cones can therefore
be defined by 1 or 2 intersecting (standard) parallels. Conrical projections are typically used for areas with
a large East-West extent. CineSat provides the following conical projections: |
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*) The last column indicates the applied earth model: S =Sphere, E = Ellipsoid |
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| The 'Great Three' conical projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| The most important conical maps used in meteorology are the ISLE
(equi-distant), ALBERS (equal area), and LAMBERT (conformal) projections. All three projections use an ellipsoidal
earth model. The ISLE projection is an equi-distant conical projection developed by J.N. De l'Isle: |
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| The ALBERS projection is an equal area conical projection developed by H.C. Albers: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| J.H. LAMBERT has developed a widely used, conformal conical projection: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Below: LAMBERT maps of Europe, Central Europe, and Australia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Other conical projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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In addition to the above described 'Great Three', CineSat provides the following 7 conical projections which use a spherical earth model:
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| Miscellaneous Projections | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van Der Grinten | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CineSat also supports a special projection developed by Van der Grinten (VANDGRINTEN) which maps the full globe into a circle. Some cartographic literature classifies this projection as polyconic. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| An example VANDGRINTEN world cloud map could look like this: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| You can of course choose any center meridian for this projection. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| User-configurable Map Parameters | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Every projection has a rich set of parameters that can easily be configured to adapt to your image data. A full projection definition consists of
The projection cylinders and cones will be cut at center
longitude + 180° and unfolded into a plane. For the azimuthal projections, you can rotate the projection
plane by defining the vertical meridian. For all projections, you can set zoom (resolution) and pan parameters
to get your desired region of interest. |
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| Spherical and Ellipsoidal Earth Models | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Before mapping Earth coordinates to a projection surface, the irregular 3-dimensional shape of the Earth - the Geoid - is being approximated by the mathematically more handsome spheroid - i.e. either a sphere or an ellipsoid. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 50 pre-defined spheroids | The selection of the best approximating spheroid depends on the
mapped region and the required level of cartographic accuracy. CineSat comes with a configuration file that defines
the 50 most important standard cartographic spheroids by their names and axes. It also includes the HRIT ellipsoid
which had been defined by the Coordination Group for Meteorological Satellites in the HRIT file fomat specifications.
Of course, you can use your own sphere or ellipse axes with every CineSat projection. The ellipsoidal shape of the earth is used by the most important azimuthal, cylindrical, and conical projections. All other projections use the sphere model with a user-defined or a default earth radius. |
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| Standard spheroids significantly increase the interoperability of CineSat with GIS systems and other data sources. They also increase the accuracy of all geographic computations derived from image positions, like point distances and motion vector speeds. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resampling: Nearest Neighbor, Bi-linear, and Bi-cubic Splines | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| For every image projection, you can either apply the commonly used
nearest neighbor and bi-linear interpolation methods, or a meteorologically tailored bi-cubic spline resampling. The nearest neighbor method will not change pixel values and is recommended for artificial image content, like land masks or cloud images with burnt-in overlays. The method is fast, but has a negative impact on small cloud image structures. The example image below shows the typical nearest neighbor steps in the shape of small cloud cells and cloud borders. On the other hand, the bi-cubic spline method provided by CineSat is very well suited for producing nice-to-view cloud displays, and for pre-processing images that are intended to be fed to automatic image analysis programs. Small scale cloud structures are being preserved also in projected images and will lead to far better results for all subsequent image texture and object analysis. The bi-linear interpolation method is a common resampling technique that is faster than bi-cubic splines but slightly blurs image details. Bi-cubic spline results are sharper and will be your first choice for typical meteorological imaging applications. |
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| Above: Nearest Neighbor resampling: digital steps distort cloud
borders and structure Below: Bi-cubic spline resampling: small cloud structures are preserved |
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| CineSat's bi-cubic spline resampling algorithm has been especially developed to accurately rectify and project Meteosat images. The method had been validated and operationally used by the European Space Operations Centre. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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