ซอฟต์แวร์ต้นแบบถอดสัญญาณ APT จากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา NOAA-18 ให้เป็นภาพ
ซอฟต์แวร์ต้นแบบนี้ถอดสัญญาณ APT ที่บันทึกเป็นไฟล์เสียงจากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา NOAA-18 ในปี 2552 ให้เป็นภาพดาวเทียม อีกส่วนหนึ่งเป็นโปรแกรมเปิดดูภาพที่นำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4 แสดงคู่แผนที่ประเทศไทย และส่งออกข้อมูลเป็นไฟล์ .dbf
ส่วนถอดสัญญาณ
- ไฟล์สัญญาณ APT จาก NOAA-18 ที่บันทึกไว้
- ถอดสัญญาณเป็นภาพ
ส่วนเปิดดูภาพ
- นำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4
- แสดงคู่แผนที่ประเทศไทยและส่งออก .dbf
สรุป: 2 ส่วนที่มีหลักฐานแยกกัน: ถอดสัญญาณเป็นภาพ และเปิดดูภาพพร้อมส่งออกข้อมูล
- อุตสาหกรรม
- บริการ
- ปี
- 2552
- ขอบเขตงาน
- ซอฟต์แวร์ต้นแบบ 2 ส่วน — ส่วนถอดสัญญาณ: ข้อมูลเข้าเป็นไฟล์เสียงที่บันทึกสัญญาณ APT จากดาวเทียม NOAA-18 ในปี 2552 → ถอดสัญญาณ (Decode) → ภาพดาวเทียม · ส่วนเปิดดูภาพ: นำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4 → แสดงคู่แผนที่ประเทศไทย → ส่งออกข้อมูลเป็นไฟล์ .dbf · เครื่องมือตามประวัติงาน: Matlab, C/C++ และ MySQL · ระบบเริ่มที่ไฟล์สัญญาณที่บันทึกไว้แล้ว เสาอากาศและเครื่องรับสัญญาณอยู่นอกขอบเขต
สรุปสั้น
- ซอฟต์แวร์ต้นแบบนี้ถอดสัญญาณ APT ที่บันทึกจากดาวเทียม NOAA-18 ในปี 2552 ให้เป็นภาพดาวเทียม
- โปรแกรมเปิดดูภาพนำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4 แสดงคู่แผนที่ประเทศไทย และส่งออกข้อมูลเป็นไฟล์ .dbf
- ข้อมูลเข้าของส่วนถอดสัญญาณคือไฟล์เสียงที่บันทึกไว้แล้ว การถอดสัญญาณจึงทำซ้ำและตรวจกับไฟล์เดิมได้ โดยไม่ต้องรอดาวเทียมโคจรผ่าน
- เสาอากาศ เครื่องรับ และเกณฑ์วัดความแม่นยำของภาพอยู่นอกขอบเขตของงานนี้ งานใหม่ต้องออกแบบและทดสอบส่วนเหล่านี้ที่พื้นที่ติดตั้งจริง
- ดาวเทียม NOAA-18 ปลดระวางแล้ว งานใหม่ต้องเลือกดาวเทียมที่ยังส่งสัญญาณอยู่
โจทย์หน้างาน
ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา NOAA ส่งภาพลงมาเป็นสัญญาณวิทยุแบบ APT (Automatic Picture Transmission หรือการส่งภาพอัตโนมัติ) เมื่อบันทึกสัญญาณไว้จะได้ไฟล์เสียง ไม่ใช่ภาพที่เปิดดูได้ทันที จึงต้องมีซอฟต์แวร์ถอดสัญญาณให้เป็นภาพก่อนนำไปดูหรือวิเคราะห์ต่อ
สิ่งที่เราทำ
ต้นแบบนี้ถอดสัญญาณ APT ที่บันทึกจากดาวเทียม NOAA-18 ให้เป็นภาพ อีกส่วนหนึ่งเป็นโปรแกรมเปิดดูภาพที่นำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4 แสดงคู่แผนที่ประเทศไทย และส่งออกข้อมูลเป็นไฟล์ .dbf หลักฐานของ 2 ส่วนนี้มาจากไฟล์คนละชุด เราจึงอธิบายแยกเป็น 2 ส่วน
ผลทดสอบกับชิ้นงานจริง
ส่วนถอดสัญญาณถอดไฟล์สัญญาณ APT ที่บันทึกจาก NOAA-18 ให้เป็นภาพ และโปรแกรมเปิดดูภาพแสดงภาพช่อง CH2 และ CH4 คู่แผนที่ประเทศไทย พร้อมคำสั่งส่งออกไฟล์ .dbf ผลนี้ยืนยันการถอดสัญญาณเป็นภาพ การนำไปใช้งานต้องกำหนดเกณฑ์วัดความแม่นยำของภาพเทียบข้อมูลอ้างอิงก่อน
ที่มาของโจทย์
โจทย์ของงานนี้คือการเปลี่ยนสัญญาณวิทยุจากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาให้เป็นภาพที่เปิดดูได้ ดาวเทียม NOAA ส่งภาพลงมาเป็นสัญญาณ APT ระหว่างโคจรผ่าน เมื่อบันทึกสัญญาณนี้ไว้ ผลที่ได้คือไฟล์เสียง ไม่ใช่ไฟล์ภาพ
APT คืออะไร
APT (Automatic Picture Transmission) คือรูปแบบการส่งภาพจากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา NOAA เป็นสัญญาณวิทยุ ผู้รับบันทึกสัญญาณนี้เป็นไฟล์เสียงได้ แล้วต้องใช้ซอฟต์แวร์ถอดสัญญาณ (Decode) ให้เป็นภาพก่อนนำไปดูสภาพเมฆหรือวิเคราะห์ต่อ
งานนี้มี 2 ส่วน คือส่วนถอดสัญญาณที่ทำงานกับไฟล์สัญญาณซึ่งบันทึกจากดาวเทียม NOAA-18 ในปี 2552 และโปรแกรมเปิดดูภาพช่อง CH2 และ CH4 คู่แผนที่ประเทศไทย
ข้อกำหนดและข้อจำกัด
ข้อกำหนดของแต่ละส่วนกำหนดจากข้อมูลเข้าและข้อมูลออก และขอบเขตของงานมีดังนี้
- ข้อมูลเข้าของส่วนถอดสัญญาณคือไฟล์เสียงที่บันทึกสัญญาณ APT จากดาวเทียม NOAA-18 ไว้แล้ว
- ข้อมูลออกของส่วนถอดสัญญาณคือภาพดาวเทียม
- ข้อมูลเข้าและข้อมูลออกของโปรแกรมเปิดดูภาพคือภาพช่อง CH2 และ CH4 แผนที่ประเทศไทย และไฟล์ .dbf
- ขอบเขต: ระบบเริ่มที่ไฟล์สัญญาณที่บันทึกไว้แล้ว เสาอากาศและเครื่องรับสัญญาณอยู่นอกขอบเขต
- ขอบเขต: เราอธิบายส่วนถอดสัญญาณและส่วนเปิดดูภาพแยกกัน เพราะหลักฐานของแต่ละส่วนมาจากไฟล์คนละชุด
ต้นแบบนี้แปลงสัญญาณดาวเทียมเป็นภาพได้อย่างไร
ต้นแบบนี้รับไฟล์เสียงที่บันทึกสัญญาณ APT จากดาวเทียม NOAA-18 แล้วถอดสัญญาณให้เป็นภาพ ส่วนโปรแกรมเปิดดูภาพนำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4 ให้ผู้ใช้เลือกดูคู่กับแผนที่ประเทศไทย แล้วส่งออกข้อมูลเป็นไฟล์ .dbf ให้โปรแกรมอื่นใช้ต่อ
- 1
ไฟล์สัญญาณที่บันทึกไว้
สัญญาณ APT จากดาวเทียม NOAA-18 ถูกบันทึกเป็นไฟล์เสียงก่อน การถอดสัญญาณจึงทำซ้ำกับไฟล์เดิมได้
- 2
ถอดสัญญาณเป็นภาพ
ซอฟต์แวร์ถอดสัญญาณในไฟล์เสียงให้เป็นภาพดาวเทียม
- 3
เปิดดูภาพคู่แผนที่
โปรแกรมเปิดดูภาพนำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4 และแสดงคู่แผนที่ประเทศไทย
- 4
ส่งออกข้อมูล
โปรแกรมส่งออกข้อมูลเป็นไฟล์ .dbf ซึ่งเป็นไฟล์ฐานข้อมูลแบบตาราง
ขั้นตอนเปิดดูภาพและส่งออกข้อมูลมาจากภาพหน้าจอโปรแกรมเปิดดูภาพ ส่วนขั้นตอนบันทึกและถอดสัญญาณมาจากไฟล์สัญญาณและประวัติงานถอดสัญญาณ ทั้ง 4 ขั้นตอนจึงเป็นลำดับของงาน ไม่ใช่ผังของโปรแกรมเดียว
ส่วนประกอบของระบบ
ต้นแบบนี้มี 2 ส่วน คือส่วนถอดสัญญาณและส่วนเปิดดูภาพ แต่ละส่วนทำงานและมีหลักฐานดังตาราง
ส่วนประกอบและหลักฐานของแต่ละส่วน
| ส่วนของต้นแบบ | ทำอะไร | หลักฐาน |
|---|---|---|
| ส่วนถอดสัญญาณ | ถอดสัญญาณ APT ที่บันทึกจาก NOAA-18 ให้เป็นภาพ | ไฟล์สัญญาณที่บันทึกในปี 2552 และประวัติงานที่ระบุเครื่องมือ Matlab, C/C++ และ MySQL |
| ส่วนเปิดดูภาพ | นำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4 แสดงคู่แผนที่ประเทศไทย และส่งออกไฟล์ .dbf | ภาพหน้าจอโปรแกรมที่แสดงช่อง CH2 และ CH4 แผนที่ประเทศไทย และคำสั่งส่งออกไฟล์ .dbf |
ผลทดสอบกับสัญญาณจริง
ส่วนถอดสัญญาณถอดไฟล์สัญญาณ APT จริงที่บันทึกจากดาวเทียม NOAA-18 ในปี 2552 ให้เป็นภาพ และโปรแกรมเปิดดูภาพแสดงภาพช่อง CH2 และ CH4 คู่แผนที่ประเทศไทย และส่งออกไฟล์ .dbf ได้ ผลนี้ยืนยันการถอดสัญญาณเป็นภาพ ส่วนความแม่นยำของภาพต้องวัดเทียบข้อมูลอ้างอิงเมื่อนำไปใช้งาน
- สัญญาณที่ใช้ทดสอบ: ไฟล์สัญญาณ APT ที่บันทึกจากดาวเทียม NOAA-18 ในปี 2552 ถอดเป็นภาพดาวเทียมได้
- หน้าจอโปรแกรมเปิดดูภาพนำเข้าภาพช่อง CH2 และ CH4 แสดงคู่แผนที่ประเทศไทย และมีคำสั่งส่งออกไฟล์ .dbf
- เครื่องมือที่ใช้ตามประวัติงาน: Matlab, C/C++ และ MySQL
สิ่งที่เราเรียนรู้
หลักการหลักจากงานนี้คือแยกการรับสัญญาณออกจากการถอดสัญญาณ และบันทึกหลักฐานของแต่ละส่วนแยกกัน หลักการด้านล่างใช้กับงานรับข้อมูลจากดาวเทียมและงานต้นแบบที่มีหลายส่วน
- แยกการรับสัญญาณออกจากการถอดสัญญาณ เมื่อบันทึกสัญญาณเป็นไฟล์ไว้ก่อน ทีมพัฒนาและตรวจซอฟต์แวร์ถอดสัญญาณซ้ำกับไฟล์เดิมได้ โดยไม่ต้องรอดาวเทียมโคจรผ่านทุกครั้ง
- อย่าผูกระบบไว้กับดาวเทียมดวงเดียว ดาวเทียม NOAA-18 ปลดระวางแล้ว ส่วนที่ขึ้นกับดาวเทียมแต่ละดวงจึงควรแยกออกจากส่วนแสดงภาพและส่วนส่งออกข้อมูล เพื่อเปลี่ยนแหล่งสัญญาณได้
- ต้นแบบที่มีหลายส่วนต้องบันทึกหลักฐานแยกทีละส่วน ว่าแต่ละส่วนทำอะไร ทดสอบอะไร และทำเมื่อไร ในงานนี้หลักฐานของ 2 ส่วนอยู่คนละชุด เราจึงต้องอธิบายแยกเป็น 2 ส่วน
นำแนวทางนี้ไปใช้กับงานของคุณได้อย่างไร
ถ้างานของคุณต้องแปลงสัญญาณวิทยุหรือสัญญาณดาวเทียมที่บันทึกไว้ให้เป็นภาพหรือข้อมูล คุณใช้ลำดับเดียวกับงานนี้ได้ คือบันทึกสัญญาณ ถอดสัญญาณ แสดงผลคู่แผนที่ แล้วส่งออกข้อมูล ส่วนที่ต้องออกแบบเพิ่มคือการรับสัญญาณและเกณฑ์ทดสอบภาพ เพราะงานนี้เริ่มจากไฟล์ที่บันทึกไว้แล้ว
ส่วนที่ใช้ซ้ำได้ และส่วนที่ต้องปรับ
| ส่วนของงาน | ใช้ซ้ำได้ | ต้องปรับเมื่อ |
|---|---|---|
| การถอดสัญญาณ | แนวทางถอดสัญญาณจากไฟล์ที่บันทึกไว้ให้เป็นภาพ | ดาวเทียมที่คุณใช้ส่งสัญญาณคนละรูปแบบกับ APT ต้องตรวจรูปแบบสัญญาณก่อน |
| การรับสัญญาณ | การบันทึกสัญญาณเป็นไฟล์ก่อนถอด เพื่อทดสอบซ้ำได้ | ต้องออกแบบและทดสอบเสาอากาศและเครื่องรับที่พื้นที่ติดตั้งจริง |
| การแสดงผล | การเลือกดูภาพแต่ละช่องคู่กับแผนที่ | พื้นที่ที่คุณสนใจไม่ใช่ประเทศไทย ต้องเปลี่ยนแผนที่และตรวจว่าภาพวางตรงกับแผนที่ |
| การส่งออกข้อมูล | การส่งออกเป็นไฟล์ตารางให้โปรแกรมอื่นใช้ต่อ | ระบบปลายทางของคุณรับรูปแบบอื่น เช่น CSV หรือฐานข้อมูล |
- เลือกดาวเทียมที่ยังส่งสัญญาณอยู่ และตรวจว่าใช้รูปแบบสัญญาณแบบใด
- บันทึกไฟล์สัญญาณจริงจากพื้นที่ของคุณไว้หลายชุด เพื่อใช้ทดสอบซอฟต์แวร์ซ้ำ
- ตกลงเกณฑ์ทดสอบภาพก่อนเริ่ม เช่น ภาพที่ใช้ได้ต้องมีลักษณะอย่างไร และเทียบกับข้อมูลอ้างอิงใด
เทคโนโลยีที่ใช้
คำถามที่พบบ่อย
ทำไมต้องบันทึกสัญญาณเป็นไฟล์ก่อนถอดเป็นภาพ
เพราะเมื่อบันทึกสัญญาณ APT เป็นไฟล์เสียงไว้ก่อน ทีมพัฒนาถอดสัญญาณและตรวจซอฟต์แวร์ซ้ำกับไฟล์เดิมได้ โดยไม่ต้องรอดาวเทียมโคจรผ่านทุกครั้ง ในงานนี้ข้อมูลเข้าคือไฟล์ที่บันทึกจาก NOAA-18 ในปี 2552
ต้นแบบนี้รับสัญญาณจากดาวเทียมได้เองหรือไม่
งานนี้เริ่มที่ไฟล์สัญญาณที่บันทึกไว้แล้ว เสาอากาศและเครื่องรับสัญญาณอยู่นอกขอบเขต ถ้างานของคุณต้องรับสัญญาณเอง ส่วนรับสัญญาณต้องออกแบบและทดสอบที่พื้นที่ติดตั้งจริง
ใช้กับดาวเทียม NOAA-18 ในวันนี้ได้หรือไม่
ไม่ได้ ดาวเทียม NOAA-18 ปลดระวางแล้ว งานใหม่ต้องเลือกดาวเทียมที่ยังส่งสัญญาณอยู่ และตรวจว่าใช้รูปแบบสัญญาณแบบเดียวกับ APT หรือไม่
ข้อมูลจากโปรแกรมเปิดดูภาพนำไปใช้ต่อในโปรแกรมอื่นได้หรือไม่
ได้ในรูปแบบไฟล์ .dbf ภาพหน้าจอโปรแกรมแสดงคำสั่งส่งออกข้อมูลเป็นไฟล์ .dbf ซึ่งเป็นไฟล์ฐานข้อมูลแบบตาราง ถ้าระบบของคุณใช้รูปแบบอื่น ต้องกำหนดรูปแบบไฟล์ส่งออกใหม่
ถ้าพื้นที่ที่สนใจไม่ใช่ประเทศไทย ต้องปรับอะไร
ต้องเปลี่ยนแผนที่ในส่วนเปิดดูภาพ และตรวจว่าภาพวางตรงกับแผนที่ ส่วนการถอดสัญญาณใช้แนวทางเดิมได้ ถ้าดาวเทียมที่คุณใช้ส่งสัญญาณแบบ APT
