Digitising Historical Solar Intensity Maps for Metsähovi Radio Observatory
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2018-08-21
Department
Major/Subject
Physics of Advanced Materials
Mcode
SCI3057
Degree programme
Master’s Programme in Engineering Physics
Language
en
Pages
105+21
Series
Abstract
Metsähovi Radio Observatory has collected solar intensity maps since autumn 1978. The maps have been recorded with the main radio telescope at the observatory, which has a parabolic antenna with diameter 14 meters. The most common frequency is 37 GHz with beam diameter 2.4 arc minutes. Occasional observations have been conducted, for example, on 22 GHz and 77 GHz. The observational data were recorded on magnetic tapes or disks until 1987. The original data is lost, but the maps have survived as mechanically rendered contour plots, some of which were also published as report series by former Helsinki University of Technology, Metsähovi Radio Research Station. In order to convert scanned images of the maps into a more usable format, I have written a software as part of my master's thesis during spring 2018. After appropriate image ltering, all the markings on the maps can be interpreted using the methods described in my thesis. Contour lines can be converted into a matrix form, which represents the observed intensity in a rectangular grid. This is achieved by solving a Poisson's equation accosiated with the problem. The method is tolerant for various map defects, such as broken contours. In addition, I describe an algorithm for identifying bright and dim regions from these radio intensity map and show preliminary statistics based on the historical contour plots. The same algorithm is applicable to the modern maps as well, which are produced daily in Metsähovi.Metsähovin radio-observatorio on kerännyt Auringon kirkkauskarttoja syksystä 1978 alkaen. Kartat on kerätty observatorion pääradioteleskoopilla, jossa on 14-metrinen parabolinen antenni. Yleisin käytetty taajuus on 33 GHz, joka tuottaa halkaisijaltaan 2,4 kaariminuutin levyisen keilan. Yksittäisiä havaintoja on tehty mm. taajuuksilla 22 GHz ja 77 GHz. Havaintodata on tallennettu magneettisille nauhoille tai levyille vuoteen 1987 asti. Alkuperäinen data on kadonnut, mutta kartat ovat selvinneet mekaanisesti piirrettyinä korkeuskäyräkarttoina, joista osa on julkaistu silloisen TKK:n Metsä- hovin Radiotutkimusaseman sarjakokoelmissa. Jotta karttojen skannatut kuvat saataisiin paremmin hyödynnettävään muotoon, olen kirjoittanut ohjelmiston osana diplomityötäni keväällä 2018. Sopivan kuvansuodatuksen jälkeen kaikki kuvan merkinnät voidaan tunnistaa työssäni kuvatuilla menetelmillä. Korkeus- käyrät voidaan muuntaa matriisimuotoon, jossa havaittu kirkkaus on esitetty suorakulmaisessa verkossa. Tämä onnistuu ratkaisemalla ongelmaan liittyvä Poissonin yhtälö. Menetelmä sietää erilaisia karttavirheitä, kuten katkenneita korkeuskäyriä. Lisäksi kuvailen algoritmin, jolla tunnistetaan radiointensiteettikartoista kirkkaat ja himmeät alueet, sekä esittelen alustavia tilastoja historiallisista korkeus- käyräkartoista. Sama algoritmi soveltuu myös uusiin karttoihin, joita tuotetaan Metsähovissa päivittäin.Description
Supervisor
Kannala, JuhoThesis advisor
Tammi, JoniGent, Frederick
Keywords
sun, radio astronomy, historical records, contour maps, image recognition, Poisson's equation
