2016年10月8日

用Tracker自動追蹤分析地震時窗簾繩的擺動

10/6晚上突然有個超搖的地震,感覺上搖了很久,當下看了臉書(對!地震看臉書,可以知道哪裡有搖),幾個高雄、台中、台南、屏東的朋友的立馬po動態了,顯然這是個全台有感的大地震。

而且仔細感覺並沒有察覺上下搖晃的P波,所以應該是個距離有點遠的地震。搖完了之後,即刻上氣象局網站看地震報告,原來是發生在台東的地震,規模是6.0。

earthquake

除了看氣象局報告外,當下另外的反應,就是趕快下載我定點定時的攝影紀錄,看看可以錄到什麼東西,說不定可以錄到什麼路燈搖晃之類的。結果呢?什麼都沒有啦,失望之餘,正想關掉影片,突然瞥見影片裡有錄到我房間的窗簾拉繩在搖晃。

於是,心生一計,擦擦眼淚,利用窗簾繩的搖晃來分析一下這次地震吧!下載了Tracker這個能夠分析影片中物體軌跡的軟體
 Tracker Video Analysis and Modeling Tool for Physics Education

我先將定點錄影的影片檔(一分鐘一檔),把23時52分至59分的影片串接成一個檔案之後,再特別把窗簾繩的部份裁切出來處理

接著就是用Tracker來作自動追蹤質點,找出窗簾繩搖晃的狀態


Tracker可以指定模板和搜尋區去搜尋質點,經過一段時間之後,就可以把質點的移動模式繪製出來了,
trackerEarthquake00003


從質點追蹤分析看出,大約是11時53分開始搖晃,20秒後就到最大搖晃了,大約過了4分鐘才停止搖晃。(圖中有詭異斷層的部份,應該是質點追蹤的失誤,還有影片串接時的問題)
earthQuake2

來分析一下這些資訊,明明是11時51分59.6秒開始地震,怎麼窗簾繩到了53分才開始搖晃呢?怎麼過了一分鐘左右才震呢?

用Google地球量測震央到我家的距離,約是239公里,而地震波的P波波速約6.5公里/秒,S波波速約3.5公里/秒(來源:科學人雜誌 -地震預警系統該上路了

假設P波一路無礙,用3.5公里/秒的速度震到我家,那需要68秒左右的時間,跟實際觀察的結果相差不多。至於搖晃持續時間,就不完全是地震的影響了,因為家裡住大樓,再加上搖晃的對象是條窗簾繩,所以搖久一點也是顯而易見的。

googleEarth


串接的方式:
把檔名先寫在filelist文字檔中,如下
file '52M00S.mp4'
file '53M00S.mp4'
file '54M00S.mp4'
file '55M00S.mp4'
file '56M00S.mp4'
file '57M00S.mp4'
file '58M00S.mp4'
file '59M00S.mp4'

用ffmpeg把這些檔案串成output.mp4
ffmpeg -f concat -i filelist -c copy output.mp4

把窗簾繩子的部份裁切出來,裁切指令:
ffmpeg -i output.mp4 -filter:v "crop=60:50:2:402" -strict -2 output2.mp4


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