1. Случај на урбан метеоролошки мониторинг и рано предупредување
(I) Позадина на проектот
Во метеоролошкиот мониторинг во голем австралиски град, традиционалната опрема за метеоролошки набљудувања има одредени ограничувања во следењето на промените во облачниот систем, областите на врнежи и интензитетот, и тешко е да се задоволат потребите за префинети метеоролошки услуги на градот. Особено во случај на ненадејно силно конвективно време, невозможно е да се издадат рани предупредувања навремено и прецизно, што претставува голем ризик за животите на жителите на урбаните средини, транспортот и јавната безбедност. Со цел да се подобри способноста за метеоролошки мониторинг и рано предупредување, надлежните оддели воведоа снимачи на небото.
(II) Решение
Во различни области од градот, како што се метеоролошки станици за набљудување, покриви на високи згради и други отворени локации, инсталирани се повеќе снимачи на небото. Овие снимачи користат широкоаголни леќи за снимање слики од небото во реално време, користат технологија за препознавање и обработка на слики за анализа на дебелината, брзината на движење, трендот на развој на облаците итн., и ги комбинираат со податоци како што се метеоролошки радарски и сателитски слики од облаци. Податоците се поврзани со системот за урбано метеоролошко следење и рано предупредување за да се постигне 24-часовно непрекинато следење. Откако ќе се пронајдат знаци на абнормално време, системот автоматски издава информации за рано предупредување до надлежните оддели и јавноста.
(III) Ефект на имплементација
Откако беше ставен во употреба апаратот за снимање на небото, навременоста и точноста на метеоролошкиот мониторинг во урбаните средини и раното предупредување беа значително подобрени. За време на силен конвективен временски настан, развојот на облаците и патеката на движење беа прецизно следени 2 часа однапред, што им даде на градските одделенија за контрола на поплави, пренасочување на сообраќајот и други одделенија доволно време за одговор. Во споредба со минатото, точноста на метеоролошките предупредувања се зголеми за 30%, а задоволството на јавноста од метеоролошките услуги се зголеми од 70% на 85%, ефикасно намалувајќи ги економските загуби и жртвите предизвикани од метеоролошки катастрофи.
2. Случај на обезбедување на воздухопловна безбедност на аеродромот
(I) Позадина на проектот
За време на полетувањето и слетувањето на летовите на аеродром во источниот дел на САД, облаците на ниска надморска височина, видливоста и другите метеоролошки услови имаат големо влијание. Оригиналната опрема за метеоролошки мониторинг не е доволно прецизна за да ги следи метеоролошките промени во мала област околу аеродромот. При ниска облачност, магла и други временски услови, тешко е прецизно да се процени видливоста на пистата, што го зголемува ризикот од одложувања на летови, откажувања, па дури и безбедносни несреќи, што влијае на оперативната ефикасност на аеродромот и безбедноста на воздухопловството. За да се подобри оваа ситуација, аеродромот распореди небесен снимач.
(II) Решение
Високопрецизни снимачи на небото се инсталирани на двата краја од аеродромската писта и клучните локации околу неа за да ги следат и анализираат метеоролошките елементи како што се облаците, видливоста и врнежите над и околу аеродромот во реално време. Сликите направени од снимачот се пренесуваат до метеоролошкиот центар на аеродромот преку наменска мрежа и се комбинираат со податоци од друга метеоролошка опрема за да се генерира метеоролошка карта на ситуацијата на аеродромската област. Кога метеоролошките услови се блиску до или ја достигнуваат критичната вредност на стандардите за полетување и слетување на летот, системот веднаш ќе издаде информации за предупредување до одделот за контрола на воздушниот сообраќај, авиокомпаниите итн., обезбедувајќи основа за донесување одлуки за команда на контролата на воздушниот сообраќај и закажување на летови.
(III) Ефект на имплементација
По инсталирањето на небесниот снимач, способноста на аеродромот за следење на сложени метеоролошки услови е значително подобрена. При ниска облачност и магливо време, визуелниот опсег на пистата може да се процени попрецизно, што ги прави одлуките за полетување и слетување понаучни и разумни. Стапката на доцнење на летовите е намалена за 25%, а бројот на откажувања на летови поради метеоролошки причини е намален за 20%. Во исто време, нивото на безбедност во воздухопловството е ефикасно подобрено, со што се обезбедува безбедноста на патувањето на патниците и нормалниот ред на работа на аеродромот.
3. Помошен истражувачки случај за астрономско набљудување
(I) Позадина на проектот
При спроведување на астрономски набљудувања во астрономска опсерваторија во Исланд, таа е во голема мера под влијание на временските фактори, особено облачноста, што сериозно ќе се меша во планот за набљудување. Традиционалните временски прогнози тешко можат прецизно да ги предвидат краткорочните временски промени на местото на набљудување, што резултира со тоа што опремата за набљудување честопати е неактивна и чека, намалувајќи ја ефикасноста на набљудувањето и влијаејќи врз напредокот на научно-истражувачката работа. За да се подобри ефикасноста на астрономското набљудување, опсерваторијата користи небесен снимач за да помогне во набљудувањето.
(II) Решение
Снимачот на небото е инсталиран на отворен простор од астрономската опсерваторија за да снима слики од небото во реално време и да ја анализира покриеноста со облаци. Со поврзување со опрема за астрономско набљудување, кога снимачот на небото ќе открие дека има помалку облаци во областа на набљудување и дека временските услови се соодветни, опремата за астрономско набљудување автоматски се стартува за набљудување; ако слојот на облаци се зголеми или се појават други неповолни временски услови, набљудувањето се суспендира на време и се издава рано предупредување. Во исто време, долгорочните податоци од сликите на небото се складираат и анализираат, а моделите на промени на времето на точките на набљудување се сумираат за да се обезбеди референца за формулирање на плановите за набљудување.
(III) Ефект на имплементација
Откако беше ставен во употреба апаратот за снимање на небото, ефективното време на набљудување на астрономската опсерваторија се зголеми за 35%, а стапката на искористеност на опремата за набљудување беше значително подобрена. Истражувачите можат да ги фатат соодветните можности за набљудување навремено, да добијат повеќе висококвалитетни податоци за астрономски набљудувања и да постигнат нови научни истражувачки резултати во областите на ѕвездената еволуција и истражувањето на галаксиите, што ефикасно го промовираше развојот на астрономските истражувања.
Снимачот на небото ја остварува својата функција преку собирање, обработка и анализа на слики од небото. Ќе детално разложам како да се добијат слики, ќе анализирам метеоролошки елементи и ќе излезам резултати од двата аспекта на составот на хардверот и алгоритмот на софтверот, и ќе ви го објаснам принципот на работа.
Снимачот на небото главно ги следи условите на небото и метеоролошките елементи преку оптичко снимање, препознавање слики и технологија за анализа на податоци. Неговиот принцип на работа е како што следува:
Снимање слика: Снимачот на небото е опремен со широкоаголен објектив или објектив „рибино око“, кој може да снима панорамски слики од небото со поголем агол на гледање. Дометот на снимање на некоја опрема може да достигне 360° прстенесто снимање, со цел целосно да се снимат информации како што се облаци и сјај на небото. Објективот ја конвергира светлината кон сензорот за слика (како што е CCD или CMOS сензор), а сензорот го претвора светлосниот сигнал во електричен сигнал или дигитален сигнал за да го заврши почетното снимање на сликата.
Претходна обработка на слика: Собраната оригинална слика може да има проблеми како што се шум и нерамномерна светлина, па затоа е потребна претходна обработка. Шумот на сликата се отстранува со алгоритам за филтрирање, а контрастот и осветленоста на сликата се прилагодуваат со изедначување на хистограмот и други методи за да се подобри јасноста на целите како што се облаците на сликата за последователна анализа.
Детекција и идентификација на облаци: Користете алгоритми за препознавање слики за анализа на претходно обработени слики и идентификување на области со облаци. Вообичаените методи вклучуваат алгоритми базирани на сегментација на прагови, кои поставуваат соодветни прагови за да ги одделат облаците од позадината врз основа на разликите во сивата скала, бојата и другите карактеристики помеѓу облаците и позадината на небото; алгоритми базирани на машинско учење, кои тренираат голема количина на означени податоци од слики од небото за да му овозможат на моделот да ги научи карактеристичните обрасци на облаците, со што прецизно ги идентификува облаците.
Анализа на метеоролошки елементи:
Пресметка на параметрите на облаците: Откако ќе ги идентификувате облаците, анализирајте ги параметрите како што се дебелината на облаците, површината, брзината и насоката на движење. Со споредување на слики направени во различни периоди, пресметајте ја промената во положбата на облаците, а потоа изведете ја брзината и насоката на движење; проценете ја дебелината на облаците врз основа на информациите за сивата скала или бојата на облаците на сликата, во комбинација со моделот на пренос на атмосферското зрачење.
Проценка на видливоста: Проценете ја видливоста на атмосферата со анализа на јасноста, контрастот и другите карактеристики на далечните сцени на сликата, во комбинација со моделот на атмосферско расејување. Ако далечните сцени на сликата се заматени, а контрастот е низок, тоа значи дека видливоста е слаба.
Проценка на временски феномени: Покрај облаците, апаратите за снимање на небото можат да идентификуваат и други временски феномени. На пример, со анализа на тоа дали има капки дожд, снегулки и други рефлектирани светлосни карактеристики на сликата, можно е да се утврди дали има врнежи од дожд; според бојата на небото и промените во светлината, можно е да се помогне во утврдувањето дали има временски феномени како што се грмотевици и магла.
Обработка и излез на податоци: Анализираните податоци за метеоролошките елементи, како што се облаците и видливоста, се интегрираат и се прикажуваат во форма на визуелни графикони, извештаи за податоци итн. Некои снимачи на небеса, исто така, поддржуваат спојување на податоци со друга опрема за метеоролошки мониторинг (како што се временски радари и временски станици) за да обезбедат сеопфатни метеоролошки информациски услуги за сценарија на примена како што се временска прогноза, безбедност на воздухопловството и астрономско набљудување.
Доколку сакате да дознаете повеќе за деталите за принципите на одреден дел од апаратот за снимање на небото или за разликите во принципите на различните видови опрема, слободно кажете ми.
Хонде Технолоџи Ко., ДООЕЛ
Тел: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Веб-страница на компанијата:www.hondetechco.com
Време на објавување: 19 јуни 2025 година