1. Tilfelle med urban meteorologisk overvåking og tidlig varsling
(I) Prosjektbakgrunn
I meteorologisk overvåking i en stor australsk by har tradisjonelt meteorologisk observasjonsutstyr visse begrensninger i overvåkingen av endringer i skysystemet, nedbørsområder og intensitet, og det er vanskelig å møte byens behov for raffinerte meteorologiske tjenester. Spesielt i tilfelle plutselig kraftig konvektivt vær er det umulig å utstede tidlige varsler på en rettidig og nøyaktig måte, noe som utgjør en stor risiko for livene til byboere, transport og offentlig sikkerhet. For å forbedre evnen til meteorologisk overvåking og tidlig varsling, introduserte relevante avdelinger himmelbilder.
(II) Løsning
I forskjellige områder av byen, som meteorologiske observasjonsstasjoner, takene på høyhus og andre åpne steder, er det installert flere himmelkameraer. Disse kameraene bruker vidvinkelobjektiver for å fange himmelbilder i sanntid, bruker bildegjenkjennings- og prosesseringsteknologi for å analysere tykkelsen, bevegelseshastigheten, utviklingstrend for skyer osv., og kombinerer dem med data som meteorologisk radar og satellittbilder av skyer. Dataene er koblet til det urbane meteorologiske overvåkings- og tidligvarslingssystemet for å oppnå 24-timers uavbrutt overvåking. Når tegn på unormalt vær oppdages, sender systemet automatisk ut tidlig varslingsinformasjon til relevante avdelinger og publikum.
(III) Implementeringseffekt
Etter at himmelkameraet ble tatt i bruk, ble aktualiteten og nøyaktigheten til meteorologisk overvåking og tidlig varsling i byområder betraktelig forbedret. Under en alvorlig konvektiv værhendelse ble skyutviklingen og bevegelsesbanen nøyaktig overvåket 2 timer i forveien, noe som ga byens flomkontroll, trafikkomdirigering og andre avdelinger tilstrekkelig responstid. Sammenlignet med tidligere har nøyaktigheten til meteorologiske varsler økt med 30 %, og publikums tilfredshet med meteorologiske tjenester har økt fra 70 % til 85 %, noe som effektivt reduserer de økonomiske tapene og skadene forårsaket av meteorologiske katastrofer.
2. Saksbehandling av sikkerhetstiltak for flyplasser
(I) Prosjektbakgrunn
Under avgang og landing av fly på en flyplass i det østlige USA har lavskyer, sikt og andre meteorologiske forhold stor innvirkning. Det originale meteorologiske overvåkingsutstyret er ikke presist nok til å overvåke de meteorologiske endringene i et lite område rundt flyplassen. I lavskyer, tåke og andre værforhold er det vanskelig å bedømme sikten på rullebanen nøyaktig, noe som øker risikoen for flyforsinkelser, kanselleringer og til og med sikkerhetsulykker, noe som påvirker flyplassens driftseffektivitet og flysikkerhet. For å forbedre denne situasjonen distribuerte flyplassen et skykamera.
(II) Løsning
Høypresisjonskameraer for himmelen er installert i begge ender av flyplassens rullebane og viktige steder rundt den for å overvåke og analysere meteorologiske elementer som skyer, sikt og nedbør over og rundt flyplassen i sanntid. Bildene som tas av kameraet overføres til flyplassens meteorologiske senter via et dedikert nettverk, og kombineres med data fra annet meteorologisk utstyr for å generere et meteorologisk situasjonskart over flyplassområdet. Når de meteorologiske forholdene er nær eller når den kritiske verdien for avgangs- og landingsstandardene for fly, vil systemet umiddelbart sende ut varselinformasjon til flygekontrollavdelingen, flyselskapene osv., noe som gir et beslutningsgrunnlag for flygekontrollkommando og flyplanlegging.
(III) Implementeringseffekt
Etter installering av skykameraet har flyplassens overvåkingsevne for komplekse meteorologiske forhold blitt betydelig forbedret. I lavskyet og tåkete vær kan rullebanens visuelle rekkevidde bedømmes mer nøyaktig, noe som gjør beslutninger om avgang og landing mer vitenskapelige og fornuftige. Antallet flyforsinkelser er redusert med 25 %, og antallet flykanselleringer på grunn av meteorologiske årsaker er redusert med 20 %. Samtidig har nivået av flysikkerhet blitt effektivt forbedret, noe som sikrer passasjerenes reisesikkerhet og normal driftsorden på flyplassen.
3. Forskningscase for astronomisk observasjon
(I) Prosjektbakgrunn
Når man utfører astronomiske observasjoner ved et astronomisk observatorium på Island, påvirkes det sterkt av værfaktorer, spesielt skydekke, noe som vil forstyrre observasjonsplanen i alvorlig grad. Tradisjonelle værmeldinger er vanskelige å nøyaktig forutsi kortsiktige værendringer på observasjonspunktet, noe som resulterer i at observasjonsutstyr ofte står stille og venter, noe som reduserer observasjonseffektiviteten og påvirker fremdriften i det vitenskapelige forskningsarbeidet. For å forbedre effektiviteten av astronomiske observasjoner bruker observatoriet en himmelkamera for å hjelpe observasjonen.
(II) Løsning
Himmelbildekameraet er installert i et åpent område på det astronomiske observatoriet for å ta himmelbilder i sanntid og analysere skydekket. Ved å koble det til astronomisk observasjonsutstyr, startes observasjonsutstyret automatisk for observasjon når himmelbildekameraet oppdager at det er færre skyer i observasjonsområdet og værforholdene er egnede. Hvis skylaget øker eller andre ugunstige værforhold oppstår, avbrytes observasjonen i tide og et tidlig varsel utstedes. Samtidig lagres og analyseres langsiktige himmelbildedata, og værendringsmønstrene på observasjonspunktene oppsummeres for å gi en referanse for utforming av observasjonsplaner.
(III) Implementeringseffekt
Etter at himmelkameraet ble tatt i bruk, økte den effektive observasjonstiden til det astronomiske observatoriet med 35 %, og utnyttelsesgraden til observasjonsutstyret ble betydelig forbedret. Forskere kan fange opp passende observasjonsmuligheter raskere, innhente mer astronomiske observasjonsdata av høy kvalitet og har oppnådd nye vitenskapelige forskningsresultater innen stjerneutvikling og galakseforskning, noe som effektivt har fremmet utviklingen av astronomisk forskning.
Himmelbildekameraet utfører sin funksjon ved å samle inn, behandle og analysere himmelbilder. Jeg vil i detalj forklare hvordan man innhenter bilder, analyserer meteorologiske elementer og sender ut resultater fra de to aspektene maskinvaresammensetning og programvarealgoritme, og forklare arbeidsprinsippet for deg.
Himmelkameraet overvåker hovedsakelig himmelforholdene og meteorologiske elementer gjennom optisk avbildning, bildegjenkjenning og dataanalyseteknologi. Prinsippet for drift er som følger:
Bildeopptak: Himmelkameraet er utstyrt med et vidvinkelobjektiv eller et fiskeøyeobjektiv, som kan ta panoramabilder av himmelen med en større synsvinkel. Rekkevidden til noe utstyr kan nå 360° ringfotografering, for å fange opp informasjon som skyer og glød på himmelen fullt ut. Objektivet konvergerer lyset til bildesensoren (for eksempel CCD- eller CMOS-sensor), og sensoren konverterer lyssignalet til et elektrisk signal eller et digitalt signal for å fullføre den første bildeopptaket.
Forbehandling av bilde: Det innsamlede originalbildet kan ha problemer som støy og ujevnt lys, og forbehandling er nødvendig. Bildestøy fjernes med en filtreringsalgoritme, og bildekontrast og lysstyrke justeres med histogramutjevning og andre metoder for å forbedre klarheten til mål som skyer i bildet for senere analyse.
Skydeteksjon og identifisering: Bruk bildegjenkjenningsalgoritmer til å analysere forhåndsbehandlede bilder og identifisere skyområder. Vanlige metoder inkluderer terskelsegmenteringsbaserte algoritmer, som setter passende terskler for å skille skyer fra bakgrunnen basert på forskjellene i gråtoner, farge og andre egenskaper mellom skyer og himmelbakgrunn; maskinlæringsbaserte algoritmer, som trener en stor mengde merkede himmelbildedata for å la modellen lære de karakteristiske mønstrene til skyer, og dermed identifisere skyer nøyaktig.
Meteorologisk elementanalyse:
Beregning av skyparametere: Etter å ha identifisert skyer, analyser parametere som skytykkelse, areal, bevegelseshastighet og retning. Ved å sammenligne bilder tatt på forskjellige tidspunkter, beregne endringen i skyposisjon, og deretter utlede bevegelseshastighet og -retning; estimer skytykkelsen basert på gråtoner eller fargeinformasjon om skyene i bildet, kombinert med den atmosfæriske strålingstransmisjonsmodellen.
Siktvurdering: Estimer atmosfærisk sikt ved å analysere klarhet, kontrast og andre trekk ved fjerne scener i bildet, kombinert med den atmosfæriske spredningsmodellen. Hvis de fjerne scenene i bildet er uskarpe og kontrasten er lav, betyr det at sikten er dårlig.
Vurdering av værfenomener: I tillegg til skyer kan himmelkameraer også identifisere andre værfenomener. Ved å analysere om det er regndråper, snøflak og andre reflekterte lyselementer i bildet, er det for eksempel mulig å avgjøre om det er nedbør. I henhold til himmelfargen og lysendringene er det mulig å hjelpe til med å avgjøre om det er værfenomener som tordenvær og tåke.
Databehandling og utdata: De analyserte meteorologiske elementdataene som skyer og sikt integreres og sendes ut i form av visuelle diagrammer, datarapporter osv. Noen himmelkameraer støtter også datafusjon med annet meteorologisk overvåkingsutstyr (som værradarer og værstasjoner) for å tilby omfattende meteorologiske informasjonstjenester for applikasjonsscenarier som værvarsling, flysikkerhet og astronomisk observasjon.
Hvis du vil vite mer om detaljene i prinsippene til en bestemt del av himmelkameraet, eller forskjellene i prinsippene til ulike typer utstyr, er det bare å fortelle meg det.
Honde Technology Co., LTD.
Tlf: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Selskapets nettside:www.hondetechco.com
Publisert: 19. juni 2025