1. Tilfælde med bymeteorologisk overvågning og tidlig varsling
(I) Projektbaggrund
I forbindelse med meteorologisk overvågning i en stor australsk by har traditionelt meteorologisk observationsudstyr visse begrænsninger i overvågningen af ændringer i skysystemet, nedbørsområder og -intensitet, og det er vanskeligt at opfylde byens behov for raffinerede meteorologiske tjenester. Især i tilfælde af pludselig kraftig konvektiv vejr er det umuligt at udstede tidlige advarsler rettidigt og præcist, hvilket udgør en stor risiko for byboernes liv, transport og offentlig sikkerhed. For at forbedre evnen til meteorologisk overvågning og tidlig varsling har relevante afdelinger indført himmelbilleder.
(II) Løsning
I forskellige områder af byen, såsom meteorologiske observationsstationer, hustage på højhuse og andre åbne steder, er der installeret flere himmelkameraer. Disse kameraer bruger vidvinkelobjektiver til at optage himmelbilleder i realtid, bruger billedgenkendelses- og behandlingsteknologi til at analysere tykkelsen, bevægelseshastigheden, udviklingstendensen for skyer osv. og kombinerer dem med data såsom meteorologisk radar og satellitbilleder af skyer. Dataene er forbundet til det bymæssige meteorologiske overvågnings- og tidlige varslingssystem for at opnå 24-timers uafbrudt overvågning. Når der findes tegn på unormalt vejr, udsender systemet automatisk tidlige varslingsoplysninger til relevante afdelinger og offentligheden.
(III) Implementeringseffekt
Efter at skykameraet blev taget i brug, blev aktualiteten og nøjagtigheden af bymæssig meteorologisk overvågning og tidlig varsling betydeligt forbedret. Under en alvorlig konvektiv vejrhændelse blev skyernes udvikling og bevægelsesbane nøjagtigt overvåget 2 timer i forvejen, hvilket gav byens oversvømmelseskontrol, trafikomledning og andre afdelinger tilstrækkelig responstid. Sammenlignet med tidligere er nøjagtigheden af meteorologiske advarsler steget med 30 %, og offentlighedens tilfredshed med meteorologiske tjenester er steget fra 70 % til 85 %, hvilket effektivt reducerer de økonomiske tab og tab forårsaget af meteorologiske katastrofer.
2. Sikkerhedsgaranti for lufthavnsflyvninger
(I) Projektbaggrund
Under start og landing af fly i en lufthavn i det østlige USA har lavliggende skyer, sigtbarhed og andre meteorologiske forhold stor indflydelse. Det originale meteorologiske overvågningsudstyr er ikke præcist nok til at overvåge de meteorologiske ændringer i et lille område omkring lufthavnen. I lav skydekke, tåge og andre vejrforhold er det vanskeligt at bedømme landingsbanens sigtbarhed nøjagtigt, hvilket øger risikoen for flyforsinkelser, aflysninger og endda sikkerhedsulykker, hvilket påvirker lufthavnens driftseffektivitet og luftfartssikkerhed. For at forbedre denne situation har lufthavnen implementeret et skykamera.
(II) Løsning
Højpræcisionskameraer til himmelsfæren er installeret i begge ender af lufthavnens landingsbane og på centrale steder omkring den for at overvåge og analysere meteorologiske elementer såsom skyer, sigtbarhed og nedbør over og omkring lufthavnen i realtid. Billederne taget af kameraet transmitteres til lufthavnens meteorologiske center via et dedikeret netværk og kombineres med data fra andet meteorologisk udstyr for at generere et meteorologisk situationskort over lufthavnsområdet. Når de meteorologiske forhold er tæt på eller når den kritiske værdi for start- og landingsstandarderne, vil systemet straks udstede advarselsinformation til flyvekontrolafdelingen, flyselskaber osv., hvilket giver et beslutningsgrundlag for flyvekontrolkommando og flyveplanlægning.
(III) Implementeringseffekt
Efter installationen af skykameraet er lufthavnens overvågningsevne under komplekse meteorologiske forhold blevet betydeligt forbedret. I lavt skyet og tåget vejr kan landingsbanens synsvidde bedømmes mere præcist, hvilket gør beslutninger om start og landing mere videnskabelige og rimelige. Antallet af flyforsinkelser er reduceret med 25 %, og antallet af flyaflysninger på grund af meteorologiske årsager er reduceret med 20 %. Samtidig er niveauet af luftfartssikkerhed blevet effektivt forbedret, hvilket sikrer passagerernes rejsesikkerhed og lufthavnens normale driftsorden.
3. Astronomisk observationshjælpeforskningscase
(I) Projektbaggrund
Når man udfører astronomiske observationer på et astronomisk observatorium i Island, påvirkes det i høj grad af vejrfaktorer, især skydække, hvilket i alvorlig grad vil forstyrre observationsplanen. Traditionelle vejrudsigter er vanskelige at forudsige kortsigtede vejrændringer på observationspunktet præcist, hvilket resulterer i, at observationsudstyr ofte står stille og venter, hvilket reducerer observationseffektiviteten og påvirker fremskridtet i det videnskabelige forskningsarbejde. For at forbedre effektiviteten af astronomiske observationer bruger observatoriet en himmelkamera til at understøtte observationen.
(II) Løsning
Himmelkameraet er installeret i et åbent område på det astronomiske observatorium for at optage billeder af himlen i realtid og analysere skydækket. Ved at forbinde det med astronomisk observationsudstyr, startes observationsudstyret automatisk til observation, når himmelkameraet registrerer, at der er færre skyer i observationsområdet, og vejrforholdene er egnede. Hvis skylaget stiger, eller andre ugunstige vejrforhold opstår, suspenderes observationen i tide, og der udsendes en tidlig advarsel. Samtidig lagres og analyseres de langsigtede himmelbilleddata, og vejrændringsmønstrene på observationspunkterne opsummeres for at danne en reference for formulering af observationsplaner.
(III) Implementeringseffekt
Efter at himmelkameraet blev taget i brug, steg den effektive observationstid på det astronomiske observatorium med 35 %, og udnyttelsesgraden af observationsudstyret blev forbedret betydeligt. Forskere kan finde passende observationsmuligheder mere rettidigt, indhente mere højkvalitets astronomiske observationsdata og har opnået nye videnskabelige forskningsresultater inden for stjerneudvikling og galakseforskning, hvilket effektivt har fremmet udviklingen af astronomisk forskning.
Himmelkameraet udfører sin funktion ved at indsamle, behandle og analysere himmelbilleder. Jeg vil i detaljer gennemgå, hvordan man får billeder, analyserer meteorologiske elementer og udskriver resultater ud fra de to aspekter af hardwaresammensætning og softwarealgoritme, og forklare funktionsprincippet for dig.
Himmelkameraet overvåger primært himmelforholdene og meteorologiske elementer ved hjælp af optisk billeddannelse, billedgenkendelse og dataanalyseteknologi. Dets arbejdsprincip er som følger:
Billedoptagelse: Himmelkameraet er udstyret med et vidvinkelobjektiv eller et fiskeøjeobjektiv, der kan optage panoramabilleder af himlen med en større synsvinkel. Optageområdet for noget udstyr kan nå 360° ringoptagelse for fuldt ud at optage information såsom skyer og glød på himlen. Objektivet konvergerer lyset til billedsensoren (såsom CCD- eller CMOS-sensor), og sensoren konverterer lyssignalet til et elektrisk signal eller et digitalt signal for at fuldføre den indledende billedoptagelse.
Billedforbehandling: Det indsamlede originalbillede kan have problemer såsom støj og ujævnt lys, og forbehandling er nødvendig. Billedstøj fjernes ved hjælp af en filtreringsalgoritme, og billedkontrast og lysstyrke justeres ved hjælp af histogramudligning og andre metoder for at forbedre klarheden af mål såsom skyer i billedet til efterfølgende analyse.
Skydetektion og -identifikation: Brug billedgenkendelsesalgoritmer til at analysere forbehandlede billeder og identificere skyområder. Almindelige metoder omfatter tærskelsegmenteringsbaserede algoritmer, som sætter passende tærskler for at adskille skyer fra baggrunden baseret på forskellene i gråtoner, farve og andre funktioner mellem skyer og himmelbaggrund; maskinlæringsbaserede algoritmer, som træner en stor mængde mærkede himmelbilleddata for at give modellen mulighed for at lære skyernes karakteristiske mønstre og derved præcist identificere skyer.
Meteorologisk elementanalyse:
Beregning af skyparametre: Efter identifikation af skyer analyseres parametre som skytykkelse, areal, bevægelseshastighed og retning. Ved at sammenligne billeder taget på forskellige tidspunkter beregnes ændringen i skyernes position, og derefter udledes bevægelseshastigheden og -retningen. Estimer skytykkelsen baseret på gråtoner eller farveoplysninger om skyerne i billedet kombineret med den atmosfæriske strålingstransmissionsmodel.
Synlighedsvurdering: Estimer atmosfærisk synlighed ved at analysere klarhed, kontrast og andre træk ved fjerne scener i billedet kombineret med den atmosfæriske spredningsmodel. Hvis de fjerne scener i billedet er slørede, og kontrasten er lav, betyder det, at sigtbarheden er dårlig.
Vurdering af vejrfænomener: Ud over skyer kan himmelkameraer også identificere andre vejrfænomener. For eksempel kan man ved at analysere, om der er regndråber, snefnug og andre reflekterede lyselementer i billedet, afgøre, om der er nedbør; i henhold til himlens farve og lysændringer kan man hjælpe med at afgøre, om der er vejrfænomener som tordenvejr og tåge.
Databehandling og output: De analyserede meteorologiske elementdata såsom skyer og sigtbarhed integreres og outputtes i form af visuelle diagrammer, datarapporter osv. Nogle himmelkameraer understøtter også datafusion med andet meteorologisk overvågningsudstyr (såsom vejrradarer og vejrstationer) for at levere omfattende meteorologiske informationstjenester til anvendelsesscenarier såsom vejrudsigter, luftfartssikkerhed og astronomisk observation.
Hvis du vil vide mere om detaljerne i principperne for en bestemt del af himmelkameraet, eller forskellene i principperne for forskellige typer udstyr, er du velkommen til at fortælle mig det.
Honde Technology Co., LTD.
Tlf.: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Virksomhedens hjemmeside:www.hondetechco.com
Opslagstidspunkt: 19. juni 2025