1. Pilsētu meteoroloģiskā monitoringa un agrīnās brīdināšanas gadījums
(I) Projekta pamatinformācija
Meteoroloģiskajā monitoringā lielā Austrālijas pilsētā tradicionālajām meteoroloģisko novērojumu iekārtām ir zināmi ierobežojumi mākoņu sistēmas izmaiņu, nokrišņu platību un intensitātes monitoringā, un ir grūti apmierināt pilsētas izsmalcinātās meteoroloģiskā dienesta vajadzības. Īpaši pēkšņu spēcīgu konvektīvu laikapstākļu gadījumā nav iespējams savlaicīgi un precīzi izdot agrīnus brīdinājumus, kas rada lielu risku pilsētu iedzīvotāju dzīvībai, transportam un sabiedrības drošībai. Lai uzlabotu meteoroloģiskā monitoringa un agrīnās brīdināšanas iespējas, attiecīgās iestādes ieviesa debesu attēlveidotājus.
(II) Risinājums
Dažādās pilsētas vietās, piemēram, meteoroloģisko novērojumu stacijās, augstceltņu jumtos un citās atklātās vietās, ir uzstādīti vairāki debesu attēlveidotāji. Šie attēlveidotāji izmanto platleņķa objektīvus, lai reāllaikā uzņemtu debesu attēlus, izmanto attēlu atpazīšanas un apstrādes tehnoloģiju, lai analizētu mākoņu biezumu, kustības ātrumu, attīstības tendences utt., un apvieno tos ar tādiem datiem kā meteoroloģiskā radara un satelītu mākoņu attēli. Dati tiek savienoti ar pilsētas meteoroloģiskās uzraudzības un agrīnās brīdināšanas sistēmu, lai nodrošinātu nepārtrauktu 24 stundu uzraudzību. Tiklīdz tiek konstatētas neparastu laikapstākļu pazīmes, sistēma automātiski izdod agrīnās brīdināšanas informāciju attiecīgajām iestādēm un sabiedrībai.
(III) Īstenošanas ietekme
Pēc debesu attēlveidotāja nodošanas ekspluatācijā ievērojami uzlabojās pilsētu meteoroloģiskā monitoringa un agrīnās brīdināšanas savlaicīgums un precizitāte. Smagu konvektīvu laikapstākļu gadījumā mākoņu attīstība un kustības ceļš tika precīzi uzraudzīts 2 stundas iepriekš, kas pilsētas plūdu kontrolei, satiksmes novirzīšanai un citām nodaļām deva pietiekamu reaģēšanas laiku. Salīdzinot ar iepriekšējo laiku, meteoroloģisko brīdinājumu precizitāte ir palielinājusies par 30%, un sabiedrības apmierinātība ar meteoroloģiskajiem pakalpojumiem ir palielinājusies no 70% līdz 85%, efektīvi samazinot meteoroloģisko katastrofu radītos ekonomiskos zaudējumus un upurus.
2. Lidostas aviācijas drošības nodrošināšanas gadījums
(I) Projekta pamatinformācija
Lidmašīnu pacelšanās un nosēšanās laikā lidostā ASV austrumos lielu ietekmi rada zemie mākoņi, redzamība un citi meteoroloģiskie apstākļi. Sākotnējais meteoroloģiskās uzraudzības aprīkojums nav pietiekami precīzs, lai uzraudzītu meteoroloģiskās izmaiņas nelielā teritorijā ap lidostu. Zema mākoņu slāņa, miglas un citos laika apstākļos ir grūti precīzi novērtēt skrejceļa redzamību, kas palielina lidojumu kavēšanās, atcelšanas un pat drošības negadījumu risku, ietekmējot lidostas darbības efektivitāti un aviācijas drošību. Lai uzlabotu šo situāciju, lidostā tika ieviests debesu attēlveidotājs.
(II) Risinājums
Lidostas skrejceļa abos galos un galvenajās vietās ap to ir uzstādīti augstas precizitātes debesu attēlveidotāji, lai reāllaikā uzraudzītu un analizētu meteoroloģiskos elementus, piemēram, mākoņus, redzamību un nokrišņus virs lidostas un ap to. Attēlveidotāja uzņemtie attēli tiek pārraidīti uz lidostas meteoroloģisko centru, izmantojot īpašu tīklu, un apvienoti ar datiem no citām meteoroloģiskajām iekārtām, lai ģenerētu lidostas teritorijas meteoroloģiskās situācijas karti. Kad meteoroloģiskie apstākļi ir tuvu vai sasniedz lidojumu pacelšanās un nosēšanās standartu kritisko vērtību, sistēma nekavējoties izdos brīdinājuma informāciju gaisa satiksmes vadības nodaļai, aviokompānijām utt., nodrošinot lēmumu pieņemšanas pamatu gaisa satiksmes vadības vadībai un lidojumu plānošanai.
(III) Īstenošanas ietekme
Pēc debesu attēlveidotāja uzstādīšanas lidostas uzraudzības spējas sarežģītos meteoroloģiskajos apstākļos ir ievērojami uzlabotas. Zema mākoņu slāņa un miglainā laikā skrejceļa redzamību var novērtēt precīzāk, padarot lidojumu pacelšanās un nosēšanās lēmumus zinātniskākus un pamatotākus. Lidojumu kavēšanās līmenis ir samazināts par 25%, un lidojumu atcelšanas skaits meteoroloģisku iemeslu dēļ ir samazinājies par 20%. Vienlaikus ir efektīvi uzlabots aviācijas drošības līmenis, nodrošinot pasažieru ceļošanas drošību un lidostas normālu darbības kārtību.
3. Astronomisko novērojumu palīgpētījumu gadījums
(I) Projekta pamatinformācija
Veicot astronomiskus novērojumus Islandes astronomiskajā observatorijā, to lielā mērā ietekmē laikapstākļi, īpaši mākoņu sega, kas nopietni traucēs novērošanas plānam. Tradicionālajās laika prognozēs ir grūti precīzi paredzēt īslaicīgas laikapstākļu izmaiņas novērošanas punktā, kā rezultātā novērošanas iekārtas bieži vien stāv dīkstāvē un gaida, samazinot novērošanas efektivitāti un ietekmējot zinātniskās pētniecības darba gaitu. Lai uzlabotu astronomisko novērojumu efektivitāti, observatorija novērošanas atbalstam izmanto debesu attēlveidotāju.
(II) Risinājums
Debesu attēlveidotājs ir uzstādīts astronomiskās observatorijas atklātā vietā, lai reāllaikā uzņemtu debesu attēlus un analizētu mākoņu pārklājumu. Savienojot to ar astronomisko novērošanas aprīkojumu, kad debesu attēlveidotājs konstatē, ka novērošanas zonā ir mazāk mākoņu un laika apstākļi ir piemēroti, astronomisko novērošanas aprīkojums tiek automātiski ieslēgts novērošanai; ja mākoņu slānis palielinās vai rodas citi nelabvēlīgi laika apstākļi, novērošana tiek laikus apturēta un tiek izdots agrīns brīdinājums. Vienlaikus tiek saglabāti un analizēti ilgtermiņa debesu attēlu dati, un tiek apkopoti novērošanas punktu laika apstākļu izmaiņu modeļi, lai sniegtu atsauci novērošanas plānu izstrādei.
(III) Īstenošanas ietekme
Pēc debesu attēlveidotāja nodošanas ekspluatācijā astronomiskās observatorijas efektīvais novērošanas laiks palielinājās par 35 %, un novērošanas iekārtu izmantošanas līmenis ievērojami uzlabojās. Pētnieki var savlaicīgāk izmantot piemērotas novērošanas iespējas, iegūt kvalitatīvākus astronomisko novērojumu datus un ir sasnieguši jaunus zinātnisko pētījumu rezultātus zvaigžņu evolūcijas un galaktiku izpētes jomā, kas ir efektīvi veicinājis astronomisko pētījumu attīstību.
Debesu attēlveidotājs savu funkciju veic, apkopojot, apstrādājot un analizējot debesu attēlus. Es detalizēti aprakstīšu, kā iegūt attēlus, analizēt meteoroloģiskos elementus un izvadīt rezultātus, izmantojot divus aparatūras sastāva un programmatūras algoritma aspektus, kā arī paskaidrošu darbības principu.
Debesu attēlveidotājs galvenokārt uzrauga debesu apstākļus un meteoroloģiskos elementus, izmantojot optisko attēlveidošanu, attēlu atpazīšanu un datu analīzes tehnoloģiju. Tā darbības princips ir šāds:
Attēlu iegūšana: Debesu attēlveidotājs ir aprīkots ar platleņķa objektīvu vai zivs acs objektīvu, kas var uzņemt panorāmas debesu attēlus ar lielāku skata leņķi. Dažu iekārtu fotografēšanas diapazons var sasniegt 360° gredzenveida uzņemšanu, lai pilnībā uztvertu informāciju, piemēram, mākoņus un debesu spīdumu. Objektīvs konvertē gaismu uz attēla sensoru (piemēram, CCD vai CMOS sensoru), un sensors pārveido gaismas signālu elektriskā signālā vai digitālā signālā, lai pabeigtu sākotnējo attēla iegūšanu.
Attēla pirmapstrāde: Apkopotajam sākotnējam attēlam var būt tādas problēmas kā troksnis un nevienmērīgs apgaismojums, un ir nepieciešama pirmapstrāde. Attēla troksnis tiek noņemts, izmantojot filtrēšanas algoritmu, un attēla kontrasts un spilgtums tiek pielāgots, izmantojot histogrammas izlīdzināšanu un citas metodes, lai uzlabotu mērķu, piemēram, mākoņu, skaidrību attēlā turpmākai analīzei.
Mākoņu noteikšana un identificēšana: Izmantojiet attēlu atpazīšanas algoritmus, lai analizētu iepriekš apstrādātus attēlus un identificētu mākoņu zonas. Izplatītākās metodes ietver uz sliekšņa segmentāciju balstītus algoritmus, kas nosaka atbilstošus sliekšņus, lai atdalītu mākoņus no fona, pamatojoties uz pelēktoņu, krāsu un citu īpašību atšķirībām starp mākoņiem un debesu fonu; uz mašīnmācīšanos balstītus algoritmus, kas apmāca lielu daudzumu marķētu debesu attēlu datu, lai modelis varētu apgūt mākoņu raksturīgos modeļus, tādējādi precīzi identificējot mākoņus.
Meteoroloģisko elementu analīze:
Mākoņa parametru aprēķins: Pēc mākoņu identificēšanas analizējiet tādus parametrus kā mākoņa biezums, platība, kustības ātrums un virziens. Salīdzinot dažādos laikos uzņemtus attēlus, aprēķiniet mākoņa pozīcijas izmaiņas un pēc tam iegūstiet kustības ātrumu un virzienu; novērtējiet mākoņa biezumu, pamatojoties uz attēlā redzamo mākoņu pelēktoņu vai krāsu informāciju, apvienojumā ar atmosfēras starojuma caurlaidības modeli.
Redzamības novērtējums: novērtējiet atmosfēras redzamību, analizējot attēlā redzamo tālu ainu skaidrību, kontrastu un citas īpašības, apvienojumā ar atmosfēras izkliedes modeli. Ja attēlā redzamās tālu ainas ir izplūdušas un kontrasts ir zems, tas nozīmē, ka redzamība ir slikta.
Laikapstākļu parādību novērtējums: Papildus mākoņiem debesu attēlveidotāji var identificēt arī citas laikapstākļu parādības. Piemēram, analizējot, vai attēlā ir lietus lāses, sniegpārslas un citi atstarotas gaismas elementi, ir iespējams noteikt, vai ir nokrišņi; atbilstoši debesu krāsai un gaismas izmaiņām ir iespējams palīdzēt noteikt, vai ir tādas laikapstākļu parādības kā pērkona negaiss un migla.
Datu apstrāde un izvade: Analizētie meteoroloģisko elementu dati, piemēram, mākoņi un redzamība, tiek integrēti un izvadīti vizuālu diagrammu, datu pārskatu u. c. veidā. Daži debesu attēlveidotāji atbalsta arī datu sapludināšanu ar citām meteoroloģiskās uzraudzības iekārtām (piemēram, laikapstākļu radariem un laikapstākļu stacijām), lai sniegtu visaptverošus meteoroloģiskās informācijas pakalpojumus tādiem lietojumu scenārijiem kā laika prognozēšana, aviācijas drošība un astronomiskie novērojumi.
Ja vēlaties uzzināt vairāk par noteiktas debesu attēlveidotāja daļas principu detaļām vai dažādu iekārtu veidu principu atšķirībām, lūdzu, nekautrējieties man to pateikt.
Honde Technology Co., LTD.
Tālrunis: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Uzņēmuma tīmekļa vietne:www.hondetechco.com
Publicēšanas laiks: 2025. gada 19. jūnijs