1. Случај урбаног метеоролошког праћења и раног упозоравања
(I) Позадина пројекта
У метеоролошком праћењу у великом аустралијском граду, традиционална опрема за метеоролошко посматрање има одређена ограничења у праћењу промена облачног система, подручја и интензитета падавина, и тешко је задовољити потребе града за префињеним метеоролошким службама. Посебно у случају изненадних јаких конвективних временских услова, немогуће је благовремено и тачно издати рана упозорења, што представља велики ризик за животе градских становника, саобраћај и јавну безбедност. Да би се побољшале могућности метеоролошког праћења и раног упозоравања, надлежна одељења су увела снимаче неба.
(II) Решење
У различитим деловима града, као што су метеоролошке осматрачнице, кровови високих зграда и друге отворене локације, инсталирано је више снимача неба. Ови снимачи користе широкоугаона сочива за снимање неба у реалном времену, користе технологију препознавања и обраде слика за анализу дебљине, брзине кретања, тренда развоја облака итд. и комбинују их са подацима као што су метеоролошки радарски и сателитски снимци облака. Подаци су повезани са градским метеоролошким системом за праћење и рано упозоравање како би се постигло 24-часовно непрекидно праћење. Када се пронађу знаци абнормалног времена, систем аутоматски издаје информације о раном упозорењу надлежним одељењима и јавности.
(III) Ефекат имплементације
Након што је снимач неба пуштен у употребу, благовременост и тачност градског метеоролошког праћења и раног упозоравања су значајно побољшани. Током јаког конвективног временског догађаја, развој и путања кретања облака су прецизно праћени 2 сата унапред, што је градској контроли поплава, преусмеравању саобраћаја и другим одељењима дало довољно времена за реаговање. У поређењу са прошлошћу, тачност метеоролошких упозорења је повећана за 30%, а задовољство јавности метеоролошким услугама је порасло са 70% на 85%, што је ефикасно смањило економске губитке и жртве изазване метеоролошким катастрофама.
2. Случај обезбеђивања безбедности авијације на аеродромима
(I) Позадина пројекта
Током полетања и слетања авиона на аеродрому у источном делу Сједињених Држава, облаци на малим надморским висинама, видљивост и други метеоролошки услови имају велики утицај. Оригинална опрема за метеоролошко праћење није довољно прецизна да би пратила метеоролошке промене у малом подручју око аеродрома. У условима ниске облака, магле и других временских услова, тешко је прецизно проценити видљивост на писти, што повећава ризик од кашњења летова, отказивања, па чак и безбедносних незгода, што утиче на оперативну ефикасност аеродрома и безбедност авијације. Да би се побољшала ова ситуација, аеродром је распоредио снимач неба.
(II) Решење
Високопрецизни снимачи неба инсталирани су на оба краја аеродромске писте и кључним локацијама око ње како би се у реалном времену пратили и анализирали метеоролошки елементи као што су облаци, видљивост и падавине изнад и око аеродрома. Слике које снима снимач преносе се у метеоролошки центар аеродрома путем наменске мреже и комбинују се са подацима из друге метеоролошке опреме како би се генерисала мапа метеоролошке ситуације подручја аеродрома. Када су метеоролошки услови близу или достигну критичну вредност стандарда за полетање и слетање авиона, систем ће одмах издати упозоравајуће информације одељењу за контролу летења, авио-компанијама итд., пружајући основу за доношење одлука за командовање контролом летења и заказивање летова.
(III) Ефекат имплементације
Након инсталирања снимача неба, могућности аеродрома за праћење сложених метеоролошких услова су значајно побољшане. У условима ниске облачности и магле, видљивост писте може се прецизније проценити, што одлуке о полетању и слетању авиона чини научнијим и разумнијим. Стопа кашњења летова је смањена за 25%, а број отказивања летова због метеоролошких разлога је смањен за 20%. Истовремено, ниво безбедности авијације је ефикасно побољшан, осигуравајући безбедност путовања путника и нормалан редослед рада аеродрома.
3. Случај помоћног истраживања астрономског посматрања
(I) Позадина пројекта
Приликом спровођења астрономских посматрања у астрономској опсерваторији на Исланду, на њу у великој мери утичу временски фактори, посебно облачност, што озбиљно омета план посматрања. Традиционалним временским прогнозама је тешко прецизно предвидети краткорочне временске промене на тачки посматрања, што доводи до тога да опрема за посматрање често мирује и чека, смањујући ефикасност посматрања и утичући на напредак научноистраживачког рада. Да би се побољшала ефикасност астрономског посматрања, опсерваторија користи снимач неба као помоћ у посматрању.
(II) Решење
Снимач неба је инсталиран на отвореном простору астрономске опсерваторије како би снимао слике неба у реалном времену и анализирао покривеност облачношћу. Повезивањем са астрономском опремом за посматрање, када снимач неба детектује да има мање облака у подручју посматрања и да су временски услови погодни, астрономска опрема за посматрање се аутоматски покреће за посматрање; ако се слој облака повећа или догоде други неповољни временски услови, посматрање се обуставља на време и издаје се рано упозорење. Истовремено, дугорочни подаци о снимцима неба се чувају и анализирају, а обрасци промена времена на тачкама посматрања се сумирају како би се пружила референца за формулисање планова посматрања.
(III) Ефекат имплементације
Након што је снимач неба пуштен у употребу, ефективно време посматрања астрономске опсерваторије повећано је за 35%, а стопа искоришћења опреме за посматрање је значајно побољшана. Истраживачи могу благовременије да ухвате погодне прилике за посматрање, добију квалитетније астрономске податке посматрања и постигли су нове научне резултате у областима еволуције звезда и истраживања галаксија, што је ефикасно промовисало развој астрономских истраживања.
Снимач неба остварује своју функцију прикупљањем, обрадом и анализом слика неба. Детаљно ћу анализирати како се добијају слике, анализирају метеоролошки елементи и излазе резултати из два аспекта, састава хардвера и софтверског алгоритма, и објаснити вам принцип рада.
Снимач неба углавном прати услове на небу и метеоролошке елементе путем оптичког снимања, препознавања слика и технологије анализе података. Његов принцип рада је следећи:
Снимање слике: Снимач неба је опремљен широкоугаоним објективом или објективом типа „рибље око“, који може да снима панорамске слике неба са већим углом гледања. Домет снимања неке опреме може достићи прстенасто снимање од 360°, како би се у потпуности снимиле информације попут облака и сјаја на небу. Објектив конвергира светлост на сензор слике (као што је CCD или CMOS сензор), а сензор претвара светлосни сигнал у електрични сигнал или дигитални сигнал како би се завршило почетно снимање слике.
Претходна обрада слике: Прикупљена оригинална слика може имати проблеме као што су шум и неуједначено осветљење, те је потребна претходна обрада. Шум са слике се уклања алгоритмом филтрирања, а контраст и осветљеност слике се подешавају изједначавањем хистограма и другим методама како би се побољшала јасноћа циљева као што су облаци на слици за накнадну анализу.
Детекција и идентификација облака: Користите алгоритме за препознавање слика за анализу претходно обрађених слика и идентификацију области облака. Уобичајене методе укључују алгоритме засноване на сегментацији прагова, који постављају одговарајуће прагове за одвајање облака од позадине на основу разлика у сивим тоновима, боји и другим карактеристикама између облака и позадине неба; алгоритме засноване на машинском учењу, који тренирају велику количину означених података слике неба како би омогућили моделу да научи карактеристичне обрасце облака, чиме се прецизно идентификују облаки.
Анализа метеоролошких елемената:
Израчунавање параметара облака: Након идентификације облака, анализирајте параметре као што су дебљина облака, површина, брзина и смер кретања. Поређењем слика снимљених у различито време, израчунајте промену положаја облака, а затим изведите брзину и смер кретања; процените дебљину облака на основу информација о сивим тоновима или бојама облака на слици, у комбинацији са моделом преноса атмосферског зрачења.
Процена видљивости: Процените атмосферску видљивост анализом јасноће, контраста и других карактеристика удаљених сцена на слици, у комбинацији са моделом атмосферског расејања. Ако су удаљене сцене на слици замућене, а контраст низак, то значи да је видљивост лоша.
Процена временских појава: Поред облака, снимачи неба могу да идентификују и друге временске појаве. На пример, анализом да ли на слици постоје капи кише, пахуље и друге рефлектоване светлосне карактеристике, могуће је утврдити да ли постоји време са падавинама; према боји неба и променама светлости, могуће је помоћи у утврђивању да ли постоје временске појаве попут грмљавине и магле.
Обрада и излаз података: Анализирани подаци о метеоролошким елементима, као што су облаци и видљивост, интегришу се и приказују у облику визуелних графикона, извештаја о подацима итд. Неки уређаји за снимање неба такође подржавају фузију података са другом опремом за метеоролошко праћење (као што су метеоролошки радари и метеоролошке станице) како би се пружиле свеобухватне метеоролошке информативне услуге за сценарије примене као што су прогноза времена, безбедност ваздухопловства и астрономско посматрање.
Ако желите да сазнате више о детаљима принципа одређеног дела снимача неба или о разликама у принципима различитих врста опреме, слободно ми реците.
Хонде Технолоџи Ко., Лтд.
Тел: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Веб-сајт компаније:www.hondetechco.com
Време објаве: 19. јун 2025.