1. Slučaj urbanog meteorološkog monitoringa i ranog upozoravanja
(I) Pozadina projekta
U meteorološkom praćenju u velikom australijskom gradu, tradicionalna oprema za meteorološka posmatranja ima određena ograničenja u praćenju promjena sistema oblaka, područja i intenziteta padavina, te je teško zadovoljiti potrebe grada za sofisticiranom meteorološkom službom. Posebno u slučaju iznenadnog jakog konvektivnog vremena, nemoguće je izdati rana upozorenja na vrijeme i tačno, što predstavlja veliki rizik za živote gradskih stanovnika, transport i javnu sigurnost. Kako bi se poboljšale mogućnosti meteorološkog praćenja i ranog upozoravanja, nadležna odjeljenja su uvela kamere za snimanje neba.
(II) Rješenje
U različitim dijelovima grada, kao što su meteorološke osmatračnice, krovovi visokih zgrada i druge otvorene lokacije, instalirano je više snimača neba. Ovi snimači koriste širokokutne objektive za snimanje neba u stvarnom vremenu, koriste tehnologiju prepoznavanja i obrade slika za analizu debljine, brzine kretanja, trenda razvoja oblaka itd., te ih kombiniraju s podacima kao što su meteorološki radarski i satelitski snimci oblaka. Podaci su povezani s gradskim meteorološkim sistemom za praćenje i rano upozoravanje kako bi se postiglo 24-satno neprekidno praćenje. Čim se pronađu znakovi abnormalnih vremenskih uvjeta, sistem automatski izdaje informacije o ranom upozoravanju nadležnim odjelima i javnosti.
(III) Učinak implementacije
Nakon što je uređaj za snimanje neba pušten u upotrebu, pravovremenost i tačnost urbanog meteorološkog praćenja i ranog upozoravanja su znatno poboljšani. Tokom teških konvektivnih vremenskih prilika, razvoj i putanja kretanja oblaka su precizno praćeni 2 sata unaprijed, što je gradskim odjelima za kontrolu poplava, preusmjeravanje saobraćaja i drugim odjelima dalo dovoljno vremena za reakciju. U poređenju s prošlošću, tačnost meteoroloških upozorenja je povećana za 30%, a zadovoljstvo javnosti meteorološkim uslugama je poraslo sa 70% na 85%, što je efektivno smanjilo ekonomske gubitke i žrtve uzrokovane meteorološkim katastrofama.
2. Slučaj osiguranja sigurnosti zračnog prometa na aerodromu
(I) Pozadina projekta
Tokom polijetanja i slijetanja aviona na aerodromu na istoku Sjedinjenih Američkih Država, oblaci na malim visinama, vidljivost i drugi meteorološki uslovi imaju veliki utjecaj. Originalna oprema za meteorološki monitoring nije dovoljno precizna da prati meteorološke promjene na malom području oko aerodroma. U uslovima niske oblaka, magle i drugih vremenskih uslova, teško je precizno procijeniti vidljivost piste, što povećava rizik od kašnjenja letova, otkazivanja, pa čak i sigurnosnih nezgoda, što utiče na operativnu efikasnost aerodroma i sigurnost vazduhoplovstva. Kako bi se poboljšala ova situacija, aerodrom je instalirao snimač neba.
(II) Rješenje
Visokoprecizni snimači neba instalirani su na oba kraja aerodromske piste i ključnim lokacijama oko nje kako bi se u realnom vremenu pratili i analizirali meteorološki elementi poput oblaka, vidljivosti i padavina iznad i oko aerodroma. Slike snimljene snimačem prenose se u aerodromski meteorološki centar putem namjenske mreže i kombinuju se s podacima iz druge meteorološke opreme kako bi se generirala karta meteorološke situacije područja aerodroma. Kada se meteorološki uslovi približe ili dostignu kritičnu vrijednost standarda za polijetanje i slijetanje aviona, sistem će odmah izdati upozorenja odjeljenju kontrole leta, aviokompanijama itd., pružajući osnovu za donošenje odluka za komandovanje kontrole leta i planiranje letova.
(III) Učinak implementacije
Nakon instaliranja kamere neba, značajno je poboljšana sposobnost aerodroma da prati složene meteorološke uslove. U uslovima niske oblačnosti i magle, vidljivost piste se može preciznije procijeniti, što odluke o polijetanju i slijetanju aviona čini naučnijim i razumnijim. Stopa kašnjenja letova smanjena je za 25%, a broj otkazivanja letova zbog meteoroloških razloga smanjen je za 20%. Istovremeno, nivo sigurnosti vazduhoplovstva je efikasno poboljšan, osiguravajući sigurnost putovanja putnika i normalan rad aerodroma.
3. Pomoćni istraživački slučaj astronomskog posmatranja
(I) Pozadina projekta
Prilikom provođenja astronomskih posmatranja u astronomskoj opservatoriji na Islandu, na nju uveliko utiču vremenski faktori, posebno oblačnost, koja ozbiljno ometa plan posmatranja. Tradicionalne vremenske prognoze teško omogućavaju precizno predviđanje kratkoročnih vremenskih promjena na tački posmatranja, što rezultira time da oprema za posmatranje često miruje i čeka, smanjujući efikasnost posmatranja i utičući na napredak naučno-istraživačkog rada. Kako bi se poboljšala efikasnost astronomskih posmatranja, opservatorija koristi snimač neba kao pomoć pri posmatranju.
(II) Rješenje
Snimač neba je instaliran na otvorenom prostoru astronomske opservatorije kako bi snimao slike neba u realnom vremenu i analizirao pokrivenost oblacima. Povezivanjem s astronomskom opremom za posmatranje, kada snimač neba otkrije da ima manje oblaka u području posmatranja i da su vremenski uslovi pogodni, astronomska oprema za posmatranje se automatski pokreće za posmatranje; ako se sloj oblaka poveća ili se pojave drugi nepovoljni vremenski uslovi, posmatranje se privremeno obustavlja i izdaje se rano upozorenje. Istovremeno, dugoročni podaci o slikama neba se pohranjuju i analiziraju, a obrasci promjena vremena na tačkama posmatranja se sumiraju kako bi se pružila referenca za formulisanje planova posmatranja.
(III) Učinak implementacije
Nakon što je uređaj za snimanje neba pušten u upotrebu, efektivno vrijeme posmatranja astronomske opservatorije povećano je za 35%, a stopa iskorištenosti opreme za posmatranje značajno je poboljšana. Istraživači mogu pravovremeno uhvatiti pogodne prilike za posmatranje, dobiti kvalitetnije astronomske podatke posmatranja i postigli su nove naučno-istraživačke rezultate u oblastima evolucije zvijezda i istraživanja galaksija, što je efikasno promovisalo razvoj astronomskih istraživanja.
Uređaj za snimanje neba ostvaruje svoju funkciju prikupljanjem, obradom i analizom slika neba. Detaljno ću rastaviti kako dobiti slike, analizirati meteorološke elemente i izbaciti rezultate iz dva aspekta, sastava hardvera i softverskog algoritma, te vam objasniti princip rada.
Snimač neba uglavnom prati uslove na nebu i meteorološke elemente putem optičkog snimanja, prepoznavanja slika i tehnologije analize podataka. Njegov princip rada je sljedeći:
Snimanje slike: Uređaj za snimanje neba opremljen je širokokutnim objektivom ili objektivom tipa riblje oko, koji može snimati panoramske slike neba sa širim uglom gledanja. Raspon snimanja neke opreme može doseći 360° prstenastog snimanja, kako bi se u potpunosti snimile informacije poput oblaka i sjaja na nebu. Objektiv konvergira svjetlost na senzor slike (kao što je CCD ili CMOS senzor), a senzor pretvara svjetlosni signal u električni ili digitalni signal kako bi se dovršilo početno snimanje slike.
Prethodna obrada slike: Prikupljena originalna slika može imati probleme poput šuma i neujednačenog osvjetljenja, te je potrebna prethodna obrada. Šum slike se uklanja algoritmom filtriranja, a kontrast i svjetlina slike se podešavaju izjednačavanjem histograma i drugim metodama kako bi se poboljšala jasnoća ciljeva poput oblaka na slici za naknadnu analizu.
Detekcija i identifikacija oblaka: Koristite algoritme za prepoznavanje slike za analizu prethodno obrađenih slika i identifikaciju područja oblaka. Uobičajene metode uključuju algoritme zasnovane na segmentaciji pragova, koji postavljaju odgovarajuće pragove za odvajanje oblaka od pozadine na osnovu razlika u sivoj skali, boji i drugim karakteristikama između oblaka i pozadine neba; algoritme zasnovane na mašinskom učenju, koji obučavaju veliku količinu označenih podataka o slici neba kako bi model mogao naučiti karakteristične obrasce oblaka, čime se precizno identifikuju oblaci.
Analiza meteoroloških elemenata:
Izračunavanje parametara oblaka: Nakon identifikacije oblaka, analizirajte parametre kao što su debljina oblaka, površina, brzina i smjer kretanja. Poređenjem slika snimljenih u različito vrijeme, izračunajte promjenu položaja oblaka, a zatim izvedite brzinu i smjer kretanja; procijenite debljinu oblaka na osnovu informacija o sivoj skali ili boji oblaka na slici, u kombinaciji s modelom prenosa atmosferskog zračenja.
Procjena vidljivosti: Procijenite atmosfersku vidljivost analizom jasnoće, kontrasta i drugih karakteristika udaljenih scena na slici, u kombinaciji s modelom atmosferskog raspršenja. Ako su udaljene scene na slici zamućene, a kontrast nizak, to znači da je vidljivost loša.
Procjena vremenskih pojava: Pored oblaka, uređaji za snimanje neba mogu identificirati i druge vremenske pojave. Na primjer, analizom prisutnosti kapi kiše, pahuljica snijega i drugih reflektiranih svjetlosnih elemenata na slici, moguće je utvrditi postoji li padavinsko vrijeme; prema boji neba i promjenama svjetlosti, moguće je utvrditi postoje li vremenske pojave poput grmljavine i magle.
Obrada i izlaz podataka: Analizirani podaci o meteorološkim elementima, kao što su oblaci i vidljivost, integriraju se i prikazuju u obliku vizualnih grafikona, izvještaja o podacima itd. Neki uređaji za snimanje neba također podržavaju fuziju podataka s drugom opremom za meteorološko praćenje (kao što su meteorološki radari i meteorološke stanice) kako bi pružili sveobuhvatne meteorološke informacijske usluge za scenarije primjene kao što su vremenska prognoza, sigurnost u zrakoplovstvu i astronomska posmatranja.
Ako želite saznati više o detaljima principa određenog dijela uređaja za snimanje neba ili o razlikama u principima različitih vrsta opreme, slobodno mi recite.
Honde Technology Co., LTD.
Tel: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Web stranica kompanije:www.hondetechco.com
Vrijeme objave: 19. juni 2025.