晴空条件下全天空成像仪云量计算方法的改进

全天空成像仪可以实现白天全天空云量的持续自动监测，时空分辨率较高，得到的云量计算结果更正确.本文介绍了基本原理，并基于太湖地区TSI仪器的观测资料及无锡站地面观测资料，采用Photoshop及matlab等软件详细地分析了晴空条件下图像的成像特征及云量的计算误差.结果发现:TSI仪器容易高估太阳周边的云量，尤其在太阳高度角较小时，成像仪更容易误识别近地面区域的云量大小.这种现象来源于可见光对雾霾粒子的前向散射作用，使太阳周边的气溶胶粒子显得更白更亮，进而造成了误差，经统计:晴空时的云量计算误差在15%-20%.针对这种情况，文中采用Long提出的云量改进型方案，在时间和空间上进行统计分析，建立一套减小太阳周边以及近地平区域云量误差的计算方案，并将该方案应用于计算中.结果发现:使用该方案得到的云量计算结果更接近实际情况，经统计晴空及少云情况下的云量计算误差分别由17.388%和13.4%下降为6.478%和1.75%，有效地减小了晴空少云时的云量计算误差.

全天空成像仪的创新点

创新点 ①采用云图拼接技术获取全天象云图，EKO全自动天空成像仪价格，既减轻了鱼眼镜头所产生的畸变对云图质量的影响，可见光全自动天空成像仪价格，又能实现对重点云图的单独存储和分析。 ②拼接技术与太阳避让相结合，获取无遮挡全天象图。 ③拍摄顺序优化、减少图像冗余、无缝拼接。 ④探索云图分类方法，实现云图自动分类。 四、技术关键和主要技术指标 ①云台装置的位置控制 为了实现定位的准确稳定，要求云台传动和控制装置的定位。本作品通过0.9℃步进电机配合机械传动和优化算法来实现。 ②拍摄轨迹规划的完整性与周密性 避让太阳且保证正常拍摄；保证无缝拼接且尽量减少图像冗余。 ③全天空图像无损无缝拼接的实现 必须根据图像序列设计拼接算法以生成高质量的可靠云图资料，实现序列云图的拼接。 ④云图的自动分类识别效果 除特征明显的典型云类外，存在大量特征较为模糊的云系，其灰度和纹理特征非常复杂。因此要求有适合于地基云图的图像分割和云图云状的分类方法。目前本作品对典型云图的识别率已达80% 

全天空成像仪的科学性

全天空成像仪采取多次成像法获取原始图像资料 通过无损无缝拼接获取更真实的全天象云图，不仅减轻了一次成像带来的图像畸变，同时为局部重点云图的研究提供了基础。 ②利用轨迹规划直接避开太阳影响，避免太阳跟踪遮挡器对图像的影响 以拼接技术为基础，根据拍摄日期、时间和当地经纬度计算太阳天顶角和方位角，控制相机的拍摄位置，避开太阳直射光。利用边缘融合技术实现无缝拼接，吉林全自动天空成像仪价格，保证图像的完整性与真实性。 ③优化控制策略在保证无缝拼接的基础上减少图像冗余 通过算法规划天空图像采集路径，进化控制自动获取规定云图，提高云图的抓拍速度，并在同一批次图像采集后自动复位。 ④通过模式识别技术，实现云图计算机自动识别、分类、归档 对云图的纹理特征的提取和分析，将云发展变化的过程用数学的形式来加以表达，通过其纹理参数的比对进行分类识别，并做归档处理。避免了依赖观测员的经验进行人工观测的主观随意性，同时解决了由于测报人员流动及观测连续性有限造成的对云况多变的实际天空描述欠准确问题。

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