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为了利用大量视频监控设备提高能见度数据采集密度,提出一种基于实景图像转换的、采用简单卷积神经网络分类提取能见度等级的算法。该算法假设视频设备水平安装且具备开阔视野, 对原始视频图像进行水平分块,提取各分块的梯度、饱和度和亮度信息组成新的图像,基于简单卷积神经网络建模。采用2019年9月—2020年12月上海洋山港气象站29668张视频图像进行训练,建立识别模型,并采用2021年1—5月5757张视频图像对模型进行测试。采用该算法建立的模型参考雾的预报等级(GB/T 27964—2011)将能见度分为5个等级进行检验,白天准确率为87.99%,夜间准确率为81.32%,优于直接采用AlexNet模型。对1000 m以下低能见度天气的识别准确率达95%以上。利用现有的视频摄像头,可有效弥补气象站点能见度仪数据不足的问题,在气象业务上有一定的应用价值。 相似文献
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农作物实景监测中的图像数据质量控制方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
农作物实景自动监测系统具有自动、非接触、非破坏性等优点,是传统农业气象观测的补充。开展图像质量控制是合理使用农作物实景自动监测系统资料的基础。利用郑州、泰安和固城三地的历史农作物实景图像资料,设计了基于颜色特征参数检测和基于暗通道先验直方图检测的图像数据质量控制方法。通过对2010—2012年三年夏玉米和冬小麦等不同天气条件下得到的农作物实景自动观测资料进行质量控制与应用效果检验。结果表明:两种质量控制方法均可判断出农作物实景自动监测系统中图像观测资料的异常数据;基于颜色特征参数检测方法可有效识别出像素缺失图像,准确率达100%;基于暗通道先验直方图检测方法能有效识别出污染图像,平均准确率为95.7%,平均召回率为87.5%。该质量控制方法可减小模型估算值与观测数据之间的误差,目前已应用于省级农业自动观测业务系统。 相似文献
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基于2005—2020年的中国气象局台风最佳路径数据集以及葵花(Himawari)8和风云(FY)卫星云图数据,首先将卫星原始数据转换为FULLDISK灰度图像作为台风涡旋识别技术的图像来源,并制定新的VOC (Visual Object Classes)标注规范,构建了样本标注数据集。利用运行速度快、识别准确率高的人工智能领域经典目标检测SSD(Single Shot MultiBox Detector)模型作为台风涡旋识别的基础模型,并针对台风涡旋识别的独特性,特别是弱涡旋识别困难,提出一种迭代的SSD目标检测模型,明显提高了台风涡旋的识别精度。通过目标检测技术对卫星云图进行智能特征分析、抽取、识别和定位,实现了自动涡旋正确识别和定位,最终建立了智能台风涡旋识别技术。测试结果显示:该技术对强热带风暴级以下强度台风涡旋正确识别率为40%~80%,对强热带风暴级及以上强度台风涡旋正确识别率达90%以上,能够精准识别强台风级及以上强度涡旋,该技术为今后业务利用高时空分辨率卫星图像对台风进行实时精密监测提供了技术支撑。 相似文献
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基于重庆市境内长江航道雷达站拍摄的雾天气过程影像资料,利用K最近邻、支持向量机、BP神经网络、随机森林等机器学习算法,对无雾和5类有雾天气个例进行图像识别训练,构建雾图像识别模型,并检验了识别准确率。结果表明：机器学习能够有效识别雾图像,随机森林算法的识别效果优于其余3种算法。对于能见度超过1500 m的无雾天气,模型的识别准确率为100%,对于能见度在1000—1500 m范围内的轻雾、能见度低于50 m的强浓雾,模型的识别准确率在90%以上,对于能见度在50—1000 m范围内的雾、大雾和浓雾,识别准确率超过70%。 相似文献
5.
基于1961—2019年全国1903个气象站点的气候数据以及1115条茶树分布站点记录,利用最大熵模型和GIS技术筛选影响茶树种植的主导气候因子,根据自然间断点分级法将中国大陆茶树气候适宜性划分为不适宜区、次适宜区、适宜区和高适宜区4个等级,厘定不同区划等级的主导气候因子阈值。结果表明:影响中国大陆地区茶树种植分布的主导气候因子为多年平均极端最低气温、春霜冻频率、年平均气温、年降水量和3—9月平均相对湿度。模型区划结果与名茶之乡、地理标志茶叶所在地吻合较好。茶树适生区的北界总体呈现出由东部高纬度向西部低纬度降低的分布态势,北界界限移动较明显地区主要分布在东部高纬度省份。整体茶树适生区质心的年代际变化较为平缓,除20世纪60—70年代和80—90年代的适生区范围有所缩小外,其他相邻年代际间茶树适生区的面积均呈现出不同程度的增长趋势,与质心迁移情况相吻合。 相似文献
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基于2005—2020年的中国气象局台风最佳路径数据集以及葵花（Himawari-8）和风云（FY-4）卫星云图数据,结合人工智能新技术,将深度学习模型应用于台风涡旋识别、台风定位定强、台风强度突变预测等方面,具体内容主要包括基于深度图像目标检测的台风涡旋识别模型、基于图像分类和检索的台风智能定强模型以及融合时空序列特征的台风快速增强判别模型,构建了一套台风智能监测和预报系统。通过对2020年全年样本进行了测试,结果显示:该系统对强热带风暴级及以上强度的台风涡旋正确识别率达90%以上,台风强度估测的MAE和RMSE分别为3.8 m/s和5.05 m/s,对全年独立样本强度快速加强预测的综合准确率达到65.3%,该系统实现了业务上利用高时空分辨率卫星图像实时对热带气旋进行自动识别、定位定强和智能追踪的功能,为进一步提高我国台风监测和预报预警的能力提供了有利支撑。 相似文献
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为了探究深度学习用于飑线识别的可行性,基于2008—2020年河南省郑州和驻马店雷达数据,采用卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）算法构建飑线识别模型,引用临界成功指数、公平风险评分、命中率和误判率定量评价模型的识别效果,对比不同样本组成比例和网络结构对飑线识别效果的影响。结果表明:建模所用的样本组成比例对飑线识别有一定影响,通过改变采样方式和优化网络结构均能够改善样本比例不平衡的问题,提高飑线识别效果,且后者提升的幅度更大,而两种方法的结合无明显提升。测试结果表明:该模型临界成功指数为0.66,公平风险评分为0.58,命中率为0.86,误判率为0.24。研究揭示了卷积神经网络能够提取并学习飑线和非飑线回波的图像特征,对飑线有一定识别能力。 相似文献
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在地面气象观测业务中通常采用人工观测的方式来判断结露、结霜现象的发生,人工观测主观性强,观测频次少,工作效率低,不能全面、连续反映结露、结霜过程的特征。本文介绍了一种结露、结霜自动化观测装置,装置工作原理是电容传感器在高湿和低湿情况下电容变化较大,通过测量电容变化引起的频率变化,然后由识别软件来判断结露现象的发生,再结合温度信息以及结冰信息就可以判断结霜现象的发生,从而实现了结露、结霜的自动化观测。通过大量的结露、结霜的对比试验表明露、霜自动化观测装置能够比较准确地识别结露、结霜过程的发生,能够推广到台站业务使用。 相似文献
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《高原气象》2021,40(4):909-918
强对流天气将导致多种灾害性天气,但由于其突发性强且尺度较小,在气象业务工作中仍难以准确地预警和预报。本文基于LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)算法,利用甘肃三个地区的C波段雷达回波产品以及地面观测数据,构建了LightGBM模型,并分类判识了三类主要的强对流天气[冰雹、雷暴大风、短时强降水(短强)]。结果表明,在2011-2017年训练集中,LightGBM模型表现较好,整体误判率仅为4.9%。在2018年的独立样本测试中,模型对三类强对流和非强对流天气的整体误判率为7.0%,对三类强对流天气的平均命中率(Probability of Detection,POD)为86.4%,平均临界成功指数(Critical Success Index,CSI)为64.3%,平均空报比率(False Alarm Ratio,FAR)为29.0%。其中,短强的误判率最低,POD和CSI最高,FAR也最小,而雷暴大风和冰雹的误判率和评分比较接近。因此,本文构建的LightGBM模型对强对流天气的分类识别较为理想,首次对三类主要的强对流天气实现了自动化预警,在未来的气象业务自动化工作中有广阔的应用前景。 相似文献
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江南茶区茶叶生产现状和气候资源特征分析 总被引：8，自引：0，他引：8
开展气候资源分析对茶叶生产具有重要的指导意义。本文采用历史资料收集和实地调查等方式,对江南茶区的茶树品种、茶园面积、茶叶产量等现状,以及气候资源、主要农业气象灾害特征进行了调查和分析,并提出了茶叶生产中存在的问题和灾害应对措施。结果表明：江南茶区茶树主要品种有乌牛早、龙井43、福鼎大白茶、迎霜、鸠坑、黄山种、翠峰、安吉白茶等;江南茶区中,湖北省的茶园面积和茶叶产量位居第一,但单位面积经济效益江苏第一,其次是浙江,尔后依次是湖南、江西、安徽、湖北。全区年平均气温15~20℃,≥10℃活动积温4 500~6 500℃·d,年降水量1 000~1 600 mm,年平均相对湿度达70%~80%左右,年日照时数1 500~1 900 h。热量较优,空气湿润,光照充足,是绿茶生产的气候适宜区域。同时,江南茶区也是茶叶主要农业气象灾害高发区,应加强茶树资源监测和农业气象灾害风险评估等方面的研究,在充分利用3S技术基础上提高茶叶生产应对气候变化的能力,大力推进茶叶精细化气象服务。 相似文献
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为探究江西省北部茶区春霜冻发生特点,深入开展茶叶春霜冻灾害定量评估工作,采用实地调查方式,获取江西省北部12个茶场2018年4月7—9日春霜冻的灾情资料和同期气象观测资料,采用加权求和法构建茶叶春霜冻灾害损失定量评估模型,对春霜冻灾害县进行灾害定量评估和检验。结果表明：婺源、浮梁等江西省北部茶叶主产县达到轻—重度春霜冻气象灾害等级,灾害指标等级计算结果与实地灾情调查结果较一致;轻度、中度、重度气象灾害等级的茶场减产率依次为10%—30%、30%—50%和50%以上;根据不同气象灾害等级的受灾面积及其减产率构建江西省北部茶叶春霜冻灾害损失定量评估模型,计算得到此次春霜冻灾害过程造成婺源县春茶直接经济损失为1.23亿元,模型评估结果和实际灾情相一致,模型能较为客观、准确的评估春霜冻灾害对茶叶生产造成的损失。 相似文献
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基于自然灾害风险理论,利用1971—2020年宁波市127个气象站气象观测资料和茶叶生产相关资料,分析了宁波市茶叶早春霜冻空间分布规律,并通过层次分析(Analytic Hierarchy Process,AHP)和专家经验相结合的方法,构建了宁波市茶叶早春霜冻风险因子集,通过加权指数求和的方法建立了宁波市茶叶早春霜冻风险模型,对早春霜冻灾害风险进行了综合和分年代的评估。结果表明,宁波市茶叶早春霜冻出现的年平均天数分布总体呈现西低东高的特征,霜冻年平均天数的范围在0.23~21.43 d;宁波市茶叶早春霜冻高风险区主要集中在余姚南部的四明山区域、宁海西部和宁海东北部的茶山区域,低风险区主要分布于宁波东部沿海地区;20世纪70—90年代宁波市茶叶早春霜冻低风险和较低风险区域基本呈增长趋势,中风险和较高风险区域呈减少趋势,高风险区域80年代最多、90年代次之、70年代最少,21世纪00—10年代,宁波市茶叶早春霜冻低风险和中风险区域呈减少趋势,较低风险、较高风险和高风险区域呈增长趋势。 相似文献
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基于1961—2019年修水县气象观测资料,运用气候倾向率方法分析了近59 a春茶采摘期间（3月1日—5月10日）主要气象要素、春霜冻灾害和基于气候品质指数的春茶气候品质等级的变化趋势。结果表明：在气候变暖背景下,1961—2019年修水县春茶采摘期间平均气温呈明显上升趋势,平均相对湿度呈减小趋势,日照时数呈显著增加趋势;春霜日数呈明显减少趋势,春霜冻发生概率在下降;近59 a来修水县春茶气候品质等级为特优、优和良的总日数呈增加趋势;春茶采摘期间,气候品质特优等级的概率随时间呈先增加后减小的趋势,等级为优和良的概率呈增加趋势。综合考虑平均气温、平均相对湿度、日照时数等气象条件,以及春霜冻和春茶气候品质等级变化特征,认为气候变暖有利于修水县春茶品质趋好。 相似文献
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茶树作为我国主要经济作物,在早春萌发时易遭受霜冻害。我国茶树春霜冻多发于长江中下游,霜冻灾害指标可按照获取方法、数据类别、气象数据的时间尺度进一步细分。在气候变化背景下,茶树春霜冻发生次数虽呈下降趋势,但其危害不可忽视;其中,江南茶区茶树春霜冻的发生频率由南向北逐渐增加,随海拔升高逐渐增大。茶树春霜冻影响评估目前多集中于江、浙、皖、赣等茶区,且逐步由定性向定量发展;风险评估主要基于自然灾害风险形成机制划分不同的风险等级。今后,完善茶树春霜冻气象指标、构建基于茶园小气候的茶树春霜冻灾害指标、阐明全国茶树春霜冻时空分布特征、开展精细化茶树春霜冻风险评估将备受关注。 相似文献
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Weiping Lou Ke Sun Shanlei Sun Fenghua Ma Dongfang Wang 《Theoretical and Applied Climatology》2013,114(1-2):115-123
We analyze the pick beginning date and frost damage risk trends of Jiukeng, Longjing-43, and Wuniuzao tea trees with time, using meteorological data from 12 station pairs over the period 1971–2010 in the Longjing tea-producing area. The pick beginning date of Jiukeng, Longjing-43, and Wuniuzao varieties had no statistically significant trends before 1990. The pick beginning date of Jiukeng variety had statistically significant decreasing trends after 1990, and there were no statistically significant trends in the start date after 1990 for Longjing-43 and Wuniuzao varieties. The average pick beginning dates of Longjing-43 and Wuniuzao varieties before 1990 are later than those after 1990 by 3.8–4.8 and 2.0–3.1 days, respectively. We used the trend of difference between beginning date of tea plucking (BDTP) and 0 °C terminal date to analyze frost damage risk trends. Eleven counties had no statistically significant frost damage risk trends for Jiukeng, Longjing-43, and Wuniuzao varieties, leaving only one county with statistically significant trends. 相似文献
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基于2010—2022年浙江省建德市区域自动气象站的逐日数据和茶叶种植数据,将早春霜冻、夏季高温热害和冬季冻害作为评价指标,利用层次分析和加权综合评价方法,构建茶叶气象灾害综合风险评估模型。将建德市茶叶气象灾害风险划分为高、中、低3个风险等级。结果表明：建德市茶叶气象灾害综合高风险区主要集中在乾潭、杨村桥、下涯镇西北部和乾潭、三都镇东部区域。中风险区主要集中在莲花、乾潭大部、钦堂中南部、下涯、三都镇中部、大洋镇、梅城镇东部、李家西南部和大同镇北部。低风险区主要集中在杨村桥镇中南部、梅城镇中西部、乾潭镇中部和建德市中南部区域。 相似文献
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A study of long term temperature data for fourteen Canadian cities showed that the length of the annual frost free season has increased by average of 7 days since 1940. Change in individual stations ranged from 26 to -17 days resulting in significant shifts in the mean probable dates for the first and the last frost of the season at most stations. No similar trend was shown in three non-urban control stations. Three urban factors: heat island effect, enhanced cloud cover and the rate of population growth - together accounted for 80% of the explained variance in the phenomenon. A multiple regression model was developed to describe the relationship between the change in the season and the urban factors. It is shown that for any appreciable gains to be made in the length of the season at reasonably predictable changes in temperature, such changes in temperature should be accompanied by a modest increase in cloud cover. 相似文献
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霜露天气现象是气象观测中的重要观测内容,目前对霜露的观测多采用人工观测的方法,存在诸多弊端。本文在对电容式霜露传感器自动化观测原理进行简单介绍的基础上,重点对2014年9月至2014年12月4个月的设备试验数据进行了分析,把设备识别结果、人工观测结果以及标准器识别结果进行比对,结合设备安装地点周围的实际情况和温湿度信息,深入探讨了设备识别率、漏报率、错报率的变化情况以及导致设备识别率波动的原因。试验结果表明,电容式霜露传感器在一般自然环境中对霜露天气现象具有较好的识别率,在未来研究改进的基础上,具有应用于气象业务自动化观测的可能。 相似文献