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基于数字摄像技术测量气象能见度--双亮度差方法和试验研究 总被引：7，自引：0，他引：7
数字摄像技术在地基、空基定量化大气遥感上的应用是一个方兴未艾的研究领域.作者阐述了基于数字摄像技术,利用地平线附近两个不同距离的目标物和其对应水平天空背景亮度差的比值计算白天气象能见度的方法(简称双亮度差方法)及其标准观测条件,该方法能够消除CCD(电荷耦合器件)数字摄像系统暗电流和背景杂散光的影响,可以增大数字摄像能见度观测系统(DPVS)的测量范围,提高测量精度.2002年在合肥骆岗机场进行了DPVS同V(a)is(a)l(a)前向散射仪、透射仪以及目测的对比试验,大量实测数据表明:DPVS和V(a)is(a)l(a)仪器以及目测的一致性相当好,采用双亮度差方法,即使能见度达到基线长度的200倍,DPVS也能给出可信的测量结果. 相似文献
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对数字摄像能见度观测系统采用双亮度差方法测量白天气象能见度时非标准观测条件引起的误差进行理论分析, 并给出了相应的误差控制措施。结果表明:对于正南、正北方地平线附近天空亮度的分布, 除了天空布满均匀云层和晴天的中午较为均匀以外, 其他时刻垂直相对梯度都较大, 通常在4%/°～10%/°范围内, 而水平相对梯度大多较小, 低于2%/°;不同组的目标-背景视线方向不一致是不容忽视的一个误差源, 为了限制和最大程度地减小其不利影响, 最好选择具有相同视线仰角的目标物和天空背景, 且视线方位角的差异越小越好;可对目标物两侧的天空背景的亮度进行测量, 内插获得与目标物视线方向一致的天空背景的亮度;视线方向上气柱照明不均匀会导致测量误差且人工无法调控, 应尽量选择下垫面特性较为均匀的观测场地, 通过多次采样平均在一定程度上能够减小其影响, 也可实时监测视野范围内场地和天空的亮度分布, 识别较差的照明状况以免获得误差较大的观测记录;利用树木、草丛、山体、墙壁和窗户等暗目标物难以满足双亮度差方法对观测条件的要求, 最好采用反射率足够低的人工实用黑体目标物。 相似文献
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数字摄像法测量能见度仪器系统比对实验 总被引：7，自引：2，他引：7
文章介绍了数字摄像法测量能见度仪器系统（DPVS）的基本原理，DPVS通过数字摄像机直接摄取选定目标物的图像，并将该图像直接输入计算机进行分析处理，自动获取能见度值。DPVS能见度仪与常用能见度仪比对实验结果表明DPVS已基本可以应用。 相似文献
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黑体为目标的能见度测量是从科西米德定律出发,通过工业相机对黑体目标物进行拍摄,建立黑体和背景天空的数学模型,求得能见度。分析表明:当能见度小于30 km,黑体黑度和CCD(change-coupled device)工业相机的面非均匀性对该方法测得的能见度造成的误差约为3.7%。该方法与前向散射能见度仪测量进行对比,能见度变化趋势上具有一致性;但在高能见度时,黑体能见度测量值大于前向散射能见度测量值,低能见度时,黑体测量值小于前向散射能见度测量值。 相似文献
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数字摄像能见度仪（Digital Photographic Visibility System,DPVS）仿照人工目测能见度的原理测量大气能见度。本文应用2017年3—8月北京地区DPVS、前向散射仪（PWD22）、大气透射仪（LT31）三种观测仪器在降雨天气和雾霾天气观测数据进行了对比。结果表明：能见度观测数据与相对湿度、颗粒物浓度、降水粒子等要素之间有明显的负相关性;在低能见度天气条件下,三种仪器观测数据变化趋势一致,但存在一定的差异;DPVS在中雨天气、大雨天气、暴雨天气和中度雾霾天气中,观测数据离散性更小,稳定性更好。但DPVS在白天和夜间的交替过渡期观测值不够稳定,这也是今后算法优化的重点方向。 相似文献
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气象能见度与望远光度计 总被引：4，自引：1，他引：4
本文讨论了在实际工作中用柯什密得能见度公式推算大气消光系数时可能发生的误差。分析表明,由于目标物不是黑体,一般可使消光系数增大10％,但用望远光度计并采取一些适当措施,可把这一误差大大减小.而由于天空云造成光路上大气散射的非均匀性所引起的误差却难于消除. 相似文献
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本文从能见度定义出发,提出了一种新型的能见度测量方法——对比法。对比测量法就是以自然水平天空为背景,人工设定一个亮度可调的目标物,用同一测量系统分别测量目标物亮度与天空背景亮度的差异,当该差值小于某设定阈值时,就认为该目标物的视亮度与天空背景亮度相同,根据目标物的实际亮度值就可以计算出大气透过率,进而计算气象能见度。采用检测目标物亮度与天空背景亮度对比确定气象光学距离方法的优点在于：理论上采用能见度定义,满足目标物刚好“可见”条件,实际使用中只需要人工目标物设计成亮度多级重复循环变化,对于接收端仅需要测量亮度差是否达到预先设定值进行判断。只要人工目标物有足够的亮度重复精度,就能保证测量结果的准确性,而检测器实质上是一个差分检测放大系统,这种差分电路对于共模信号都有较好的抑制能力,并且不需要测量绝对光强度,可以降低技术工艺方面要求。本文从理论推导人手,根据实际情况进行了必要的简化,得出对比法的计算公式,最后根据实际天空背景亮度变化情况给出了人工目标物亮度的变化范围。 相似文献
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数字摄像能见度仪器系统(DPVS)是完全仿照人工目测能见度的方法测量能见度的,比传统的透射式、散射式能见度仪更具客观性。为了说明DPVS在硬件方面的工作原理,从该仪器系统的控制电路原理、电路详细构成、元器件的选配、电路设计思路以及系统在实际运行中出现的一些问题和解决方法等方面做了详细介绍。同时还对控制电路中应用的单片机的部分软件做了简要介绍。 相似文献
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通过在野外观测基地和能见度计量检测实验室开展的前散式和透射式能见度仪对比观测试验,获取了能见度和其他气象与环境要素的同步观测数据,分析了不同大气环境条件下能见度测量值差异及其产生原因。结果表明:在能见度环境模拟舱内,两种能见度仪的测量值具有较好的一致性,但在自然环境中,两种能见度仪的测量值差异随能见度上升而快速增大。在不同天气现象出现时,前向散射仪与大气透射仪的测量值比值(VIS_(FS)/VIS_(T))规律性变化明显,总体呈现随能见度上升而增大的趋势。无降水时,低湿情况下大气颗粒物吸收作用明显,透射能见度仪测量值远小于前散能见度仪测量值,两者均随PM_(2.5)质量浓度的增加而下降,且其差异也随之减小;高湿情况下大气颗粒物的散射作用在大气消光中占绝对优势,两种能见度仪测量值趋近。 相似文献
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在夜间无目标灯情况下，能见度观测带有一定的盲目性，但只要掌握以下观测要领，积累一些经验，依然能获取准确度较高的观测数据。
观测前，根据能见度的连续变化结合云天状况，首先分析能见度是增大还是减小。一般在云散开、风增大、湿度减小、雨(雪)停时，能见度是增大的。云天状况无明显变化时，随着夜间水汽的增加，能见度是逐渐减小的。另外，判断能见度变化的幅度，在转折性天气或降水等天气现象影响时，能见度的变化幅度比较大，而在一般云天条件下能见度的变幅是较小的。…… 相似文献
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This paper discusses the possible error of the calculation of the atmospheric extinction coefficient by the Koschinieder visibility formula. An analysis of the problem shows that an error of 10% can be in-troduced in the measurement if the target used is a non-blackbody. By using the telephotometer as a tool of measurement, such an error can be markedly reduced. 相似文献
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In this paper, the monthly-averaged planetary albedo and equivalent blackbody temperature are calculated by using Gauss-Seidle numerical model to solve the equation or radiative transfer, based on measured aerosol data over Beijing area. With the increase of atmospheric turbidity, the planetary albedo has different characteristics in different seasons, and there is an evident decrease in the winter season. It means that the local aerosol has an heating effect to the atmosphere in winter. The correlation feature between the surface temperature and the horizontal visibility from 1963 to 1986 is analyzed, and anticorrelation is discovered in winter. It is found that surface temperature increases with the increase of aerosol. 相似文献
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基于腔减相移光谱技术测量大气气溶胶消光系数的应用研究 总被引：1，自引：0，他引：1
基于腔减相移光谱(CAPS)技术检测灵敏度高、光源性价比好、容易控制和有效吸收光程长等优点,搭建了一套基于CAPS技术的连续测量大气气溶胶消光系数的监测系统。测试系统高反射镜片反射率约为0.9999,对应有效光程约为4.4 km;通过Allan方差测试分析系统最佳积分时间约为80 s,对应消光系数检测极限为0.06Mm-1;将系统应用于实际大气气溶胶消光系数的12个周期和48 h连续监测,显示空腔相移基本稳定,样品测量相移偏移明显,反演得到的大气能见度结果稳定可靠。由此表明,研制的基于CAPS技术的大气气溶胶消光系数连续测量系统应用于实际的测量是完全可行的。 相似文献
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双光路能见度测量系统是一种基于CCD (Charge-Coupled Device) 数字摄像和光在大气中衰减理论的能见度测量系统,首先设置远、近两个固定距离的特性相同的目标光源和背景装置,然后通过CCD拍摄所设置的目标光源和背景,拍摄的图像由1394数据线和图像采集卡传输到计算机,通过数字图像处理获取目标光源和背景的灰度信息,最终利用相应的算法计算能见度。试验表明:双光路能见度测量系统和透射式能见度仪对比偏差随能见度的升高而升高,而与前向散射式能见度仪对比偏差随能见度的升高有小幅降低,通过白天和夜晚数据对比可知,白天太阳光的影响已基本消除。 相似文献
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运用毫米波雷达结合地面观测对2017年4月15-16日发生在宁波北部海域的大范围大雾天气过程进行了分析。结果表明:毫米波雷达可以实现对10 km左右的液态水系统、千米左右游离液态水团和更小尺度的局地短时液态水团等进行有效监测。10 km尺度的液态水系统过境使站点的能见度呈现深V型变化;未有液态水系统过境的站点,在靠近液态水系统时也会出现能见度变化。千米尺度的游离液态水团对能见度也有很强的影响,是造成无液态水系统过境时能见度急剧变化的主要原因之一。更小尺度的局地短时液态水团的形成与局地其他因素关系紧密,不能单以雷达反射率来进行分析。能见度的变化主要受毫米波雷达反射率相关因素和气象要素两者影响,约各占40%左右,毫米波雷达的应用将未确定因素导致的能见度变化次数降低到了20%以下。 相似文献