1. Kes Pemantauan Meteorologi Bandar dan Amaran Awal
(I) Latar Belakang Projek
Dalam pemantauan meteorologi di sebuah bandar besar di Australia, peralatan pemerhatian meteorologi tradisional mempunyai batasan tertentu dalam memantau perubahan sistem awan, kawasan hujan dan keamatannya, dan sukar untuk memenuhi keperluan perkhidmatan meteorologi bandar yang diperhalusi. Terutamanya sekiranya berlaku cuaca perolakan yang teruk secara tiba-tiba, adalah mustahil untuk mengeluarkan amaran awal dengan cara yang tepat pada masanya dan tepat, yang menimbulkan risiko besar kepada nyawa penduduk bandar, pengangkutan dan keselamatan awam. Untuk meningkatkan keupayaan pemantauan meteorologi dan amaran awal, jabatan berkaitan memperkenalkan pengimej langit.
(II) Penyelesaian
Di kawasan bandar yang berbeza, seperti stesen pemerhatian meteorologi, bumbung bangunan tinggi dan lokasi terbuka yang lain, pelbagai pengimej langit dipasang. Pengimej ini menggunakan kanta sudut lebar untuk merakam imej langit dalam masa nyata, menggunakan teknologi pengecaman imej dan pemprosesan untuk menganalisis ketebalan, kelajuan pergerakan, trend perkembangan awan, dan sebagainya, dan menggabungkannya dengan data seperti radar meteorologi dan imej awan satelit. Data disambungkan ke sistem pemantauan meteorologi bandar dan amaran awal untuk mencapai pemantauan tanpa gangguan 24 jam. Sebaik sahaja tanda-tanda cuaca tidak normal ditemui, sistem akan mengeluarkan maklumat amaran awal secara automatik kepada jabatan berkaitan dan orang ramai.
(III) Kesan pelaksanaan
Selepas pengimej langit digunakan, ketepatan masa dan ketepatan pemantauan meteorologi bandar dan amaran awal telah bertambah baik dengan ketara. Semasa peristiwa cuaca perolakan yang teruk, perkembangan dan laluan pergerakan awan telah dipantau dengan tepat 2 jam lebih awal, yang memberikan kawalan banjir bandar, lencongan lalu lintas dan jabatan lain masa tindak balas yang mencukupi. Berbanding dengan masa lalu, ketepatan amaran meteorologi telah meningkat sebanyak 30%, dan kepuasan orang ramai terhadap perkhidmatan meteorologi telah meningkat daripada 70% kepada 85%, sekali gus mengurangkan kerugian ekonomi dan korban yang disebabkan oleh bencana meteorologi dengan berkesan.
2. Kes Jaminan Keselamatan Penerbangan Lapangan Terbang
(I) Latar Belakang Projek
Semasa penerbangan berlepas dan mendarat di lapangan terbang di timur Amerika Syarikat, awan altitud rendah, penglihatan dan keadaan meteorologi lain mempunyai kesan yang besar. Peralatan pemantauan meteorologi asal tidak cukup tepat untuk memantau perubahan meteorologi di kawasan kecil di sekitar lapangan terbang. Dalam keadaan awan rendah, kabus dan keadaan cuaca lain, sukar untuk menilai penglihatan landasan dengan tepat, yang meningkatkan risiko kelewatan penerbangan, pembatalan dan juga kemalangan keselamatan, yang menjejaskan kecekapan operasi lapangan terbang dan keselamatan penerbangan. Untuk memperbaiki keadaan ini, lapangan terbang menggunakan pengimej langit.
(II) Penyelesaian
Pengimej langit berketepatan tinggi dipasang di kedua-dua hujung landasan lapangan terbang dan lokasi utama di sekelilingnya untuk memantau dan menganalisis elemen meteorologi seperti awan, penglihatan, dan hujan di atas dan di sekitar lapangan terbang dalam masa nyata. Imej yang diambil oleh pengimej dihantar ke pusat meteorologi lapangan terbang melalui rangkaian khusus, dan digabungkan dengan data daripada peralatan meteorologi lain untuk menghasilkan peta situasi meteorologi kawasan lapangan terbang. Apabila keadaan meteorologi hampir atau mencapai nilai kritikal piawaian berlepas dan mendarat penerbangan, sistem akan segera mengeluarkan maklumat amaran kepada jabatan kawalan trafik udara, syarikat penerbangan, dan sebagainya, menyediakan asas membuat keputusan untuk arahan kawalan trafik udara dan penjadualan penerbangan.
(III) Kesan pelaksanaan
Selepas memasang pengimej langit, keupayaan pemantauan lapangan terbang untuk keadaan meteorologi yang kompleks telah dipertingkatkan dengan ketara. Dalam cuaca awan rendah dan berkabus, julat visual landasan boleh dinilai dengan lebih tepat, menjadikan keputusan berlepas dan mendarat penerbangan lebih saintifik dan munasabah. Kadar kelewatan penerbangan telah dikurangkan sebanyak 25%, dan bilangan pembatalan penerbangan disebabkan oleh sebab meteorologi telah dikurangkan sebanyak 20%. Pada masa yang sama, tahap keselamatan penerbangan telah dipertingkatkan dengan berkesan, memastikan keselamatan perjalanan penumpang dan aturan operasi biasa lapangan terbang.
3. Kes Penyelidikan Bantu Pemerhatian Astronomi
(I) Latar Belakang Projek
Apabila menjalankan pemerhatian astronomi di balai cerap astronomi di Iceland, ia amat dipengaruhi oleh faktor cuaca, terutamanya litupan awan, yang akan mengganggu pelan pemerhatian dengan serius. Ramalan cuaca tradisional sukar untuk meramalkan perubahan cuaca jangka pendek dengan tepat di titik pemerhatian, mengakibatkan peralatan pemerhatian sering terbiar dan menunggu, mengurangkan kecekapan pemerhatian dan menjejaskan kemajuan kerja penyelidikan saintifik. Untuk meningkatkan keberkesanan pemerhatian astronomi, balai cerap menggunakan pengimej langit untuk membantu pemerhatian.
(II) Penyelesaian
Pengimej langit dipasang di kawasan terbuka balai cerap astronomi untuk merakam imej langit dalam masa nyata dan menganalisis litupan awan. Dengan menghubungkannya dengan peralatan cerapan astronomi, apabila pengimej langit mengesan bahawa terdapat lebih sedikit awan di kawasan cerapan dan keadaan cuaca sesuai, peralatan cerapan astronomi akan dimulakan secara automatik untuk cerapan; jika lapisan awan meningkat atau keadaan cuaca buruk yang lain berlaku, cerapan akan digantung dalam masa dan amaran awal akan dikeluarkan. Pada masa yang sama, data imej langit jangka panjang disimpan dan dianalisis, dan corak perubahan cuaca titik cerapan diringkaskan untuk menyediakan rujukan bagi penggubalan pelan cerapan.
(III) Kesan pelaksanaan
Selepas pengimej langit mula digunakan, masa pemerhatian berkesan balai cerap astronomi meningkat sebanyak 35%, dan kadar penggunaan peralatan pemerhatian telah bertambah baik dengan ketara. Para penyelidik dapat merakam peluang pemerhatian yang sesuai dengan lebih tepat pada masanya, memperoleh lebih banyak data pemerhatian astronomi yang berkualiti tinggi, dan telah mencapai hasil penyelidikan saintifik baharu dalam bidang evolusi bintang dan penyelidikan galaksi, yang telah menggalakkan perkembangan penyelidikan astronomi dengan berkesan.
Pengimej langit merealisasikan fungsinya dengan mengumpul, memproses dan menganalisis imej langit. Saya akan membincangkan secara terperinci cara mendapatkan imej, menganalisis elemen meteorologi dan mengeluarkan hasil daripada dua aspek komposisi perkakasan dan algoritma perisian, serta menerangkan prinsip kerja kepada anda.
Pengimej langit terutamanya memantau keadaan langit dan elemen meteorologi melalui teknologi pengimejan optik, pengecaman imej dan analisis data. Prinsip kerjanya adalah seperti berikut:
Pemerolehan imej: Pengimej langit dilengkapi dengan kanta sudut lebar atau kanta mata ikan, yang boleh merakam imej panorama langit dengan sudut pandangan yang lebih besar. Julat penggambaran sesetengah peralatan boleh mencapai penggambaran cincin 360°, supaya dapat merakam sepenuhnya maklumat seperti awan dan cahaya di langit. Kanta menumpu cahaya ke sensor imej (seperti sensor CCD atau CMOS), dan sensor menukar isyarat cahaya kepada isyarat elektrik atau isyarat digital untuk melengkapkan pemerolehan awal imej.
Prapemprosesan imej: Imej asal yang dikumpul mungkin mempunyai masalah seperti hingar dan cahaya yang tidak sekata, dan prapemprosesan diperlukan. Hingar imej dihapuskan melalui algoritma penapisan, dan kontras serta kecerahan imej diselaraskan melalui penyamaan histogram dan kaedah lain untuk meningkatkan kejelasan sasaran seperti awan dalam imej untuk analisis seterusnya.
Pengesanan dan pengenalpastian awan: Gunakan algoritma pengecaman imej untuk menganalisis imej yang telah diproses terlebih dahulu dan mengenal pasti kawasan awan. Kaedah biasa termasuk algoritma berasaskan segmentasi ambang, yang menetapkan ambang yang sesuai untuk memisahkan awan daripada latar belakang berdasarkan perbezaan skala kelabu, warna dan ciri lain antara awan dan latar belakang langit; algoritma berasaskan pembelajaran mesin, yang melatih sejumlah besar data imej langit berlabel untuk membolehkan model mempelajari corak ciri awan, sekali gus mengenal pasti awan dengan tepat.
Analisis unsur meteorologi:
Pengiraan parameter awan: Selepas mengenal pasti awan, analisis parameter seperti ketebalan awan, luas, kelajuan dan arah pergerakan. Dengan membandingkan imej yang diambil pada masa yang berbeza, kirakan perubahan kedudukan awan, dan kemudian peroleh kelajuan dan arah pergerakan; anggarkan ketebalan awan berdasarkan maklumat skala kelabu atau warna awan dalam imej, digabungkan dengan model penghantaran sinaran atmosfera.
Penilaian keterlihatan: Anggarkan keterlihatan atmosfera dengan menganalisis kejelasan, kontras dan ciri-ciri lain bagi pemandangan jauh dalam imej, digabungkan dengan model penyebaran atmosfera. Jika pemandangan jauh dalam imej kabur dan kontrasnya rendah, ini bermakna keterlihatan adalah lemah.
Penilaian fenomena cuaca: Selain awan, pengimej langit juga boleh mengenal pasti fenomena cuaca yang lain. Contohnya, dengan menganalisis sama ada terdapat titisan hujan, kepingan salji dan ciri cahaya pantulan lain dalam imej, adalah mungkin untuk menentukan sama ada terdapat cuaca hujan; mengikut warna langit dan perubahan cahaya, adalah mungkin untuk membantu dalam menentukan sama ada terdapat fenomena cuaca seperti ribut petir dan kabus.
Pemprosesan dan output data: Data elemen meteorologi yang dianalisis seperti awan dan keterlihatan disepadukan dan dikeluarkan dalam bentuk carta visual, laporan data, dsb. Sesetengah pengimej langit juga menyokong gabungan data dengan peralatan pemantauan meteorologi lain (seperti radar cuaca dan stesen cuaca) untuk menyediakan perkhidmatan maklumat meteorologi yang komprehensif untuk senario aplikasi seperti ramalan cuaca, keselamatan penerbangan dan pemerhatian astronomi.
Jika anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang butiran prinsip bahagian tertentu pengimej langit, atau perbezaan prinsip pelbagai jenis peralatan, sila beritahu saya.
Honde Technology Co., LTD.
Tel: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Laman web syarikat:www.hondetechco.com
Masa siaran: 19 Jun 2025