1. Выпадак гарадскога метэаралагічнага маніторынгу і ранняга папярэджання
(I) Перадгісторыя праекта
У буйным аўстралійскім горадзе традыцыйнае абсталяванне для метэаралагічных назіранняў мае пэўныя абмежаванні ў маніторынгу змяненняў воблачнасці, плошчаў і інтэнсіўнасці ападкаў, і яму цяжка задаволіць патрэбы горада ў складаных метэаралагічнай службе. Асабліва ў выпадку раптоўнага моцнага канвектыўнага надвор'я немагчыма своечасова і дакладна выдаваць раннія папярэджанні, што стварае вялікую рызыку для жыцця гарадскіх жыхароў, транспарту і грамадскай бяспекі. Для паляпшэння магчымасцей метэаралагічнага маніторынгу і ранняга папярэджання адпаведныя ведамствы ўкаранілі фотакамеры неба.
(II) Рашэнне
У розных раёнах горада, такіх як метэаралагічныя назіральныя станцыі, дахі шматпавярховых будынкаў і іншыя адкрытыя месцы, устаноўлены некалькі фотакамер неба. Гэтыя фотакамеры выкарыстоўваюць шырокавугольныя аб'ектывы для атрымання здымкаў неба ў рэжыме рэальнага часу, выкарыстоўваюць тэхналогію распазнавання і апрацоўкі малюнкаў для аналізу таўшчыні, хуткасці руху, тэндэнцыі развіцця аблокаў і г.д., і аб'ядноўваюць іх з такімі дадзенымі, як метэаралагічныя радарныя і спадарожнікавыя выявы аблокаў. Дадзеныя падключаюцца да гарадской сістэмы метэаралагічнага маніторынгу і ранняга папярэджання для забеспячэння кругласутачнага бесперапыннага маніторынгу. Як толькі выяўляюцца прыкметы анамальнага надвор'я, сістэма аўтаматычна перадае інфармацыю аб раннім папярэджанні адпаведным службам і насельніцтву.
(III) Эфект рэалізацыі
Пасля ўвядзення ў эксплуатацыю візуалізатара неба значна палепшыліся своечасовасць і дакладнасць гарадскога метэаралагічнага маніторынгу і ранняга папярэджання. Падчас моцнай канвектыўнай метэаралагічнай з'явы развіццё і шлях руху аблокаў дакладна кантраляваліся за 2 гадзіны наперад, што дало гарадскім службам па барацьбе з паводкамі, перанакіраванні дарожнага руху і іншым службам дастатковы час рэагавання. У параўнанні з мінулым годам дакладнасць метэаралагічных папярэджанняў павялічылася на 30%, а задаволенасць насельніцтва метэаралагічнымі паслугамі павялічылася з 70% да 85%, што эфектыўна знізіла эканамічныя страты і ахвяры, выкліканыя метэаралагічнымі катастрофамі.
2. Справа аб забеспячэнні бяспекі авіяцыі ў аэрапорце
(I) Перадгісторыя праекта
Падчас узлёту і пасадкі самалётаў у аэрапорце на ўсходзе ЗША вялікі ўплыў аказваюць нізкавышынныя воблачнасць, бачнасць і іншыя метэаралагічныя ўмовы. Арыгінальнае абсталяванне для метэаралагічнага маніторынгу недастаткова дакладнае для кантролю метэаралагічных змен у невялікай зоне вакол аэрапорта. Пры нізкай воблачнасці, тумане і іншых умовах надвор'я цяжка дакладна ацаніць бачнасць узлётна-пасадачнай паласы, што павялічвае рызыку затрымак рэйсаў, адмены і нават няшчасных выпадкаў, уплываючы на эфектыўнасць працы аэрапорта і бяспеку авіяцыі. Каб палепшыць гэтую сітуацыю, у аэрапорце быў усталяваны відэаздымнік неба.
(II) Рашэнне
Высокадакладныя фотаздымальнікі неба ўстаноўлены на абодвух канцах узлётна-пасадачнай паласы аэрапорта і ў ключавых месцах вакол яе для маніторынгу і аналізу метэаралагічных элементаў, такіх як воблачнасць, бачнасць і ападкі над аэрапортам і вакол яго, у рэжыме рэальнага часу. Здымкі, зробленыя фотаздымальнікамі, перадаюцца ў метэаралагічны цэнтр аэрапорта праз спецыяльную сетку і аб'ядноўваюцца з дадзенымі іншага метэаралагічнага абсталявання для стварэння карты метэаралагічнай сітуацыі ў раёне аэрапорта. Калі метэаралагічныя ўмовы блізкія да крытычнага значэння стандартаў узлёту і пасадкі рэйсаў або дасягаюць яго, сістэма неадкладна перадае папярэджанне ў службу кіравання паветраным рухам, авіякампаніі і г.д., забяспечваючы аснову для прыняцця рашэнняў па кіраванні паветраным рухам і складанні раскладу палётаў.
(III) Эфект рэалізацыі
Пасля ўстаноўкі фотаапарата магчымасці аэрапорта па маніторынгу складаных метэаралагічных умоў значна палепшыліся. У нізкавоблачнае і туманнае надвор'е бачнасць узлётна-пасадачнай паласы можна ацаніць больш дакладна, што робіць рашэнні аб узлёце і пасадцы больш навукова абгрунтаванымі. Узровень затрымак рэйсаў скараціўся на 25%, а колькасць адмен рэйсаў па метэаралагічных прычынах — на 20%. Адначасова быў эфектыўна палепшаны ўзровень бяспекі авіяцыі, што забяспечыла бяспеку пасажыраў і нармальны парадак працы аэрапорта.
3. Дапаможны даследчы кейс для астранамічных назіранняў
(I) Перадгісторыя праекта
Пры правядзенні астранамічных назіранняў у астранамічнай абсерваторыі ў Ісландыі на іх моцна ўплываюць фактары надвор'я, асабліва воблачнасць, што сур'ёзна перашкаджае плану назірання. Традыцыйныя прагнозы надвор'я цяжка дакладна прадказаць кароткатэрміновыя змены надвор'я ў пункце назірання, у выніку чаго назіральнае абсталяванне часта бяздзейнае і чакае, што зніжае эфектыўнасць назіранняў і ўплывае на прагрэс навукова-даследчых работ. Для павышэння эфектыўнасці астранамічных назіранняў абсерваторыя выкарыстоўвае візуалізацыю неба для палягчэння назірання.
(II) Рашэнне
Астранамічны фотаапарат усталёўваецца на адкрытай прасторы астранамічнай абсерваторыі для здымкі неба ў рэжыме рэальнага часу і аналізу воблачнасці. Дзякуючы падключэнню да астранамічнага абсталявання для назірання, калі фотаапарат выяўляе, што ў зоне назірання менш аблокаў і ўмовы надвор'я спрыяльныя, астранамічнае абсталяванне для назірання аўтаматычна запускаецца для назірання; калі пласт воблачнасці павялічваецца або ўзнікаюць іншыя неспрыяльныя ўмовы надвор'я, назіранне своечасова прыпыняецца і выдаецца папярэджанне. Адначасова захоўваюцца і аналізуюцца доўгатэрміновыя дадзеныя аб выявах неба, а заканамернасці змены надвор'я ў пунктах назірання абагульняюцца, каб забяспечыць арыенцір для распрацоўкі планаў назірання.
(III) Эфект рэалізацыі
Пасля ўвядзення ў эксплуатацыю візуалізатара неба эфектыўны час назірання ў астранамічнай абсерваторыі павялічыўся на 35%, а каэфіцыент выкарыстання назіральнага абсталявання значна палепшыўся. Даследчыкі могуць хутчэй лавіць адпаведныя магчымасці для назірання, атрымліваць больш якасныя астранамічныя дадзеныя і дасягаць новых навуковых вынікаў у галіне эвалюцыі зорак і даследавання галактык, што эфектыўна спрыяла развіццю астранамічных даследаванняў.
Прыбор для здымкі неба выконвае сваю функцыю шляхам збору, апрацоўкі і аналізу здымкаў неба. Я падрабязна разбяру, як атрымліваць выявы, аналізаваць метэаралагічныя элементы і выводзіць вынікі з двух аспектаў: апаратнай кампазіцыі і праграмнага алгарытму, і растлумачу вам прынцып працы.
Прыбор для здымкі неба ў асноўным кантралюе стан неба і метэаралагічныя элементы з дапамогай аптычнай візуалізацыі, распазнавання малюнкаў і тэхналогій аналізу дадзеных. Прынцып яго працы наступны:
Атрыманне выявы: Прыбор для здымкі неба абсталяваны шырокавугольным аб'ектывам або аб'ектывам "рыбінае вока", які дазваляе рабіць панарамныя здымкі неба з большым вуглом агляду. Дыяпазон здымкі некаторых прылад можа дасягаць 360° з выкарыстаннем кальцавой здымкі, каб цалкам захапіць такую інфармацыю, як аблокі і ззянне ў небе. Аб'ектыў накіроўвае святло на датчык выявы (напрыклад, CCD або CMOS), і датчык пераўтварае светлавы сігнал у электрычны або лічбавы сігнал для завяршэння першапачатковага атрымання выявы.
Папярэдняя апрацоўка выявы: атрыманая зыходная выява можа мець такія праблемы, як шум і нераўнамернае асвятленне, таму патрабуецца папярэдняя апрацоўка. Шум выявы выдаляецца з дапамогай алгарытму фільтрацыі, а кантраснасць і яркасць выявы рэгулююцца з дапамогай эквалізацыі гістаграмы і іншых метадаў для павышэння выразнасці такіх аб'ектаў, як воблакі, на выяве для наступнага аналізу.
Выяўленне і ідэнтыфікацыя аблокаў: выкарыстоўвайце алгарытмы распазнавання малюнкаў для аналізу папярэдне апрацаваных малюнкаў і ідэнтыфікацыі абласцей аблокаў. Распаўсюджаныя метады ўключаюць алгарытмы на аснове сегментацыі парогаў, якія ўстанаўліваюць адпаведныя парогі для аддзялення аблокаў ад фону на аснове адрозненняў у шэрым колеры і іншых асаблівасцях паміж аблокамі і фонам неба; алгарытмы на аснове машыннага навучання, якія навучаюць вялікую колькасць пазначаных дадзеных выявы неба, каб дазволіць мадэлі вывучаць характэрныя заканамернасці аблокаў, тым самым дакладна ідэнтыфікуючы аблокі.
Аналіз метэаралагічных элементаў:
Разлік параметраў воблака: пасля ідэнтыфікацыі воблака аналізуйце такія параметры, як таўшчыня воблака, плошча, хуткасць і кірунак руху. Параўноўваючы выявы, зробленыя ў розны час, разлічыце змяненне становішча воблака, а затым вызначце хуткасць і кірунак руху; ацаніце таўшчыню воблака на аснове інфармацыі аб шэрым або каляровым асяроддзі воблакаў на выяве ў спалучэнні з мадэллю прапускання атмасфернага выпраменьвання.
Ацэнка бачнасці: Ацаніце бачнасць атмасферы, аналізуючы выразнасць, кантраснасць і іншыя асаблівасці аддаленых сцэн на выяве ў спалучэнні з мадэллю атмасфернага рассейвання. Калі аддаленыя сцэны на выяве размытыя, а кантраснасць нізкая, гэта азначае, што бачнасць дрэнная.
Ацэнка з'яў надвор'я: акрамя аблокаў, візуалізатары неба могуць вызначаць і іншыя з'явы надвор'я. Напрыклад, аналізуючы наяўнасць кропель дажджу, сняжынак і іншых адлюстраваных святловых элементаў на выяве, можна вызначыць, ці ёсць ападкі; па колеры неба і зменах асвятлення можна вызначыць, ці ёсць такія з'явы надвор'я, як навальніцы і туман.
Апрацоўка і вывад дадзеных: аналізаваныя дадзеныя метэаралагічных элементаў, такія як воблачнасць і бачнасць, інтэгруюцца і выводзяцца ў выглядзе візуальных дыяграм, справаздач аб дадзеных і г.д. Некаторыя візуалізатары неба таксама падтрымліваюць аб'яднанне дадзеных з іншым абсталяваннем метэаралагічнага маніторынгу (напрыклад, метэаралагічнымі радарамі і метэастанцыямі) для забеспячэння комплексных метэаралагічных інфармацыйных паслуг для такіх сцэнарыяў, як прагноз надвор'я, бяспека авіяцыі і астранамічныя назіранні.
Калі вы хочаце даведацца больш пра прынцыпы пэўнай часткі небаздымальніка або пра адрозненні ў прынцыпах розных тыпаў абсталявання, калі ласка, паведаміце мне.
ТАА «Хондэ Тэхналогіі»
Тэл.: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Вэб-сайт кампаніі:www.hondetechco.com
Час публікацыі: 19 чэрвеня 2025 г.