1. Caso de vixilancia meteorolóxica urbana e alerta temperá
(I) Antecedentes do proxecto
Na vixilancia meteorolóxica nunha gran cidade australiana, os equipos tradicionais de observación meteorolóxica teñen certas limitacións á hora de monitorizar os cambios no sistema de nubes, as zonas de precipitación e a intensidade, o que dificulta o cumprimento das necesidades de servizo meteorolóxico refinado da cidade. Especialmente en caso de tempo convectivo severo e repentino, é imposible emitir alertas temperás de maneira oportuna e precisa, o que supón un gran risco para a vida dos residentes urbanos, o transporte e a seguridade pública. Co fin de mellorar a capacidade de vixilancia meteorolóxica e alerta temperá, os departamentos pertinentes introduciron cámaras de imaxe do ceo.
(II) Solución
En diferentes zonas da cidade, como estacións de observación meteorolóxica, tellados de rañaceos e outros lugares abertos, instaláronse varios cámaras de imaxe do ceo. Estas cámaras empregan lentes gran angular para capturar imaxes do ceo en tempo real, empregan tecnoloxía de recoñecemento e procesamento de imaxes para analizar o grosor, a velocidade de movemento e a tendencia de desenvolvemento das nubes, etc., e combínanse con datos como imaxes de radar meteorolóxico e de satélites de nubes. Os datos conéctanse ao sistema urbano de vixilancia meteorolóxica e alerta temperá para lograr unha vixilancia ininterrompida as 24 horas. Unha vez que se atopan signos de tempo anormal, o sistema emite automaticamente información de alerta temperá aos departamentos pertinentes e ao público.
(III) Efecto da implementación
Despois da posta en funcionamento do dispositivo de imaxe do ceo, a puntualidade e a precisión da vixilancia meteorolóxica urbana e dos avisos temperáns melloraron moito. Durante un evento meteorolóxico convectivo severo, o desenvolvemento e a traxectoria do movemento das nubes monitorizáronse con precisión con 2 horas de antelación, o que deu aos departamentos de control de inundacións da cidade, desvío de tráfico e outros un tempo de resposta suficiente. En comparación co pasado, a precisión dos avisos meteorolóxicos aumentou nun 30 % e a satisfacción do público cos servizos meteorolóxicos aumentou do 70 % ao 85 %, o que reduciu eficazmente as perdas económicas e as vítimas causadas polos desastres meteorolóxicos.
2. Caso de garantía de seguridade da aviación aeroportuaria
(I) Antecedentes do proxecto
Durante a engalaxe e a aterraxe de voos nun aeroporto do leste dos Estados Unidos, as nubes de baixa altitude, a visibilidade e outras condicións meteorolóxicas teñen un grande impacto. O equipo orixinal de vixilancia meteorolóxica non é o suficientemente preciso como para monitorizar os cambios meteorolóxicos nunha pequena área arredor do aeroporto. Con nubes baixas, néboa e outras condicións meteorolóxicas, é difícil avaliar con precisión a visibilidade da pista, o que aumenta o risco de atrasos de voos, cancelacións e mesmo accidentes de seguridade, afectando á eficiencia operativa do aeroporto e á seguridade da aviación. Para mellorar esta situación, o aeroporto despregou un cámara de imaxes do ceo.
(II) Solución
Hai cámaras de alta precisión instaladas en ambos os extremos da pista do aeroporto e en lugares clave arredor dela para monitorizar e analizar elementos meteorolóxicos como nubes, visibilidade e precipitacións por riba e arredor do aeroporto en tempo real. As imaxes tomadas pola cámara transmítense ao centro meteorolóxico do aeroporto a través dunha rede dedicada e combínanse con datos doutros equipos meteorolóxicos para xerar un mapa da situación meteorolóxica da área do aeroporto. Cando as condicións meteorolóxicas estean preto ou alcancen o valor crítico dos estándares de engalaxe e aterraxe do voo, o sistema emitirá inmediatamente información de aviso ao departamento de control de tráfico aéreo, ás compañías aéreas, etc., proporcionando unha base para a toma de decisións para o mando do control de tráfico aéreo e a programación de voos.
(III) Efecto da implementación
Tras instalar o sensor de imaxe do ceo, a capacidade de monitorización do aeroporto para condicións meteorolóxicas complexas mellorou significativamente. En tempo con nubes baixas e néboa, o alcance visual na pista pódese avaliar con maior precisión, o que fai que as decisións de engalaxe e aterraxe dos voos sexan máis científicas e razoables. A taxa de atrasos nos voos reduciuse nun 25 % e o número de cancelacións de voos por motivos meteorolóxicos reduciuse nun 20 %. Ao mesmo tempo, mellorouse eficazmente o nivel de seguridade aérea, garantindo a seguridade das viaxes dos pasaxeiros e a orde de funcionamento normal do aeroporto.
3. Caso de investigación auxiliar de observación astronómica
(I) Antecedentes do proxecto
Ao realizar observacións astronómicas nun observatorio astronómico de Islandia, estas vense moi afectadas polos factores meteorolóxicos, especialmente a nubosidade, que interferirá seriamente co plan de observación. As previsións meteorolóxicas tradicionais son difíciles de predicir con precisión os cambios meteorolóxicos a curto prazo no punto de observación, o que provoca que os equipos de observación a miúdo estean inactivos e en espera, o que reduce a eficiencia da observación e afecta o progreso do traballo de investigación científica. Co fin de mellorar a eficacia da observación astronómica, o observatorio utiliza un cámara de imaxes do ceo para axudar na observación.
(II) Solución
O dispositivo de imaxe do ceo está instalado nunha zona aberta do observatorio astronómico para capturar imaxes do ceo en tempo real e analizar a cobertura de nubes. Ao conectarse co equipo de observación astronómica, cando o dispositivo de imaxe do ceo detecta que hai menos nubes na área de observación e as condicións meteorolóxicas son axeitadas, o equipo de observación astronómica ponse en marcha automaticamente para a observación; se a capa de nubes aumenta ou se producen outras condicións meteorolóxicas adversas, a observación suspéndese a tempo e emítese un aviso temperán. Ao mesmo tempo, os datos da imaxe do ceo a longo prazo almacénanse e analízanse, e os patróns de cambio meteorolóxico dos puntos de observación resúmense para proporcionar unha referencia para a formulación de plans de observación.
(III) Efecto da implementación
Despois da posta en funcionamento do dispositivo de observación do ceo, o tempo de observación efectivo do observatorio astronómico aumentou nun 35 % e a taxa de utilización do equipo de observación mellorou significativamente. Os investigadores poden capturar oportunidades de observación axeitadas de forma máis oportuna, obter datos de observación astronómica de máis alta calidade e acadar novos resultados de investigación científica nos campos da evolución estelar e a investigación de galaxias, o que promoveu eficazmente o desenvolvemento da investigación astronómica.
O dispositivo de captura de imaxes do ceo cumpre a súa función recompilando, procesando e analizando imaxes do ceo. Desglosarei en detalle como obter imaxes, analizar os elementos meteorolóxicos e obter resultados a partir dos dous aspectos da composición do hardware e o algoritmo do software, e explicarei o principio de funcionamento.
O dispositivo de imaxe do ceo monitoriza principalmente as condicións do ceo e os elementos meteorolóxicos mediante tecnoloxía de imaxe óptica, recoñecemento de imaxes e análise de datos. O seu principio de funcionamento é o seguinte:
Adquisición de imaxes: O aparello de imaxe do ceo está equipado cunha lente gran angular ou unha lente de ollo de peixe, que pode capturar imaxes panorámicas do ceo cun ángulo de visión maior. O rango de disparo dalgúns equipos pode alcanzar o disparo circular de 360°, para capturar completamente información como as nubes e o brillo no ceo. A lente converxe a luz no sensor de imaxe (como un sensor CCD ou CMOS) e o sensor converte o sinal luminoso nun sinal eléctrico ou nun sinal dixital para completar a adquisición inicial da imaxe.
Preprocesamento da imaxe: a imaxe orixinal recollida pode ter problemas como ruído e luz desigual, polo que se require preprocesamento. O ruído da imaxe elimínase mediante un algoritmo de filtrado e o contraste e o brillo da imaxe axústanse mediante a ecualización do histograma e outros métodos para mellorar a claridade dos obxectos, como as nubes, na imaxe para a súa posterior análise.
Detección e identificación de nubes: Emprega algoritmos de recoñecemento de imaxes para analizar imaxes preprocesadas e identificar áreas de nubes. Entre os métodos habituais inclúense algoritmos baseados na segmentación de limiares, que establecen limiares axeitados para separar as nubes do fondo en función das diferenzas de escala de grises, cor e outras características entre as nubes e o fondo do ceo; algoritmos baseados na aprendizaxe automática, que adestran unha gran cantidade de datos de imaxes do ceo etiquetadas para permitir que o modelo aprenda os patróns característicos das nubes, identificando así con precisión as nubes.
Análise de elementos meteorolóxicos:
Cálculo dos parámetros das nubes: despois de identificar as nubes, analízanse parámetros como o grosor, a área, a velocidade e a dirección do movemento das nubes. Comparando imaxes tomadas en diferentes momentos, calcula o cambio na posición das nubes e, a continuación, deriva a velocidade e a dirección do movemento; estima o grosor das nubes baseándose na información en escala de grises ou en cor das nubes na imaxe, combinada co modelo de transmisión da radiación atmosférica.
Avaliación da visibilidade: Estima a visibilidade atmosférica analizando a claridade, o contraste e outras características das escenas distantes da imaxe, combinadas co modelo de dispersión atmosférica. Se as escenas distantes da imaxe están borrosas e o contraste é baixo, significa que a visibilidade é deficiente.
Xuízo dos fenómenos meteorolóxicos: Ademais das nubes, os fotografos do ceo tamén poden identificar outros fenómenos meteorolóxicos. Por exemplo, ao analizar se hai pingas de choiva, flocos de neve e outras características de luz reflectida na imaxe, é posible determinar se hai tempo de precipitación; segundo a cor do ceo e os cambios de luz, é posible axudar a determinar se hai fenómenos meteorolóxicos como treboadas e néboa.
Procesamento e saída de datos: Os datos dos elementos meteorolóxicos analizados, como as nubes e a visibilidade, intégranse e exprésanse en forma de gráficos visuais, informes de datos, etc. Algúns tomas de imaxes do ceo tamén admiten a fusión de datos con outros equipos de vixilancia meteorolóxica (como radares meteorolóxicos e estacións meteorolóxicas) para proporcionar servizos completos de información meteorolóxica para escenarios de aplicación como a previsión meteorolóxica, a seguridade da aviación e a observación astronómica.
Se queres saber máis sobre os detalles dos principios dunha determinada parte do aparello de imaxe do ceo ou as diferenzas nos principios dos diferentes tipos de equipos, non dubides en avisarme.
Honde Technology Co., LTD.
Teléfono: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Sitio web da empresa:www.hondetechco.com
Data de publicación: 19 de xuño de 2025