全天空成像儀原理及構(gòu)造

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全天空成像儀主要的部件有：照相機(jī)、帶有加熱裝置的半球鏡面、鏡面上方的遮光帶以及下方的電子設(shè)備系統(tǒng)。該儀器可以在白天自動(dòng)進(jìn)行全天空云量的持續(xù)監(jiān)測(cè)，其工作原理是：通過(guò)儀器上方的照相機(jī)垂直向下拍攝帶有加熱裝置的半球鏡面，得到當(dāng)時(shí)天空所呈現(xiàn)的圖像，并將拍攝得到的圖像自動(dòng)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行云量計(jì)算和處理。針對(duì)熱帶和副熱帶地區(qū)強(qiáng)烈的日照，可以選擇性安置全天空成像儀防曬板。大氣、云粒子對(duì)可見(jiàn)光具有不同的散射原理：大氣分子對(duì)可見(jiàn)光的散射與λ4成反比，如果天空為晴空，對(duì)藍(lán)光波段的散射遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)紅光波段的散射，因此晴空呈現(xiàn)藍(lán)色；而云粒子對(duì)可見(jiàn)光的散射，在不同的波段散射的程度是相當(dāng)?shù)?，因此云體呈現(xiàn)白色。根據(jù)不同的散射原理，可以從圖像信息值（RGB值）中區(qū)分云與藍(lán)天。自然界中的可見(jiàn)光都是按照一定的比例混合而得到，任意一種顏色都可以用紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三色混合而成，圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)均含有RGB三個(gè)亮度值，而RGB值在一定程度上反映了紅（中心波段為650nm）、綠（中心波段為570nm）、藍(lán)（中心波段為450nm）這三個(gè)波段的輻射強(qiáng)度。因此，首先提取圖像中的信息值（RGB值），計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的紅藍(lán)比值（定義為：R/B），然后設(shè)定合理的閾值來(lái)判別像元點(diǎn)是否為云點(diǎn)，這種方法被稱為閾值識(shí)別法。

全天空成像儀

全天空成像儀可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)至服務(wù)器或者監(jiān)控電腦上。該成像儀可以智能設(shè)定正常曝光時(shí)間和欠曝光時(shí)間，獨(dú)特的設(shè)計(jì)使得全天空成像儀在無(wú)太陽(yáng)遮擋而完全暴露在太陽(yáng)光照之下正常記錄天空云況信息。

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當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)云的觀測(cè)大多采用云高儀和全天空成像儀。其中云高儀利用激光測(cè)距原理測(cè)量云底高度，主流1產(chǎn)品包括芬蘭VAISALA的CL31型、美國(guó)Campbell的CS135型、澳大利亞MTECH-8200型，國(guó)產(chǎn)的有北京怡孚和融科技有限公司C15型激光測(cè)云儀；全天空成像儀利用可見(jiàn)光或熱紅外被動(dòng)遙感技術(shù)，其原理分別是天空散射和熱輻射獲得云信息，日本EKO公司的ST2-21型   美國(guó)加州大學(xué)研制的WSI型、美國(guó)Yankee公司生產(chǎn)的TSI-880型。全天空成像儀全天空成像儀具有良好的防水功能，并存在兩種類型，一種是安置了氣泵和干燥盒，另一種為內(nèi)置干燥盒。上述兩種儀器或多或少受到能見(jiàn)度的等影響，紅外輻射測(cè)云儀器則可不受能見(jiàn)度限制，獲得全天時(shí)的天空雨量數(shù)據(jù)，目前除了大氣所研制的紅外云天儀外，美國(guó)蒙大拿州立大學(xué)開(kāi)發(fā)了面陣列的紅外成像儀，美國(guó)FLIR公司的紅外熱像儀也是面陣列式，從技術(shù)上來(lái)看，大氣所研制的產(chǎn)品屬于單元式產(chǎn)品，有自己的特色，觀測(cè)技術(shù)參數(shù)方面也達(dá)到了國(guó)際先1進(jìn)水平。如需了解更多檔案掃描的相關(guān)內(nèi)容，歡迎撥打圖片上的熱線電話！

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