1. Dæmi um veðurvöktun og snemmbúna viðvörun í þéttbýli
(I) Bakgrunnur verkefnisins
Í veðurfræðilegri eftirliti í stórri áströlskri borg hefur hefðbundinn veðurathugunarbúnaður ákveðnar takmarkanir við eftirlit með breytingum á skýjakerfum, úrkomusvæðum og úrkomustyrk, og það er erfitt að uppfylla þarfir borgarinnar fyrir háþróaða veðurþjónustu. Sérstaklega í tilviki skyndilegs alvarlegs úðaveðurs er ómögulegt að gefa út snemmbúnar viðvaranir tímanlega og nákvæmt, sem hefur í för með sér mikla hættu fyrir líf borgarbúa, samgöngur og öryggi almennings. Til að bæta getu veðurfræðilegrar eftirlits og snemmbúinna viðvarana hafa viðeigandi deildir kynnt til sögunnar himinmyndavélar.
(II) Lausn
Á mismunandi stöðum í borginni, svo sem veðurathugunarstöðvum, þökum háhýsa og annarra opinna staða, eru margar himinmyndavélar settar upp. Þessar myndavélar nota gleiðlinsur til að taka myndir af himninum í rauntíma, nota myndgreiningu og vinnslutækni til að greina þykkt, hreyfingarhraða, þróun skýja o.s.frv. og sameina þær gögnum eins og veðurratsjá og gervitunglamyndum af skýjum. Gögnin eru tengd við veðurvöktunar- og viðvörunarkerfi þéttbýlis til að ná fram 24 tíma órofinu eftirliti. Þegar merki um óeðlilegt veður finnast sendir kerfið sjálfkrafa viðvörunarupplýsingar til viðeigandi deilda og almennings.
(III) Áhrif framkvæmdar
Eftir að himinmyndatækið var tekið í notkun batnaði tímanleiki og nákvæmni veðurvöktunar og viðvarana í þéttbýli til muna. Í alvarlegum veðurtilvikum með mikilli kælingu var fylgst nákvæmlega með skýjamyndun og hreyfingu með 2 klukkustunda fyrirvara, sem gaf flóðaeftirliti borgarinnar, umferðarstjórnun og öðrum deildum nægan viðbragðstíma. Í samanburði við fyrri tíma hefur nákvæmni veðurviðvarana aukist um 30% og ánægja almennings með veðurþjónustu hefur aukist úr 70% í 85%, sem dregur verulega úr efnahagslegu tjóni og mannfalli af völdum veðurhamfara.
2. Málsmeðferð vegna öryggis á flugvöllum
(I) Bakgrunnur verkefnisins
Við flugtak og lendingu flugvéla á flugvelli í austurhluta Bandaríkjanna hafa lágskýjað loft, skyggni og aðrar veðuraðstæður mikil áhrif. Upprunalega veðurfræðilega eftirlitsbúnaðurinn er ekki nógu nákvæmur til að fylgjast með veðurbreytingum á litlu svæði í kringum flugvöllinn. Í lágskýjað lofti, þoku og öðrum veðuraðstæðum er erfitt að meta skyggni flugbrautarinnar nákvæmlega, sem eykur hættuna á töfum á flugi, aflýsingum og jafnvel öryggisslysum, sem hefur áhrif á rekstrarhagkvæmni flugvallarins og flugöryggi. Til að bæta úr þessu setti flugvöllurinn upp loftmyndavél.
(II) Lausn
Nákvæmar himinmyndavélar eru settar upp á báðum endum flugbrautarinnar og á lykilstöðum í kringum hana til að fylgjast með og greina veðurfræðilega þætti eins og ský, skyggni og úrkomu fyrir ofan og í kringum flugvöllinn í rauntíma. Myndirnar sem myndatækið tekur eru sendar til veðurmiðstöðvar flugvallarins í gegnum sérstakt net og sameinaðar gögnum frá öðrum veðurfræðilegum búnaði til að búa til veðurfræðilegt stöðukort af flugvallarsvæðinu. Þegar veðurskilyrði eru nálægt eða ná hættugildi flugtaks- og lendingarstaðla mun kerfið tafarlaust senda viðvörunarupplýsingar til flugumferðarstjórnar, flugfélaga o.s.frv., sem veitir ákvarðanatökugrundvöll fyrir flugumferðarstjórn og flugáætlanagerð.
(III) Áhrif framkvæmdar
Eftir að himinmyndatækið var sett upp hefur eftirlitsgeta flugvallarins með flóknum veðurskilyrðum batnað verulega. Í lágskýjaðri og þoku er hægt að meta sjónsvið flugbrautarinnar nákvæmar, sem gerir ákvarðanir um flugtak og lendingu vísindalegri og skynsamlegri. Tíðni seinkunar á flugi hefur minnkað um 25% og fjöldi aflýsinga á flugi vegna veðurástæðna hefur minnkað um 20%. Á sama tíma hefur flugöryggi batnað verulega, sem tryggir ferðaöryggi farþega og eðlilega starfsemi flugvallarins.
3. Rannsóknarverkefni um aðstoð við stjörnuathuganir
(I) Bakgrunnur verkefnisins
Þegar stjarnfræðilegar athuganir eru gerðar á stjörnustöð á Íslandi hefur það mikil áhrif á veðurþætti, sérstaklega skýjahulu, sem getur haft alvarleg áhrif á athugunaráætlunina. Hefðbundnar veðurspár eiga erfitt með að spá nákvæmlega fyrir um skammtíma veðurbreytingar á athugunarstað, sem leiðir til þess að athugunarbúnaður er oft óvirkur og bíður, sem dregur úr skilvirkni athugunar og hefur áhrif á framgang vísindarannsókna. Til að bæta skilvirkni stjarnfræðilegra athugana notar stjörnustöðin himinmyndavél til að aðstoða við athuganir.
(II) Lausn
Myndavélin er sett upp á opnu svæði í stjörnustöðinni til að taka myndir af himninum í rauntíma og greina skýjahulu. Með því að tengjast stjörnufræðilegum athugunarbúnaði, þegar myndavélin greinir að færri ský eru á athugunarsvæðinu og veðurskilyrði eru viðeigandi, er stjörnufræðilega athugunarbúnaðurinn sjálfkrafa ræstur til athugunar; ef skýjalagið eykst eða önnur óhagstæð veðurskilyrði koma upp, er athugunum frestað í tíma og viðvörun gefin út. Á sama tíma eru langtímamyndagögn af himninum geymd og greind, og veðurbreytingarmynstur athugunarstaða eru tekin saman til að veita viðmiðun fyrir gerð athugunaráætlana.
(III) Áhrif framkvæmdar
Eftir að himinmyndatækið var tekið í notkun jókst virkur athugunartími stjörnustöðvarinnar um 35% og nýtingarhlutfall athugunarbúnaðarins batnaði verulega. Rannsakendur geta nýtt sér viðeigandi athugunartækifæri fyrr, aflað hágæða stjarnfræðilegra athugunargagna og náð nýjum vísindalegum rannsóknarniðurstöðum á sviði þróunar stjarna og vetrarbrautarannsókna, sem hefur á áhrifaríkan hátt stuðlað að þróun stjarnvísindarannsókna.
Myndatækið sem notar himininn til að safna, vinna úr og greina himinmyndir. Ég mun ítarlega útskýra hvernig á að fá myndir, greina veðurfræðilega þætti og skila niðurstöðum út frá tveimur þáttum, vélbúnaðarsamsetningu og hugbúnaðarreikniritum, og útskýra virkni þess fyrir ykkur.
Myndatækið fylgist aðallega með aðstæðum himins og veðurfræðilegum þáttum með ljósfræðilegri myndgreiningu, myndgreiningu og gagnagreiningu. Virkni þess er sem hér segir:
Myndataka: Myndavélin er búin víðlinsu eða fiskaugnalinsu sem getur tekið víðmyndir af himninum með stærra sjónarhorni. Myndatökusvið sumra tækja getur náð 360° hringmyndatöku til að fanga allar upplýsingar eins og ský og bjarma á himninum. Linsan sendir ljós á myndflöguna (eins og CCD eða CMOS skynjara) og skynjarinn breytir ljósmerkinu í rafmerki eða stafrænt merki til að ljúka upphaflegri myndatöku.
Forvinnsla myndar: Upprunalega myndin sem tekin var getur haft vandamál eins og suð og ójafnt ljós, og forvinnsla er nauðsynleg. Suð í myndinni er fjarlægt með síunaralgrími og birtuskil og birta myndarinnar eru stillt með súluritjöfnun og öðrum aðferðum til að auka skýrleika skotmarka eins og skýja í myndinni fyrir síðari greiningu.
Skýjagreining og auðkenning: Notið reiknirit fyrir myndgreiningu til að greina forunnar myndir og bera kennsl á skýjasvæði. Algengar aðferðir eru meðal annars reiknirit byggð á þröskuldssegmenteringu, sem setja viðeigandi þröskulda til að aðgreina ský frá bakgrunni út frá mismun á grátóna, lit og öðrum eiginleikum milli skýja og himins í bakgrunni; reiknirit byggð á vélanámi, sem þjálfa mikið magn af merktum myndgögnum af himninum til að leyfa líkaninu að læra einkennandi mynstur skýja og þannig bera kennsl á ský nákvæmlega.
Veðurfræðileg þáttagreining:
Útreikningur á skýjabreytum: Eftir að ský hafa verið borin kennsl á skal greina breytur eins og þykkt skýjanna, flatarmál, hreyfingarhraða og stefnu. Með því að bera saman myndir teknar á mismunandi tímum skal reikna út breytingu á stöðu skýjanna og síðan leiða út hreyfingarhraða og stefnu; meta skýjaþykkt út frá grátóna eða litaupplýsingum skýjanna á myndinni, ásamt geislunarlíkani andrúmsloftsins.
Sýnileikamat: Metið sýnileika í andrúmslofti með því að greina skýrleika, birtuskil og aðra eiginleika fjarlægra svæða á myndinni, ásamt dreifingarlíkani fyrir andrúmsloftið. Ef fjarlægir svæðar á myndinni eru óskýrir og birtuskilin lítil, þýðir það að sýnileiki er lélegur.
Dómur um veðurfyrirbæri: Auk skýja geta himinmyndavélar einnig greint önnur veðurfyrirbæri. Til dæmis, með því að greina hvort regndropar, snjókorn og önnur endurkastað ljós séu á myndinni, er hægt að ákvarða hvort úrkoma sé til staðar; samkvæmt lit himinsins og breytingum á ljósi er hægt að aðstoða við að ákvarða hvort veðurfyrirbæri eins og þrumuveður og þoka séu til staðar.
Gagnavinnsla og úttak: Greind veðurfræðileg gögn eins og skýjagögn og skyggni eru samþætt og birt sem sjónræn kort, gagnaskýrslur o.s.frv. Sumar himinmyndavélar styðja einnig gagnasmíði við annan veðurfræðilegan eftirlitsbúnað (eins og veðurratsjá og veðurstöðvar) til að veita alhliða veðurupplýsingaþjónustu fyrir notkunarsvið eins og veðurspár, flugöryggi og stjörnuathuganir.
Ef þú vilt vita meira um smáatriðin í meginreglum ákveðins hluta himinmyndatækisins, eða muninn á meginreglum mismunandi búnaðar, þá skaltu ekki hika við að láta mig vita.
Honde Tækni Co., Ltd.
Sími: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Vefsíða fyrirtækisins:www.hondetechco.com
Birtingartími: 19. júní 2025