地面“云能天”自动化观测进展

介绍了地面“云能天”自动化观测技术特点及优势,如观测全天候、高时空分辨率、自动化操作,分析了地面“云能天”自动化观测在观测精度、观测范围、数据处理和传输方面的进展。

基于高光谱自动化观测设备的高分二号卫星在轨定标应用与验证

为验证高光谱自动化野外观测设备的地表反射率数据的应用效果,基于反射率基法开展了高分二号(GF-2)卫星遥感器的在轨定标数据应用及验证。首先系统介绍了设备安装定标场的状况及多种自动化观测设备的工作方式及性能指标,并给出了仪器的观测数据及地表反射率数据的计算方式。随后结合GF-2卫星遥感器定标的需求并利用卫星大气数据产品和GF-2遥感器的同步过顶观测影像,完成了GF-2多光谱相机(PMS)遥感器的在轨定标。最后根据获得的定标系数,利用不同时段的遥感器影像数据进行了验证。两种不同地表的应用验证表明,卫星表观辐亮度的数据整体相对偏差优于2%,验证了高光谱设备在卫星遥感器在轨定标上的可行性。

天气现象自动化观测系统设计

为了实现天气现象自动化观测,针对地面观测规范中34种天气现象,设计了基于图像、光学散射和常规地面气象观测多种技术的天气现象自动化观测系统。它由天气现象传感器和数字处理器两部分组成,天气现象传感器完成天气现象的图像和光学特性采集,数字处理器将模拟图像数字化,对数字图像和光学特性数据进行处理和管理,结合自动站的资料进行天气现象自动化识别。图像采集和识别技术在凝结天气现象自动识别试验中取得初步成效。

我国农业气象自动化观测现状与展望

农业气象观测是地面观测的重要业务之一,是我国农业气象业务服务的基础。开展农业气象自动化观测有利于提升气象为农服务科技水平、提高农业气象业务服务的科学性、针对性、及时性,是适应现代气象发展和防灾减灾需求的重要举措。针对我国在土壤水分、农田小气候和农作物生长状况等方面自动化观测的现状、存在问题,展望了未来发展趋势,提出了增加观测内容、完善观测技术和加强移动观测等发展建议,为推进我国农业气象观测自动化、完善综合气象观测体系提供参考。

基于Bayes判别法的霜生自动化观测模型探讨

利用安徽砀山气象站的2001—2013年冬半年(10月至次年4月)的观测资料,探讨霜生与气温、地温、水汽压和风速等气象要素的相关性,并基于Bayes判别方法,采用逐步判别分析,建立多套霜生自动判别模型。结果表明:(1)霜是否出现与日最低及夜间不同观测时次的气温、地表温度显著相关,当夜间气温或地表温度越低,低于霜点的可能性越大,结霜的可能性也越大。(2)通过回算性检验和独立样本的预报性检验,基于Bayes判别法的霜生模型,对霜未发生的平均判别准确率达到86.5%,对霜发生的平均判别准确率达到92.7%,其中用日最低地温、当日07时水汽压和当日07时风速所建立的三要素模型最优,对霜发生的判别准确率可达到90%以上。因此,可以将Bayes霜生判别模型与图像识别技术相结合应用于霜的自动化观测。

大坝自动化观测资料分析的自适应模型

由于工程补强加固、监测系统维护及更新改造等对观测系统造成的干扰，自动化观测资料一般难以进行实时建模分析． 本文提出用指示变量建立大坝自动化观测资料分析的自适应模型，实时分析资料的可靠性，评价大坝的安全性态．

海洋台站自动化观测系统模块化的实现

本文介绍了采用模块化技术实现海洋台站自动化观测系统的研究情况 ,为满足不同的环境条件和观测项目的要求 ,将海洋台站自动化观测系统设计成独立的硬件和软件模块 ,组装灵活 ,方便实用。

冬小麦-夏玉米农业气象自动化观测技术评估

2016—2020年在河南省郑州、鹤壁、黄泛区3个国家一级农业气象试验站,利用航天新气象科技有限公司、河南中原光电测控技术有限公司2个厂家5套观测设备,对冬小麦-夏玉米的发育期、冠层高度、密度、叶面积指数、干物质质量等进行连续自动化观测试验,并同时开展人工对比观测。结果表明,冬小麦发育期自动观测误差大都在4 d以内,返青、拔节误差在5 d以上,需辅以人工观测;冠层高度自动观测平均误差多在10 cm以下;生育期内密度波动较大,自动化观测效果较差。夏玉米发育期自动化观测误差大都在4 d以下,拔节、乳熟和成熟暂需辅以人工观测;密度、冠层高度自动观测效果较好。冬小麦和夏玉米发育期、生长状况评定、冠层高度及玉米密度自动观测效果较好,优化后可业务推广应用;而叶面积指数、干物质质量识别效果较差,尚不具备业务推广条件,需改进算法或识别技术。

作物气象自动化观测技术的研究现状与探索

作物气象自动化观测技术的开发、应用和推广是一项加速升级传统农业管理模式、促进我国现代农业发展的新的模式和技术途径,可有力支撑现代农业的快速发展。本文详细介绍了国内外研究机构作物气象自动观测技术的发展研究与应用现状,分析了存在的不足和痛点问题,并指出了该技术与应用的关键技术及发展方向。

高压输电线路导线结冰及自动化观测方法分析

简述了目前导线结冰气象观测的情况,分析贵州电力部门现用输电线路的导线情况及结冰灾害对输电线路的影响,提出了对高压输电线路导线开展自动化观测的技术思路,指出了建设目标和作用。

基于场地自动化观测技术的SNPP VIIRS高频次在轨辐射定标

针对遥感卫星高频次、高时效和高精度定标的技术需求,利用布设在敦煌辐射校正场自动化定标系统,对SNPP VIIRS遥感器的可见光到短波红外波段开展了高频次自动化绝对辐射定标试验,详细描述了自动化定标的原理和方法,明确了定标流程.针对长时间跨度中,地表光谱反射率光谱形状的变化,建立了参考反射率数据库,以解决通道反射率与参考反射率光谱形状不匹配问题.在2018年5月～11月,对SNPP VIIRS共完成了13次有效的自动化定标,并与SNPP VIIRS星上观测的表观反射率进行了比对验证.结果表明,场地自动化定标得到的表观反射率与卫星观测的表观反射率相对偏差小于5%,均方根小于3.2%,表明场地自动化定标结果与星上定标结果具有较高的一致性和稳定性,可以用于高频次在轨辐射定标.

露、霜自动化观测的研究

在地面气象观测业务中通常采用人工观测的方式来判断结露、结霜现象的发生,人工观测主观性强,观测频次少,工作效率低,不能全面、连续反映结露、结霜过程的特征。本文介绍了一种结露、结霜自动化观测装置,装置工作原理是电容传感器在高湿和低湿情况下电容变化较大,通过测量电容变化引起的频率变化,然后由识别软件来判断结露现象的发生,再结合温度信息以及结冰信息就可以判断结霜现象的发生,从而实现了结露、结霜的自动化观测。通过大量的结露、结霜的对比试验表明露、霜自动化观测装置能够比较准确地识别结露、结霜过程的发生,能够推广到台站业务使用。

地面气象观测中结冰自动化观测的研究

在地面气象观测业务中一般采取人工观测判断结冰现象是否发生。为了提高结冰观测的工作效率,结冰自动化观测已经成为必然的趋势。文章介绍一种新的结冰自动化观测装置,通过检测结冰过程中由于潜热释放引起的温度突变上升过程,判断结冰现象的发生,实现结冰自动化观测。结合结冰温度观测数据对结冰过程中各个阶段特征进行分析,并与人工观测的结果进行对比,结果表明结冰自动化观测装置能够比较准确地实现结冰现象的检测,具有一定的实际应用价值。

天气现象自动化观测资料可用性分析与应用探讨

通过对北京地区天气现象组网试验资料的可用性分析以及在精细化预报业务中的应用,发现自动观测天气现象资料连续时长多于20 min以上时,数据可信度较高,对预报员有较高的参考价值。自动观测系统对雨、雾、霾现象的识别结果正确率总体较好,其高频次的探测数据对低频次的人工观测起到补充作用。但在天气现象识别算法、质控、雷暴和降水性质识别、现象识别连续性等方面还存在不足,需要进一步改进。

电容式霜露传感器自动化观测对比分析

霜露天气现象是气象观测中的重要观测内容,目前对霜露的观测多采用人工观测的方法,存在诸多弊端。本文在对电容式霜露传感器自动化观测原理进行简单介绍的基础上,重点对2014年9月至2014年12月4个月的设备试验数据进行了分析,把设备识别结果、人工观测结果以及标准器识别结果进行比对,结合设备安装地点周围的实际情况和温湿度信息,深入探讨了设备识别率、漏报率、错报率的变化情况以及导致设备识别率波动的原因。试验结果表明,电容式霜露传感器在一般自然环境中对霜露天气现象具有较好的识别率,在未来研究改进的基础上,具有应用于气象业务自动化观测的可能。

自动化观测场防雷标准中亟需改进的防雷措施

通过对比《自动气象站场室防雷技术规范》(QX30-2004)和《地面气象观测场(室)防雷技术规范》(GBT 31162-2014)等与萝岗气象观测场整改后现有防雷保护措施,采用分析计算技术手段进行分析,指出《自动气象站场室防雷技术规范》(QX30-2004)中"风杆可作避雷针的条款"、"观测场可不设单独避雷针进行保护的条款"、"防雷与设备共用地条款"存在的防雷隐患及风险,提出了加强观测场防雷保护的措施。

天津市海河二道闸自动化观测系统改造设计

以天津市海河二道闸开展的观测现状为例,阐述了水闸实施自动化观测的必要性。通过建立一整套功能齐全、稳定可靠、使用方便的安全监控系统,不但满足了观测工作的需要,也达到了减轻劳动强度、增加工作效率的目的,在一定程度上提高了水闸实施现代化管理的整体水平。

植被生态自动化观测仪器的设计与实现

研究植被生态自动化观测方法,进而确定仪器的组成结构,根据传感器的接口、协议类型和神经网络处理器的应用方式设计了基于ARM架构控制处理器的外设接口,进一步结合非RKNN模型的转换应用流程,设计了控制处理器数据采集、处理、存储、传输和控制交互的具体功能和流程。针对3种不同的植被类型,将仪器分别部署在内蒙古、广西和安徽3个国家级农业气象试验基地,采用仪器测量数据与人工平行观测的方法进行外场试验。结果表明,这种植被生态自动化观测方法是可行的、有效的,仪器性能指标也符合实际业务观测要求。

岩滩水力发电站大坝安全监测自动化观测设计

介绍了岩滩水力发电站大坝安全监测自动化观测设计的设计原则、设备选型、功能要求及各系统的设计布置等。

地面气象自动化观测场防雷有效性的评价

为了解决气象观测场综合防雷有效性评价的难题,选取多个指标建立评价指标体系,利用灰色分析法求取关联度,作为气象观测场防雷有效性评价体系中确定各项指标权重的依据,进而建立灰色关联评估模型。根据评估模型对广东某观测场进行防雷有效性评价,认为该气象观测场防雷设施能够满足日常业务运行,但其有效性仍有提高的空间。