全天空成像仪的起源
随着自然科学的发展，云况的观测正持续被重视。在早期，对于云况的观测，需要操作做人员通过肉眼观测，并手动记录观测结果，而且观测结果和实际情况存在很大差异。而全天空成像仪替代了人工观测，实现了无人值守的对天空全天候自动实时观测，降低了人力成本、提高观测精度。
采用了180°超广角、高分辨率、全彩传感器，能够全自动实时记录全天空云况信息，并通过先进的图像AI识别技术及高速云检测计算模型，高速准确的计算云量信息，进而实现光伏产能预测和光电评估。通过标准网卡接入互联网，并通过网络将数据传送到服务器或者监控电脑上。
全天空成像仪概念
优势特点：
l无太阳遮挡装置，具有防水功能，可全天候实时记录全天空云况信息
l内置电脑主机，无需额外安装工作站，可连接网络，通过终端远程操作和监控
l功耗低，体积小，重量轻，便于野外安装
技术参数：
l采样频率：小采样时间≤15s，可调
l云量分辨率：≤0.1成
l云量精度：≤1成
l观测时段：0~24h，可选
l操作温度：-40~55℃
l尺寸及重量：20×20×20cm，3kg
应用范围：
l云量，天气观测，大气研究
l航空气象观测，天空监视
l紫外线，污染物研究
全天空成像仪的科学性
全天空成像仪采取多次成像法获取原始图像资料 通过无损无缝拼接获取更真实的全天象云图，不仅减轻了一次成像带来的图像畸变，同时为局部重点云图的研究提供了基础。 ②利用轨迹规划直接避开太阳影响，避免太阳跟踪遮挡器对图像的影响 以拼接技术为基础，根据拍摄日期、时间和当地经纬度计算太阳天顶角和方位角，控制相机的拍摄位置，避开太阳直射光。利用边缘融合技术实现无缝拼接，保证图像的完整性与真实性。 ③优化控制策略在保证无缝拼接的基础上减少图像冗余 通过算法规划天空图像采集路径，进化控制自动获取规定云图，提高云图的抓拍速度，并在同一批次图像采集后自动复位。 ④通过模式识别技术，实现云图计算机自动识别、分类、归档 对云图的纹理特征的提取和分析，将云发展变化的过程用数学的形式来加以表达，通过其纹理参数的比对进行分类识别，并做归档处理。避免了依赖观测员的经验进行人工观测的主观随意性，同时解决了由于测报人员流动及观测连续性有限造成的对云况多变的实际天空描述欠准确问题。
晴空条件下全天空成像仪云量计算方法的改进
全天空成像仪可以实现白天全天空云量的持续自动监测,时空分辨率较高,得到的云量计算结果更正确.本文介绍了基本原理,并基于太湖地区TSI仪器的观测资料及无锡站地面观测资料,采用Photoshop及matlab等软件详细地分析了晴空条件下图像的成像特征及云量的计算误差.结果发现:TSI仪器容易高估太阳周边的云量,尤其在太阳高度角较小时,成像仪更容易误识别近地面区域的云量大小.这种现象来源于可见光对雾霾粒子的前向散射作用,使太阳周边的气溶胶粒子显得更白更亮,进而造成了误差,经统计:晴空时的云量计算误差在15%-20%.针对这种情况,文中采用Long提出的云量改进型方案,在时间和空间上进行统计分析,建立一套减小太阳周边以及近地平区域云量误差的计算方案,并将该方案应用于计算中.结果发现:使用该方案得到的云量计算结果更接近实际情况,经统计晴空及少云情况下的云量计算误差分别由17.388%和13.4%下降为6.478%和1.75%,有效地减小了晴空少云时的云量计算误差.
以上信息由专业从事可见光全自动天空成像仪厂家的中科技达于2025/5/9 10:43:08发布
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