全天空成像儀

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全天空成像儀（total sky imager 440,TSI-440）可以實(shí)現(xiàn)白天全天空云量的持續(xù)自動監(jiān)測,時空分辨率較高,得到的云量計(jì)算結(jié)果更精1確.首先介紹了TSI-440的基本原理和資料格式,并基于太湖地區(qū)2008年5-10月的TSI-440資料及無錫站地面觀測資料,采用統(tǒng)計(jì)方法詳細(xì)地分析了不同天氣情況下圖像的成像特征及云量的計(jì)算誤差.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：圖像的成像特征與能見度密切相關(guān),紅藍(lán)比值隨著能見度的減小而增大.另外,儀器在處理陰天圖像及復(fù)雜天空（多云）圖像時,易造成一定的云量計(jì)算誤差.針對上述問題,本文通過直方圖分析,重新選定了紅藍(lán)比閾值（晴空點(diǎn)閾值0.62,云點(diǎn)閾值0.66）,基于新閾值計(jì)算的云量結(jié)果較儀器自帶的處理結(jié)果更為準(zhǔn)確,減小了因天氣狀況不同而產(chǎn)生的云量計(jì)算誤差.

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利用全天空可見光圖像反演天空輻亮度

由中國1科學(xué)院大氣物理研究所LAGEO實(shí)驗(yàn)室研制和開發(fā)的地基全天空成像儀可實(shí)現(xiàn)地基全天空自動化觀測,所記錄的是可見光紅、綠、藍(lán)三波段彩色灰度值圖像。本文首先對全天空成像儀及相關(guān)標(biāo)定試驗(yàn)進(jìn)行說明與介紹,以標(biāo)定參數(shù)為基礎(chǔ)并結(jié)合全天空儀器成像原理提出了一個由可見光灰度圖像反演天空輻亮度分布的算式算法。文章后一部分則利用大氣物理研究所香河觀測站(39.75°N,116.96°E)同時觀測的全天空成像儀以及CIMEL光度計(jì)數(shù)據(jù),對該反演算式進(jìn)行檢驗(yàn)和比對。因此，首先提取圖像中的信息值（RGB值），計(jì)算每個像素點(diǎn)的紅藍(lán)比值（定義為：R/B），然后設(shè)定合理的閾值來判別像元點(diǎn)是否為云點(diǎn)，這種方法被稱為閾值識別法。對比結(jié)果表明,用所提出的算法進(jìn)行天空輻亮度分布反演可行,該算法在灰度圖像與天空輻亮度之間建立了聯(lián)系,將有利于觀測圖像數(shù)據(jù)與數(shù)值模式模擬工作的相互對比和驗(yàn)證,有利于觀測圖像數(shù)據(jù)在模式研究中的應(yīng)用。

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