全天空云图获取的一种方式及算法实现.pdfVIP

第 28卷 第 3期 气 象 科 学 Vo.l 28, No. 3 2008年 6月 SCIENT IA METEOROLOG ICA SIN ICA Jun. , 2008 孙晓钢,孙学金, 牛珍聪,高太长. 全天空云图获取的一种方式及算法实现. 气象科学, 2008, 28( 3): 338-341 全天空云图获取的一种方式及算法实现 孙晓钢 1 孙学金 1, 2 牛珍聪1 高太长 1 ( 1解放军理工大学气象学院,南京 211101) ( 2北京大学物理学院,北京 100871) 摘 要 针对目前气象观测中云的人工观测的主观性以及没有客观的历史实况记录可对照查 询的情况,本文提出一种以观测员角度的全天空云图获取方式,将相机绕观测点旋转实现对全天空 的拍摄,通过相应的拼图算法得到全天空图像。与当前国内外研究工作普遍使用的广角鱼眼镜头 相比较,这种方式可以避免鱼眼镜头造成的畸变。因此,用这种全天空图像获取方式进行云的自动 观测是可行的。 关键词 全天空云图 投影变换 拼图 分类号 P407. 3 文献标识码 B 收稿日期: 2006-11-10;修改稿日期: 2007-01-26 第一作者简介:孙晓钢 ( 1980-),男,山东莱州,硕士生,主要从事大气探测技术研究. sunxg1980@ 163. com 通讯作者:高太长,教授,解放军理工大学气象学院 A method of capturing whole-sky nephogram and its arithmetic actualization Sun X iaogang 1 Sun Xuejin1, 2 N iu Zhencong1 Gao Taichang1 (1 Institute of M eteorology, PLA Univers ity of Science and T echnology, N anjing 211101) (2 Institute of Phy sics, Pek ing Univer sity, B eijing 100871) Abstract In allusion to the case that the sub ject iv ity of the manua-l observation and the lack o f the impersonal histo rica l records to query and to compare w ith in the presentm eteoro log ica l observation, w e put fo rw ard a new method of capturing the w ho le-sky nephogram at the ang le v iew o f the observers. W e rotate the camera to capture the p ieces o f the sky, and then pu t the pieces together accord ing to the some arithmetic. Th is w ay can be used to avo id the aberrat ion caused by the fish-eye cameras, wh ichmost re- searchers use today. Therefore, it is feasib le to rea lize the auto-observation o f the cloud by using th isw ay. Key words Whole-sky nephogram Pro ject ion transformation Jo int ing the image 引 言 在实际气象观测业务中,仪器自动观测正在逐 步的代替人工观测。在现有投入使用、运行的气象 自动观测设备中,主要以直接传感器进行的温、压、 湿、风向风速等的直接测量,地基的云的自动观测尚 处在研究当中。云作为气象观测中的重要要素,其 形成和演变是大气中发生的错综复杂的物理过程的 具体表现之一,其形态、分布、数量及其变化都标志 着大气运动的状况,并能作为天气变化的征兆 [ 1-6 ] 。 云的观测,对天气预报尤其是短期预报有着重要的 作用。目前的人工观测在很大程度上依赖于观测员 的水平和经验,主观性较强,没有准确地历史实况记 录可对照查询。因此在业务上亟需一种客观的云的 观测方式。 国内外学者们一直在不断的探索、试验云的地 基自动观测相关的技术。目前国内外已研制采用的 是具有超广角的鱼眼镜头或者设计类似鱼