科创中国
一种测量大气能见度的方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-19 10:14:17
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-28 13:51:14
本发明所提供一种测量大气能见度的方法，包括以下步骤：A、以某一固定场景为观测点，通过摄像获取多个在不同能见度条件下该场景的图像边缘强度值，以及获得与每一图像边缘强度值对应的多个能见度测量值，以此构建图像边缘强度与能见度测量值一一对应关系的能见度先验知识库；B、根据能见度先验知识库，得到该固定场景图像边缘强度与能见度之间的能见度计算公式；C、当通过摄像获得该观测点当前图像边缘强度后，利用能见度计算公式，计算得到当前大气能见度值。该方法的优点是利用已有的城市管理用的视频监控设备进行能见度的观测，可以提高能见度观测的客观性和重复性。
Al、以所述固定场景为背景，在不同能见度条件下用摄像设备获取多幅二维原始图像， 以及通过实际测量获得此时能见度测量值；A2、对所述二维原始图像进行边缘提取处理，得到二值化的初始图像边缘； A3、将每个初始图像边缘与平均边缘图像进行比较，得到剔除扰动信息后固定场景的 图像边缘强度；A4、根据每个固定场景的图像边缘强度以及所对应的能见度测量值，构建所述能见度 先验知识库。所述步骤A3中的平均边缘图像按照以下 方法获得：A31、在一段时间内获取该固定场景多个高能见度的二维原始图像； A32、对所得的多个二维原始图像进行灰度值平均运算； A33、对平均运算后的图像进行边缘提取，得到平均边缘图像。
大气能见度是反映大气透明度的一个指标，是一个对航空、航海、陆上交通以及军 事活动等都有重要影响的气象参数。一般定义为具有正常视力的人在当时的天气条件下还 能够看清楚目标轮廓的最大地面水平距离。视力正常的人在当时天气条件下，能够从天空 背景中看到和辨认出的目标物（黑色，大小适中）的最大水平距离；夜间是能看到和确定的 一定强度灯光上最大水平距离。单位，公里（km)。在物理原理上，能见度决定于最远目标与 背景的差异，当这种差异对比高于观测者辨识下限时，目标物与观测者之间的距离就等于 能见度。影响能见度的因子主要有大气透明度、灯光强度和视觉感阈。大气能见度和当时 的天气情况密切相关，当出现降雨、雾、霾、沙尘暴等天气时，大气透明度较低，因此能见度 较差。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
本发明利用历史数据构建被观测的固定场景图像边缘强度与能见度测量值对应 关系的能见度先验知识库，获得该固定场景图像边缘强度与能见度值之间关系的能见度计 算公式，之后在以该固定场景为观测点测量当前能见度时，通过获知该观测点当前图像边 缘强度即可方便、快捷地获得当前大气的能见度。本发明利用在城市管理中广泛应用的视 频监控设备进行能见度的观测，观测过程中仪器自动运行，不需要调节参数、在沿观测方向 树立标靶等人工干预，省时省力，操作简单。而且，该方法可以观测不同观测方向上的能见 度，与大气真实的能见度更接近。不仅降低了观测仪器的成本，提高能见度观测的客观性和 重复性。
技术合作
由于摄像监控已经广泛应用到社会安全、交通管制、防灾减灾和城市管理等诸多 领域，交通路口视频监控系统通过建立覆盖城市主要干道及路口的数字网络，配备相应的 图像监视设备和软件，可将交通路口车辆运行状况实时传送到调度中心。利用视频监控图 像自动测量大气能见度及其它气象参数的优点在于，可以避免使用固定标靶，减低成本耗 费和瞄准标靶时的不确定性；利用整幅图像的信息，避免仅用局部图像信息得到方向性能 见度，提高了能见度观测的客观性和重复性。采用本发明方法利用视频监控图像自动测量 大气能见度和气溶胶光学厚度能提供方便、快捷和可靠的能见度观测。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
下载app