基于全天空红外测云系统的云辐射强迫研究方法

利用全天空红外测云系统(WSICMS)获得的全天空红外辐射图像,研究了云量和云的地面辐射强迫的计算方法。将全天空红外辐射图像中的辐射值和天顶角绘制散点图,从各天顶角的最小辐射值中提取晴空辐射,计算云量和云的辐射强迫,分析云的地面辐射强迫和云量的关系。结果表明:所获得的云分布图像与实际天空相吻合,准确性比较高;8～14μm波段云的地面辐射强迫与云量呈非线性关系,与其它资料的研究结果具有很好的一致性,证明了利用全天空红外测云系统进行云辐射强迫研究的可行性和准确性。     

云状观测中潜在问题的分析

由于云的变化比较复杂,因此云的观测是地面气象观测中问题最多的项目。目前借助仪器可以观测云量和云高,但云状观测仪器的研制技术尚未成熟,所以目前云的观测仍然以目测为主,因此极易受到人为因素的影响。本文总结了在云状的观测和编码中经常出现的一些问题,并对其加以分析,找出原因。强调云的观测应坚持实事求是的原则,加强集体观测,切实提高观测的内在质量。     

基于小波变换与纹理特征分析的地基云图识别

云状是云观测的三大要素之一,正确识别云状有助于分析大气运动状态,为天气预报提供重要依据。文章采用了图像处理的方法对全天空红外云图进行初步云状识别的研究,利用小波分析与纹理特征(灰度共生矩阵)分析相结合的方法提取所需识别云类型的特征参数,设计并建立适合云状识别的分类器。所做分析和研究工作表明,对比单一纹理特征分析和利用小波分析与纹理特征分析相结合的方法对所选全天空红外云图的识别结果,后者具有较高的准确率。     

气象测云红外成像系统的设计与分析

以云层为目标,进行了目标与背景的红外波段分析,分析了气象测云红外成像系统的工作波段,确定了红外成像系统的主要技术参数;进行了基于非制冷红外焦平面列阵（UIRFPA）探测器件的气象测云红外成像系统的光学设计、结构设计与电路设计;针对该系统进行红外图像自适应非均匀校正设计和温度调焦机构设计。     

大视场云层分布定位的光电测量系统

为获得空间目标监视设备上空适合观测的天区以提高设备的使用效率和观测效率,设计了实时监视观测站上空云层位置分布的光电测量系统。该系统采用以扁椭球折反射透镜组为核心的大视场光学设计,结合非制冷红外焦平面列阵探测器用于全天时采集天空云层图像;通过装有图像采集卡的计算机对采集的天空背景图像进行伪彩处理、图像修复等操作后,获得无云、薄云、厚云以及它们之间过渡区域可清晰区分的伪彩云层图像,并根据实验标定建立的空间角位置和像素的函数关系,给出云的分布位置信息。实验结果表明,该测量系统可以每5s输出一次高度角在20°以上的彩色云图,并计算出天空中云层的方位分布,定位精度约为1°。此系统可以实现云层分布的大视场定位测量,并提高空间目标监视设备的效率。     

如何提高云状的观测质量

云的形态是复杂多变的,云的观测准确性将直接影响到天气预报的准确率。本文阐述了根据云的成因及外形特征和演变规律,并结合当时的天气现象和天空状况以及对相似云的比较,从而进行云状的准确判断。     

浅谈云状判断中易出现的几种误记

在云的观测中,通过对比较易出现误记的积雨云与雨层云、雨层云和蔽光层积云、复高积云和积雨云、卷层云和高层云、高云和低云的表现特征进行分析,从而提高对云的观测水平。     

近年来我国量具量仪产品发展动向

近年来,我国量具量仪行业根据市场需求,加强了开发设计能力,并通过引进国外技术,开发生产了多种新型量具量仪。本文介绍了我国工具工业在电子数显量具、三坐标测量机、车间现场用量仪、齿轮量仪和高技术高精度量仪产品等开发方面取得的成就。指出,CNC技术、微机控制、计算机数据处理和计算机辅助提高精度（CAA）等的应用,是近年来我国量具量仪的技术发展动向。     

Investigations of new possibilities in the calibration of diamond hardness indenters geometry

The influence of Rockwell and Vickers diamond indenters geometry in hardness measurements justifies the strict specifications and tolerances in the relative standards. Many methods, and consequently dedicated instruments, have been developed to investigate the geometrical parameters in order to calibrate the diamond indenters. Most of them, using contact or contactless methods, can only investigate some profiles of the indenters; from these partial measurements the whole geometry is derived. Few other instruments can investigate the whole shape but, since they are custom-developed, costs and difficulties in the calibration of these instruments have limited their use.A new method is proposed in this paper using a commercial and not dedicated instrument: a 3D measuring confocal microscope. This type of instrument has also the advantage that the whole geometry is analysed with a consequently knowledge improvement in the indenter calibration.In the paper the measurement method, the used instrument and its calibration to assure traceability to the length and angle standards are investigated.     

万能工具显微镜的三维改造

随着科技的创新与进步,传统二维测量技术已经满足不了现在高效率自动化检测的需求,急需新型的三维测量技术。万能工具显微镜作为传统用途广泛、准确度较高和故障率很低的精密测量仪器,目前国内现存量很大,急需对其进行三维自动化改造。该文在万能工具显微镜的基础上,增加3个光栅位移测量系统、自动控制系统以及数据采集分析系统,使其能够实现三维自动测量。     

基于模糊分类的弱小目标检测方法

提出了一种新的基于模糊分类的红外云层背景弱小目标检测方法。本文直接从待分类图像入手提取出不同的类别区域,这样得到的分类模板就准确的体现了当前图像的不同类别,在此基础上进行分类就能得到图像的准确的类别分类从而实现弱小目标检测。首先,对红外天空背景弱小目标图像进行分析,将图像中的三类物体：净空、云及弱小目标细分为11个类别区域;其次,定义了类别特征矢量并基于此提出了类别核的定义;再次,根据类别核的定义从待检测图像中提取出11类区域的类别核;最后,根据模糊分类的理论,定义了类别相似系数和类别贴近度,通过类别核对图像进行分类和类别归并,保留弱小目标类别完成检测。实验结果表明,该方法能够对红外弱小目标图像中不同类型的区域进行准确分类,较好的实现了对低信杂比的复杂云层背景图像中的弱小目标检测。     

Cloud segmentation property extraction from total sky image repositories using Python

Abstract

Acquiring the reflectance, radiance, and related structural cloud properties from repositories of historical sky images is a challenging and a computationally intensive task, especially when performed manually or by means of nonautomated approaches. In this article, a quick and efficient, self-adaptive Python tool for the acquisition, and analysis of cloud segmentation properties that is applicable to images from all-sky image repositories is presented and a case study demonstrating its usage and the overall efficacy of the technique is demonstrated. The proposed Python tool aims to build a new data extraction technique and to improve the accessibility of data to future researchers, utilizing the freely available libraries in the Python programing language with the ability to be translated into other programing languages. After development and testing of the Python tool in determining cloud and whole sky segmentation properties, over 42,000 sky images were analyzed in a relatively short time of just under 40?min, with an average execution time of about 0.06?s to complete each image analysis.     

云天观测与临近天气的预报

云的演变常常能反映大气的结构情况、天气的变化,是天气变化的指示物,通过对云的连续观测,分析在大气环流背景下影响本地天气系统的云天变化规律及对未来天气的指示作用。系统性云,指示性云,地方云对天气的变化尤为重要,对本地的天气具有指示意义。掌握本地云天的演变模式,对作好短期天气预报,尤其是临近天气预报有积极的意义。     

在线水质分析仪器应用技术的发展

监测型和过程型在线水质分析仪器具有不同的技术特点和应用要求,对应的在线水质分析仪器应用技术也有着不同发展方向的技术特点;具有自学习功能和专家型的在线水质分析仪器系统及应用技术开始得到了市场的重视     

红外相机光轴标定研究

随着红外技术的不断发展,红外成像定位系统在现代工程测量中的应用越来越广泛。大部分测量系统一般都会选取红外相机的光轴作为系统的参照基准,因此红外相机的光轴标定的准确性将直接决定整套测量系统的准确度等级。激光跟踪仪是空间尺寸测量的一种常用仪器,它可以建立笛卡尔三维坐标系将空间任意点以坐标点形式表示出来,通过坐标点确定系统中点、线、面之间的几何位置关系。利用三靶球位置坐标原理将红外相机的光轴等虚拟参数以空间坐标点的方式标示出来,为后续试验人员的校准定位工作提供一定的技术依据和参考。     

基于计算机视觉的脚型参数测量系统的设计与实现

提出一种便捷的足部参数测量方法,仪器装置成本低廉、操作简洁。该系统利用足底扫描设备扫描足底图像,通过CMOS摄像头获取照射在足面上的结构光图片,运用图像处理技术将足面轮廓点云与足底轮廓点云叠加融合,重构足部三维形状,并据此计算脚型测量的关键特征参数。实验表明,系统能够快速精确地完成三维脚型恢复和足部特征参数的提取,具有很好的鲁棒性。     

浅谈积云性层积云的观测

云的观测主要包括判定云状、估计云量、测定云高和选定云码。选定云码只要熟记云的电码表即可,主要靠观测员正确地判定云状。积云性层积云（以下称sccug）是我市观测员比较常记录的云属之一,本文将从sc cug的定义、形成过程等方面,谈谈sccug的观测。     

基于地基云雷达资料的云宏观特征分析

利用美国能源部大气辐射测量计划移动观测设备—地基云雷达在我国寿县地区2008-10-15~2008-12-15的观测资料,对云的出现频率和宏观特征进行了统计分析。统计结果表明:寿县地区秋末冬初云出现频率最大值的时间和区域主要在06:00~09:00(UTC)(即北京时间14:00~17:00)的近地面附近,其次是在04:00(UTC)和23:00(UTC)的8km高度附近,并且云出现频率最大值时所对应的平均反射率因子最小。云层的出现频率以单层云居多,占全部云层的62.9%,双层云占29.8%,还有少量的多层云。云类型的出现频率以卷云、高层云和层积云居多,分别占30.9%、26.5%和22.2%。     

逆向工程在导流罩产品再设计中的应用

以水下超声波测量仪上导流罩零件为研究对象,探讨逆向工程在产品开发中的应用.介绍通过三维激光扫描仪对导流罩进行点云采集;利用Imageware软件进行点云数据处理、基准建立、创建曲线并结合UGNX软件进行导流罩实体创建;根据导漉罩结构、成型工艺分析,基于UGNX软件对获得的三维模型进行再设计的全过程.结果表明,该方法可行、有效,可极大提高产品开发速度.     

厚度无损检测仪器的精度长期稳定性研究

无损检测和结构健康监测是保障工业生产安全、降低维护成本的重要技术。在结构健康监测领域,原位测量仪器的长期稳定性尤为重要。首先介绍电磁、超声无损检测在厚度检测的应用现状,针对随后讨论厚度无损检测检测仪器精度长期稳定性问题。对厚度无损检测仪器现在长期使用过程中的精度变化规律进行研究,探讨三种测厚仪器的工作原理、精密度和准确度与仪器的稳定性的关系。采用三种厚度测量仪器（超声测厚仪、涂覆层测厚仪与楼板测厚仪）测量预标定样本的仪器试验测量方法,得到五年测量数据。再通过分析数据的年平均误差、相对误差和变化速率来讨论电涡流测厚仪、超声测厚仪的长期稳定性,并进行三类仪器间的比较,分析各类型仪器的特点。结果显示电涡流厚度测量仪器具有相对较好的长期稳定性;超声测厚仪和楼板测厚仪精密度维持能力受时间影响,仪器精密度逐年下降,准确度也趋于不稳定。为电磁无损检测技术应用到结构健康监测领域,自校准和补偿奠定了基础。