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全天空成像儀原理及構造

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全天空成像儀主要的部件有：照相機、帶有加熱裝置的半球鏡面、鏡面上方的遮光帶以及下方的電子設備系統。廣泛應于：氣象領域、遙感領域、海洋領域、建筑領域、大專院校科研領域。該儀器可以在白天自動進行全天空云量的持續監測，其工作原理是：通過儀器上方的照相機垂直向下拍攝帶有加熱裝置的半球鏡面，得到當時天空所呈現的圖像，并將拍攝得到的圖像自動存儲到計算機上進行云量計算和處理。大氣、云粒子對可見光具有不同的散射原理：大氣分子對可見光的散射與λ4成反比，如果天空為晴空，對藍光波段的散射遠遠大于對紅光波段的散射，因此晴空呈現藍色；而云粒子對可見光的散射，在不同的波段散射的程度是相當的，因此云體呈現白色。根據不同的散射原理，可以從圖像信息值（RGB值）中區分云與藍天。自然界中的可見光都是按照一定的比例混合而得到，任意一種顏色都可以用紅（R）、綠（G）、藍（B）三色混合而成，圖像中的每個像素點均含有RGB三個亮度值，而RGB值在一定程度上反映了紅（中心波段為650nm）、綠（中心波段為570nm）、藍（中心波段為450nm）這三個波段的輻射強度。因此，首先提取圖像中的信息值（RGB值），計算每個像素點的紅藍比值（定義為：R/B），然后設定合理的閾值來判別像元點是否為云點，這種方法被稱為閾值識別法。

全天空成像儀技術特點

（1）可以自動進行全天空云量的持續性觀測，時空分辨率較高，得到的云量計算結果較人工目測、衛1星探測的結果更精1確；

（2）采集全天24小時可見光彩色1圖像，當日觀測拍攝結束生成當日所有圖像的動畫視頻。

（3）設備采用的太陽自動跟蹤系統，防止太陽直射入射光破壞成像器。

（4）設備采用防雨和監控裝置，可以在戶外工作。

（5）設備小的采集頻率是3秒/幅圖片。

（6）設備軟件有云檢測、云量和能見度數據的估算和處理。

（7）環境密封，長壽命工作。

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全天空成像儀

◇ 全天空總云量和高、中、低各分層云量數據

◇ 全天空可見光波段的云圖

◇ 全天空紅外云圖

◇ 全天空紅外溫度分布數據

◇ 光伏電站光功率預測

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