天空成像儀可以實現白天全天空云量的持續自動監測,時空分辨率較高,得到的云量計算結果更精確,成像部分是一款高性能帶魚眼鏡頭的數字成像系統,定時拍攝獲取全天空可見光紅、綠、藍三波段圖像,其主要部件包括照相機、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。
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。
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