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        地基全天空云觀測系統及全天空云圖數據庫

        地基全天空云觀測系統(Total-sky Cloud Imager, TCI)是在中國氣象科學研究院的支持下,由災害天氣國家重點實驗室自主研制的地基云自動化觀測設備。TCI設備的三個主要組成部分是:攝像裝置、太陽遮擋裝置和處理終端,其中攝像裝置采用了穩定性高的工業相機和視角不低于180°的魚眼鏡頭的組合。不同于其他的可見光波段地基云觀測設備,TCI對太陽遮擋的處理采用了閑時全遮光、觀測時全敞開的新型保護方案,大大減少了設備機械結構的復雜性,適于進行推廣應用。該成果已獲得多項國家專利授權。

        地基全天空云觀測系統外場架設照片

        地基全天空云觀測系統軟件界面

        自2009年以來,我們在多個不同氣候類型的地區開展了觀測試驗,獲取了大量的地基全天空云觀測資料,并基于這些資料聯合北京交通大學視覺智能實驗室開展了云檢測和云圖分類方法研究。為實現數據資源共享,我們建立了全天空云圖數據庫,向國內外的科研人員開放,以促進云檢測和云類識別相關算法的研究。

        全天空云圖數據庫

        此次公開的全天空云圖數據庫包含5000幅全天空圖像,分為晴空、卷云、層狀云、積狀云和混合天空五類,每類各包含1000幅圖像。這些圖像都是我們自主研制的TCI設備于2012-2014間在我國青藏高原地區獲取的。原始圖像的分辨率為1392×1024,其有效區域是直徑為800個像元的圓形區域,且所有的圖像都為JPEG格式。一些典型的全天空圖像如下所示:

        全天空圖像示例

        下載方式

        感興趣的科研人員需要簽署 數據共享協議 ,將其發送到yangjun@cma.gov.cn,以獲取下載地址。

        相關鏈接

        http://www.countrymusicsonglyric.com/cgyy02/5364.jhtml

        http://icn.bjtu.edu.cn/visint/resources/CloudImages

        相關成果

        專利

        楊俊,呂偉濤,馬穎,姚雯?;谔炜湛梢姽鈭D像的日照時數測量方法。國家發明專利,專利號:ZL201210199585.5,2014。

        馬穎,呂偉濤,楊俊,張陽,姚雯?;邶X輪結構的半球形開合鏡頭遮擋裝置。國家發明專利,專利號:ZL201210140553.8,2014。

        張陽,馬穎,呂偉濤。一種全視野鏡頭遮擋裝置。國家發明專利,專利號:ZL201110159309.1,2013。

        呂偉濤,李清勇,楊俊。一種地基數學云圖的紋理特征抽取和檢索方法。國家發明專利,專利號:ZL200910238522.4,2011。

        張陽,呂偉濤,馬穎,姚雯,楊俊?;谇虬晷D遮光結構的地基全天空云自動觀測系統。國家實用新型專利,專利號:ZL200920277594.5,2010。

        張陽,呂偉濤,馬穎,姚雯,楊俊?;跀z像單元升降結構的地基全天空云自動觀測系統。國家實用新型專利,專利號:ZL200920277906.2,2010。

        論文

        Q. Li, Z. Zhang, W. Lu, J. Yang, Y. Ma, and W. Yao. From Pixels to Patches: a Cloud Classification Method Based on Bag of Micro-structures, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 8, 10213–10247, doi:10.5194/amtd-8-10213-2015.

        J. Yang, Q. Min, W. Lu, Y. Ma, W. Yao, T. Lu, J. Du, and G. Liu. A total sky cloud detection method using real clear sky background, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 8, 13073–13098, doi:10.5194/amtd-8-13073-2015.

        J. Yang, Q. Min, W. Lu, Y. Ma, W. Yao, T. Lu, J. Du, and G. Liu. An automated cloud detection method based on the green channel of total-sky visible images, Atmos. Meas. Tech., 8, 4671–4679, doi:10.5194/amt-8-4671-2015, 2015.

        M. Xia, W. Lu, J. Yang, Y. Ma, W. Yao, and Z. Zhang. A hybrid method based on extreme learning machine and k-nearest neighbor for cloud classification of ground-based visible cloud image, neurocomputing, 160, 238-249, 2015.

        J. Yang, W. Lu, Y. Ma, and W. Yao. An automated cirrus cloud detection method for a ground based cloud image, J. Atmos. Ocean. Tech., 29, 527–537, 2012.

        Q. Li, W. Lu, J. Yang, and J. Wang. Thin Cloud Detection of All-Sky Images Using Markov Random Fields, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 9(3), 417-421, 2012.

        Q. Li, W. Lu, and J. Yang. A hybrid thresholding algorithm for cloud detection on ground-based color images, J. Atmos. Ocean. Tech., 28, 1286–1296, 2011.

        朱彪,楊俊,呂偉濤,陳麗英,馬穎,姚雯,張義軍?;贙NN的地基可見光云圖分類方法,應用氣象學報,23(6),721-728,2012.

        楊俊,呂偉濤,馬穎,姚雯,李清勇?;诰植块撝挡逯档牡鼗谱詣訖z測方法,氣象學報,68(6),1007-1017,2010.

        楊俊,呂偉濤,馬穎,姚雯,李清勇?;谧赃m應閾值的地基云自動檢測方法,應用氣象學報,20(6),713-721,2009.

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