СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БАЛЛА ОБЛАЧНОСТИ
METHOD OF DETERMINING CLOUD AMOUNT

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано для определения балла облачности.
Известен способ определения балла облачности [1, 2], заключающийся в получении бинарного изображения путем сравнения всех ячеек кадра полутонового изображения всего небосвода, получаемого с помощью инфракрасного радиометра в диапазоне 8-13 мкм, с некоторым пороговым значением энергетической яркости, разделяющим облака и безоблачное небо. Величина порогового значения при этом определяется с учетом минимального значения энергетической яркости кадра и предела изменения яркости безоблачного неба и зависит от угла визирования. Кроме того, требуется учитывать профиль температуры окружающей среды. Недостатком данного способа является сложность определения порогового значения бинаризации кадра, а также высокая стоимость изготовления и эксплуатации сканирующего инфракрасного радиометрического комплекса.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является исключение влияния высоты, типа и количества облачности и зенитного угла наблюдения на точность измерений, а также удешевление стоимости изготовления и эксплуатации регистрирующей аппаратуры и упрощение процесса определения общего балла облачности.
Технический результат - повышение достоверности и точности измерений и расширение функциональных возможностей метеорологических наблюдений.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что получают полутоновое изображение всего небосвода, которое преобразуют в бинарное несущее информацию о закрытых и незакрытых участках небосвода.
В отличие от известного, в предлагаемом способе получают цветное полутоновое изображение всего небосвода посредством цветного фотоприемника в видимой области спектра, которое преобразуют в бинарное следующим образом. Яркость каждой точки цветного изображения можно представить как:
a
Y=R+bG+cB,
где Y - яркость точки,
R, G, В - красная, зеленая и синяя компоненты точки,
а
, b, c - весовые коэффициенты.
a
a
Точке исходного изображения присваивают значение "синева неба", если значение ее синей компоненты сВ больше значения и красной компоненты R и зеленой компоненты bG. Точке изображения присваивается значение "несинева неба", если значение ее синей компоненты сВ ниже, чем значение или красной компоненты R или зеленой компоненты bG. Таким образом, формируют бинарное изображение, несущее информацию о закрытых и незакрытых участках всего небосвода. При этом общий балл облачности определяют как относительное количество точек бинарного изображения всего небосвода, которым присвоено значение "несинева неба".
Сравнение заявляемого способа с прототипом позволило установить соответствие их условию "новизна". При сравнении заявляемого способа с другими известными техническими решениями не выявлены сходные признаки, что позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень".
Пример. Посредством телевизионной камеры, снабженной широкоугольным объективом с углом зрения, близким к 180° ("рыбий глаз"), получают цветное полутоновое изображение всего небосвода в цифровом формате. Затем анализируют яркость Y каждой точки изображения всего небосвода, описываемой формулой (1), и формируют бинарное изображение по следующей формуле:
blue
blue
Значение I= 0 соответствует значению "несинева неба", а значение I=1 значению "синева неба". В заключение определяют общий балл облачности как относительное количество точек изображения всего небосвода со значением "несинева неба".
Преимущество изобретения состоит в том, что точность измерения общего балла облачности не зависит от высоты, типа и количества облачности и зенитного угла наблюдения. Другим преимуществом изобретения является использование недорогой регистрирующей аппаратуры и несложный процесс определения общего балла облачности, что позволяет проводить измерения в режиме реального времени.
Использованные источники
1. Артюхов А.В., Третьяков Н.Д., Якименко И.В. "Определение балла и формы облачности на основе векторов признаков" // Математическая морфология. Электронный математический и медико-биологический журнал. Т.9. - Вып.2, 2010.
2. Устройство распознавания форм облачности: Патент на изобретение №2331853, Россия, G01J 3/06.