[发明专利]一种结露现象自动识别方法及系统

说明书

本发明涉及一种结露现象自动识别方法及系统，其中，方法包括以下步骤：获取目标区域内的现象结成时间以及对应现象结成时间的结成要素值；筛选出振幅最小、且能够表现出凝结吸热使温度降低特征的结成要素值作为结露指示参数值；根据预设阈值与结露指示参数值初步判断是否形成结露现象；采集目标区域的图像信息；根据图像信息计算归一化亮度差值；根据预设判别阈值与归一化亮度差值判别初判结果是否形成结露。在本发明的技术方案中，相较于单独利用草温数据和草温‑露点温度差数据，或者单独利用图像处理技术对是否发生结露现象进行判别，其准确率更高，结露信息获取率高，实现了地面气象观测中结露现象的自动化观测。

技术领域

本发明涉及图像处理和气象观测交叉技术领域，尤其涉及一种结露现象自动识别方法和一种结露现象自动识别系统。

背景技术

露是水汽在地面及近地面物体上凝结而成的水珠，由贴近地面的空气层内所含的水汽因辐射冷却达到饱和，而与地面及近地面物体接触而凝结形成，常在晴朗微风的夜晚出现，在地面气象观测中，作为人工观测的一种天气现象进行记录，出现时间较多，在气象业务中主要依靠人工观测来实现。露的观测对农业生产、农业灾害有一定意义。植物叶片暴露在有露、雾和降水形成的液体水分中，对于植物病害、昆虫活动以及作物收割和加工处理等起着重要的作用。因此，叶片湿润程度和湿润持续时间的观测相对雾现象的识别，其应用效果更为显著，世界气象组织对露和叶片湿润持续时间的仪器也有较为详细的阐述。

实现天气现象自动化观测是综合气象观测发展的趋势，近年来，针对不同的天气现象类型开展了大量研究，对自动化观测的研究也不断深入，结露的自动化观测在技术上已成为可能。天气现象观测中的地面凝结现象观测包括霜和露的观测，对露的正确观测也是对霜自动化观测的必要条件，只有正确识别露才能正确识别霜，反之亦然。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提供一种结露现象自动识别方法，其能够利用自动气象站检测的草温以及草温-露点温度差初步判识结露现象，然后再结合图像数据进行最终判识，从而有效提高正确率，提高观测效率。

本发明的另一个目的在于提供一种结露现象自动识别系统，其能够利用自动气象站检测的草温以及草温-露点温度差初步判识结露现象，然后再结合图像数据进行最终判识，从而有效提高正确率，提高观测效率。

为实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种结露现象自动识别方法，包括以下步骤：获取目标区域内的现象结成时间以及对应现象结成时间的结成要素值；筛选出振幅最小、且能够表现出凝结吸热使温度降低特征的结成要素值作为结露指示参数值；根据预设阈值与结露指示参数值初步判断是否形成结露现象，并生成初判结果；采集目标区域的图像信息；根据图像信息计算归一化亮度差值；根据预设判别阈值与归一化亮度差值判别初判结果是否正确，并生成最终结果；其中，结露指示参数值包括草温和草温-露点温度差，预设阈值为草温＞6.3℃，草温-露点温度差值为-6.5℃～4.2℃。

在该技术方案中，通过结合草温、草温-露点温度差和图像数据，从而综合判断出是否发生结露现象，相较于单独利用草温数据和草温-露点温度差数据，或者单独利用图像处理技术对是否发生结露现象进行判别，其准确率更高，结露信息获取率高，实现了地面气象观测中结露现象的自动化观测。

在上述技术方案中，优选地，现象结成时间包括现象初结成时间和现象明显结成时间；和/或结成要素值包括气温-露点温度差、草温、草温-露点温度差、地温和地温-露点温度差；和/或草温-露点温度差值为-5℃～4.2℃。

在上述任一技术方案中，优选地，采集目标区域的图像信息，包括以下步骤：设置至少一块玻璃，且玻璃朝向目标区域的至少部分面为磨砂面，与磨砂面相对设置的面为透明面；利用CCD摄像头采集玻璃的图像；利用处理器对图像进行处理，得到图像信息。

在上述任一技术方案中，优选地，归一化亮度差值的表达式为：