从上个世纪60年代开始，风向风速仪已经在全国使用开来，积累的大量的可用资料，在之前的气象学以及大气的研究中，已经起到了举足轻重的作用了。由于之前的数据记录都是采用自记纸的，技术上比较有限，风向风速仪的使用人员技术上海不是很熟练，现在我们通过对其进行培训已经将此项工作完成的很好了，大量连续的历史资料沉淀在气象档案馆内,不能有效的开发利用。如果以人工方式提取、记录、整理信息,工作量非常巨大,不可能形成自动化的管理和应用。因此,必须利用现代信息技术,高效、系统地提取、存储电接风向风速仪自记记录,以便于广大科研、业务人员使用。

电接风向风速仪自记记录数字化处理系统开发0实现了对电接风向风速仪自记记录的计算机自动数字化处理。选取逐日电接风向风速仪自记记录,通过对人工挑取的定时和日最大风向、风速值与计算机自动数字化处理值进行比较,分析数字化处理系统的精度。分析结果表明,数字化处理系统对风向风速自记记录识别精度基本符合观测规范要求,同时对人工挑取值的时间订正方法做了一定的改进,系统也极大地提高了数字化的效率。

电接风向风速仪自记记录数字化处理系统是将风向风速自记纸通过扫描仪输入到计算机,然后利用图像处理和识别技术对输入的自记纸图像中风向、风速自记曲线进行跟踪和识别,并且提取出曲线所表征的数据,最后将提取到的风向风速数据保存到数据库服务器中。风向风速自记纸图像的扫描输入、自记曲线与背景的剥离、自记曲线的跟踪和数据的提取是数字化处理系统的技术关键。本系统通过调用TWAIN扫描仪驱动程序接口规范设计了专用的自记纸扫描系统;自记曲线与背景的剥离采用了在颜色空间下的目标图像分离技术;自记曲线的跟踪和识别,本系统提出了一种基于灰度投影的分段线性插值算法。

自记纸图面质量影响

由于在不同的风速值下,风自记曲线特征差异很大,数字化处理系统对风自记曲线跟踪的准确率和数据的精度也不同。为了获得有代表性的检验结果,自记纸应选取时间连续、风速尽可能包含从最小到最大的不同变化特征的资料样本。电接风向风速仪在实际测量风速、风向中,由于仪器故障或人为因素,会造成风向及风速迹线模糊、中断、污染的异常现象。为了提高数字化处理系统对自记纸处理的精度,系统在实现迹线自动跟踪功能的基础上,还设计了人工干预手动跟踪功能,以排除异常情况对处理精度的影响。因此,在比较、检验分析时,对自动跟踪质量和人工干预手动跟踪后的质量分别与人工挑取值进行对比分析,以此来检验数字化处理系统的精度和效率。

采用计算逐时次人工挑取的定时和日最大风向、风速值与数字化处理值之间的绝对差值,以及统计分析差值的概率分布的方法,检验数字化处理系统能否满足处理精度的要求。在人工挑取和数字化处理系统提取自记纸记录时,均容易受到自记纸面质量的影响。自记纸迹线模糊、粗细不均、断线、污染等因素,都会影响到记录挑取或提取的质量,这是产生差异的主要原因。此外,自记纸长时间存放于档案馆室中,受存放环境的影响,会出现变色、缺损等情况,这是影响数字化系统提取精度的又一原因。

人工挑取个性差异影响

人工挑取自记纸记录,由于不同的自记纸整理人员在视力、素质、情绪、习惯等方面存在个体差异,容易从主观上造成处理相同记录时不同人员之间的差异,产生随机误差,使得人工挑取的自记纸记录并不能保证完全满足准确度要求。与此相反,计算机数字化处理采用统一的技术标准,且计算精度高,系统稳定性好,不易产生随机误差。从主客观影响程度上考虑,计算机数字化处理能力要优于人工处理,整体的准确度和可靠性要高于人工。电接风向风速仪自记记录数字化处理系统能够基本满足精度要求。与自动跟踪提取数据精度相比较,系统通过手动跟踪订正后,精度有了进一步的提高。中国粮油仪器网   http://www.grainyq.com/