云图分析论文（精选9篇）
云图分析论文 篇1
冷性低云是冬季发生在渤海海面, 经常影响辽东半岛的一种由冷空气流经暖海面产生扰动而形成的地方性云。冷性低云生成迅速, 移动快, 强度变化大, 它所产生的降雪会使能见度瞬间变得极为恶劣, 对辽东半岛机场, 特别是西岸机场威胁很大, 是冬季影响飞行安全的主要危险天气之一。在数值预报中, 冷性低云的预报准确率较低, 以往的研究中, 人们是通过分析天气形势来获得预报指标, 但由于天气资料时间间隔较长, 使得冷性低云预报在强度和时间上误差较大。本文是利用卫星云图, 特别是水汽图像来分析天气形势及冷性低云的特征, 寻求预报指标, 为冷性低云的短期及短时预报提供线索。
1 冷性低云成因及主要天气形势
1.1 冷性低云成因
冷性低云出现在10月份至次年3月份, 其中以11、12月最多。其原因主要是以由于冷空气温度与渤海海温差较大造成的。据统计, 11、12两月正是气温与海温差值最大的季节, 二者温差达10℃以上。当北方有较强的干冷空气南下, 流经渤海海面时, 其底层与海面上暖而湿的空气混合并吸收热量, 使冷空气低层迅速变性, 造成低层层结呈对流性不稳定, 从而产生积云和层积云, 有时甚至是积雨云。云产生后沿偏北气流飘向辽东半岛中南部沿海, 在海岸附近受地形抬升作用而加强并影响辽东半岛各机场。
1.2 天气形势特点
有利于产生冷性低云的高空天气形势有三种:一是高空500h Pa在东北地区有冷涡, 冷中心在渤海北部;二是在44~49°N有横槽, 其附近有深的冷槽或冷中心;三是700h Pa东亚大槽稳定控制在130~135°E上空, 槽后伴有较强的冷槽或闭合冷中心, 渤海及辽东半岛正处在槽后的冷平流控制下。
有利于产生冷性低云的地面天气形势有两种:一是极地路径的冷高压, 高压中心在蒙古, 地面冷空气随高空槽后西北气流东南移, 扩散南下控制整个大陆;二是冷高压从贝加尔湖北方南下到蒙古东部, 与超极地路径的冷高压合并加强。这两种形势下, 渤海地区均处于较强的偏北气流中。
2 利用卫星云图分析天气形势和冷性低云
有利于产生冷性低云的三种高空形势有二种可以及时从卫星云图上分析出来。
2.1 利用水汽图象分析冷涡系统
冷涡系统能否在渤海产生低云, 关键在于它的形成时间和位置, 而冷涡的形成总是最先从水汽图上判别出来。其特征是:在大片灰白色水汽区内 (其东部为冷锋水汽区) , 逐渐形成一片近于圆形或椭圆形的并且结构均匀的灰色水汽区, 通过其边缘的狭长暗带或暗区可以分辨出其形状和范围。该水汽区内的灰度由中心区向边缘逐渐减小, 这个灰色水汽区就是冷涡形成的水汽区。通过在图上迭加同时间的500h Pa形势发现, 水汽区与冷涡区域相吻合, 水汽区中心灰度最大处也是冷中心所在之处。在同时间的红外云图上, 冷涡区域也有云区, 但整个云系不规则、不完整, 不容易判断冷涡系统的全貌和位置。因此, 连续观察水汽图, 可以及时发现冷涡系统的形成和位置, 从而预报冷性低云的发生。
2.2 利用水汽图象分析横槽系统
横槽系统是冷涡系统的一种特殊情况, 它是冷涡向西伸出的东—西向槽线或切变线。其水汽图上的特征与冷涡系统基本相似, 水汽区与横槽区对应也很好。只是水汽区呈长轴为东—西向的椭圆型, 并且内部灰度最大处不在中心区, 而是在水汽区的西部, 为东—西向长条状, 也基本对应着500h Pa冷中心。因此, 利用这个特点可以分析500h Pa横槽或切变线的大体位置。
2.3 利用红外云图分析冷性低云的发展
2.3.1 云的形态与云的强度
渤海冷性低云在红外云图上表现为两种形态:一种是不规则、不均匀片状云区, 范围不大。此种低云强度较弱, 维持时间相对较短。另一种是多条互相平行排列的N—S走向或NW—SE走向的积云线。强的积会见线先在黄海生成, 然后渤海内才生成。积云线越密集, 与辽东半岛海岸交角越大, 则冷性低云越强, 云和降雪的持续时间也越长。
2.3.2 云区的位置变化与云的强度
冷性低云积云线的起始端点距其上风方海岸垂直距离的大小, 也可以用来表明云的强弱。因为冷空气从陆地进入海面后, 底层受热生成对流需要一段时间, 而当冷平流强时, 底层风速大, 受热生成对流时间短, 成云早。因此该距离越小, 则冷性低云越强。在我们观察连续的红外云图时发现, 这个距离是随时间变化的, 距离减速小时, 冷性低云和降雪是加强的, 维持时间也增长;距离增大时, 冷性低云和降雪开始减弱, 未来将逐渐消散。
2.3.3 云顶灰度值变化与云的强度
冷性低云加强时, 对流发展, 云顶增高, 故红外云图上的灰度显示与温度显示中, 积云中部的灰度值增大, 温度降低。因此低云云顶灰度值的变化, 表示冷性低云的强度变化。
3 预报着眼点
1) 水汽图上出现明显的团状冷涡水汽型, 其主体位于113~127°E、40~52°N区域内, 渤海及辽东半岛处于冷涡底部或后部时, 渤海易出现冷性低云;若同时红外云图上冷涡区域有片状不规则云区, 则渤海冷性低云将产生降雪。2) 水汽图上在44~49°N范围内有横槽或明显的风切变水汽型, 且渤海南部及黄海北部范围内为较强的北风形势, 渤海将产生冷性低云和降雪。3) 在有利的水汽形势及天气形势下, 若黄海已出现平等排列的积云线, 而天气形势不变, 未来8~10小时渤海也将产生冷性低云。4) 当渤海开始出现冷性低云积云线, 如果积云线越来越密集, 其起始端点距其上风方向海岸的垂直距离越来越小或云顶灰度值 (温度值) 越来越大 (低) , 并在辽东半岛西海岸形成沿海岸线方向的条状连续云区, 则冷性低云将加强, 维持时间增长, 降雪可维持6~8小时甚至更长;反之, 冷性低云减弱, 降水很快停止, 但云仍可维持3~4小时。
摘要：利用黄渤海地区的卫星云图, 分析冷性低云的成因、特征和发展及主要天气形势, 寻求预报指标, 为冷性低云的短期及短时预报提供线索。
关键词：主要天气形势,发展
参考文献
[1]陈渭民等.卫星云图分析图册.气象出版社.
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[5]梁敏妍, 林卓宏, 黄晓东, 张贤坤, 袁锡沛, 胡丽华.江门地区初春大雾的预报预警业务系统[J].广东气象, 2009.
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云图分析论文 篇2
孟加拉湾风暴影响低纬高原的环流和云图特征分析
通过对12个造成云南19次全省性暴雨的孟加拉湾风暴(以下简称孟湾风暴)进行合成分析,得到了孟湾风暴影响低纬高原地区的降水及环流特征,要造成低纬高原地区的暴雨天气过程的风暴中心通常位于孟加拉湾中部及其以东以北地区、副高脊线位于15～20 (N之间、西脊点从中国南海到中南半岛、低纬高原处于槽前和副高外围的西南气流控制.孟湾风暴前西南低空急流对强降水的形成具有重要的.作用,它一方面起着输送水汽和能量的作用,另一方面又有助于维持必要的动力学条件.卫星云图特征分析表明:风暴在孟加拉湾海域形成后,其云系中不断有中尺度对流云团生成移入低纬高原造成暴雨天气.
作 者：许美玲 张秀年 杨素雨 XU Mei-ling ZHANG Xiu-nian YANG Su-yu 作者单位：云南省气象台,云南,昆明,650034刊 名：热带气象学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF TROPICAL METEOROLOGY年，卷(期)：23(4)分类号：P444关键词：孟湾风暴 低纬高原 大尺度环流 卫星云图
云图分析论文 篇3
1 卫星云图的区别
红外云图是气象卫星接收到地表和云发出的长波红外辐射, 因此发出的辐射能量远比太阳弱。因此, 红外云图的分辨率较低。水汽云图是吸收带的图像。中心波长为6.7цm, 的波段是水汽的强吸收带。地表和云的辐射波水汽吸收后, 又由水汽在辐射, 卫星探测到的辐射强度, 由于水汽的吸收和再辐射而不好识别。水汽图像是红外波段的图像, 该波段的辐射是由地球大气系统发出的, 探测的是大气中水汽的含量多少, 因此分辨率较低。如果大气中没有水汽 (绝对干燥) , 那么水汽图像就和标准红外图像一样。可见光是通过气象卫星接收的地表和云对太阳辐射的反射辐射, 所以可见光图像的分辨率比较高。
在实际人工影响天气工作中常用的云图是红外云图, 下面重点介绍适合于人工增雨作业的云系的红外云图的识别。
1.1 淡积云
是初生的积云, 云体较小, 轮廓清晰, 云底高度一般为500~2000米, 云顶高度在1000~4000米, 在卫星云图上显示为碎状较薄的单体, 这种云含水量较小, 不适合于进行人工增雨作业, 大多在晴天温度较高的天气里出现。
1.2 浓积云
浓积云云体高大, 轮廓清晰, 底部较平, 云顶多呈圆弧形重叠, 云底部较平, 云顶高度为3000~8000米, 浓积云是由淡积云发展而成的, 一般不产生降水, 在卫星云图上显示为白色单体, 不适合于人工影响天气作业。
1.3 积雨云
积雨云的云体庞大, 很像耸立的高山, 云顶可延伸到7000~18000米。积雨云多由水滴、过冷水滴、冰晶组成, 时常含有冰雹, 发展旺盛的积雨云多片连在一起, 彼此间对流发展旺盛, 云体中垂直气流速度很大, 在卫星云图上显示白亮, 边缘明显。
1.4 冰雹云
积雨云发展到强盛阶段时, 云中形成了大量不同尺度的雨滴、冻滴、霰和冰雹。这些粒子在云中伴着猛烈的气流而运动, 并不断的增长, 当雨滴和冰雹达到一定重量不能在云中悬浮, 就降落到地面, 这就是冰雹云。冰雹云又分为超级单体冰雹云、多单体冰雹云和一般单体冰雹云。
2 雷达回波的分辨
2.1 对流云回波速度场共性
2.1.1 每一个对流单体都具有独立完整
的垂直环流系统, 包括高低空的复合辐散, 还有就是上升气流和下沉气流, 而且具有特征明显的垂直环流特性。
2.1.2 每一个对流单体的产生和发展,
还有其组织形式都与环境风切变有相当大的关系, 并且在速度场上有明显的表现, 另外, 流场不同高速上的速度各不相同。
2.1.3 部分强对流天气具有明显的中气旋结构。
2.2 对流云回波的分类
2.2.1 单个单体
它是由单块的对流云组成的, 垂直尺度和水平尺度一般是几公里至几十公里, 相对独立的循环系统, 回波中有一个强回波核, 这是它的特征。如图 (1) 所示。
2.2.2 多单体
它有一个统一的垂直环流, 排列成排的, 后侧的单体消亡, 前侧的单体生成形成补充, 一般由几个强大的雷暴体组成, 它的特征表现为多个单体按照一定的组织形式排列成几个形状。
2.2.3 超级单体
超级单体的水平尺度大约数十公里, 是单一的强大的环流系统, 状态比较稳定, 下沉气流和上升气流能长时间共存。
3 应用于人工影响天气的现实分析
不管是卫星云图还是雷达回波, 都是对云的高度、厚度、范围、形状的一种成像描述, 在指导人工影响天气作业时起到了非常重要的作用, 但在应用到人工影响天气的实际工作中时, 还要参照本地化的特点, 比如地形地貌, 水体分布等等对云的影响, 分析和掌握云的来向和移动速度, 对于人工影响天气科学作业时机的把握极其重要。
总之, 在人工影响天气这项工作中, 要想取得最大的作业效果, 必须对云有着合理科学的分析和掌握, 这样才能抓住关键时机, 把作业效果和效益最大化。
参考文献
[1]张培昌, 杜秉玉, 戴铁丕.雷达气象学.北京:气象出版社, 2001
《云图》观后感 篇4
于是我按常理忖度起来，好莱坞电影有着它约定俗成的模式，无非是探讨人性，探讨生存，探讨真爱，所以，好莱坞电影很像《读者》上的文章一样，有一点睿智，有一点感人，有一点荡气回肠，但它不深刻，不触及灵魂。但并不要认为，触及灵魂的东西就是好东西，那往往会让我们难堪，特别是那种往死里整的深刻，会让我们看到人性深处很多恶的东西，甚至是“为赋新诗强说愁”的丑恶。有时候，我们明明知道它的存在，但我们依然去讨厌直视它。我记得周迅有一部电影，叫《恋爱中的宝贝》，本来是为情人节特供放映的，但是，影片里的爱情，却让人看得毛骨悚然。这就是中国电影颇令人扫兴的所谓深刻。读图的时候，我们会本能回避那些丑恶的、丑陋的东西，我们明明知道，屏幕上提供的图，是一种假象，但是我们依然会痴迷其中。
我又追问了几句，但孩子依然说不知道，后来他想了好久，说《云图》表现的可能是轮回，表现的可能是渴望自由。看到孩子的模棱两可，倒引动了我的好奇。什么电影居然让人看不懂?越是看不懂的电影，越有大加分析的空间，当然也有那种真的让人不知所以然电影，如《死亡幻觉》。这种电影是拉大旗扯虎皮，不值一顾。的确有电影，看似晦涩，却有让人分析研究的价值。
于是，我耗了将近三个小时，看完了《云团》，这是一个有着五个线索交错进行的故事，难怪令人摸不着头脑，但是，这五个故事里最为关键的是首尔的那个故事，这是电影里的核心主要线索，而其它的`故事，都是附着于这个故事上的。
那么，电影里首尔那个故事讲述了什么样的内涵呢?
其实，这个故事恰恰是一个好莱坞科幻电影里经久不息的俗套。这段故事里，讲述了一个复制人为恢复自己的尊严而战斗的故事，这是西方科幻片里的一个庞大的故事类型。这可以说是与“时间隧道”并驾齐驱的两大科幻主题之一。这可能源自于西方人骨子里对人性价值的探讨兴趣。机器人有了生命后，就应该按照生命来对待，这是人在科技日新月异发达之后所遇到一个新的悖论，也是人类对于技术发展之后的内心恐慌，比如人类一直对“克隆人技术”持谨慎、克制的态度。
《云图》中的克隆生命，本来不过是一群没有生命的蛋白质，但一旦让他们组合成生命之后，便有了自己存在的意识与空间，于是，他们展开了为自己的尊严而展开的战斗。
科幻的题材，让生命的价值在于他们是否有意识这一主题得到了彰显，而其它的四个故事，几乎就是这个由科幻题材凸显的立论在各个时代的不同变奏。科幻是虚拟的，但也可以提纯出生活中隐约而朦胧的主题，这就是科幻与魔幻包括中国的神魔小说存在的价值所在吧。
在《云图》中，抽出五个故事的最主要的核心链条，进行一番合并归类，然后删繁就简，就能够把握到影片的主旨所在。
看看其它的四个故事，第一个故事中，黑奴本来是低微的，就像一个克隆人一样，被视作无生命的异类，但是黑人身上焕发出的人性，拯救了主人，最终使主人改变了对生命的看法，让一个黑奴的生命恢复了应该拥有的人类的平等。第二个故事中，年轻的音乐家厕身于名流的阴影之后，他的生命是被扼制的，自我是不存在的，就像克隆人一样，但他的主体意识开始觉醒，写出了真正属于自我思想的绝妙音乐，为了自己的生命价值，他不惜杀死了控制自己生命的老音乐家，宁愿选择自我毁灭。第三、四个故事，都是反映了对生命的维护，而不得不诉诸于暴力的反抗，目的都是维护生命的价值。
云图分析论文 篇5
1 过程概述
这次暴雨从8月2日中午自鲁西北地区北部开始, 山东省分布呈现北大南小, 有明显阶梯分布特征。过程最大降水量为322.3 mm, 出现在惠民气象站。惠民气象站2日20:00 1h内降水量达102.5 mm。暴雨前, 风力突增, 温度骤降 (图1) 。
2 雷达分析
2.1 回波演变特征
2日14:33, 滨州北部地区及沧州一带局地出现零散强回波, 回波向东北方向移动中合并发展;15:44回波合并成整体后开始南压, 南压过程中, 回波的西南方向不断有局地强回波生成, 并与回波合并;17:18, 回波移动方向前部出现明显出流边界;19:10, 强回波整体移动至惠民、滨北、利津西部一带, 结构紧凑, 呈带状。对流回波带中由于各单体移动速度和移动方向不同, 单体与单体之间构成弥合回波群, 集中在惠民地区形成很强的降水, 为弥合型回波系统。此外首尾两端速度变化, 首端移动快, 尾端移动慢, 强回波位于惠民境内维持少动, 使惠民1 h内出现102.3 mm强降水。21:09, 强回波移过滨州城区后结构趋于松散。阶段性强降水间歇。
对比第二、三阶段的降水过程, 回波的演变与第一阶段情况类似。回波主体形成带状结构后 (或者过程中) , 主体的尾端前部不断生成新的单体, 新单体逐渐并入回波主体, 合并加强。回波在局地的长时间稳定少动造成强降水。
2.2 回波结构特征
2.2.1低质心风暴。
图2为19:17对沿雷达回波带强中心轴做的反射率剖面和速度剖面图。从反射率剖面图可知, 回波带强中心轴分布多个强对流单体, 单体强度一般都在50d BZ以上, 靠近最大降水点惠民气象站的强度达60 d BZ, 回波顶高度达15 km。各单体质心高度在5 km以下, 向下几乎与近地面相接, 这些对流单体属低质心风暴, 降水率极高。对应其速度剖面图可知, 在雷达站西北近处 (滨北、惠民、阳信交界一带) 近地面有极大的向着雷达的负速度, 达-25 m/s, 而在3 km以上为离开雷达方向有约13 km/s正速度, 形成了“低入高出”的垂直方向的速度配置, 且速度中心距离仅在3 km以内就达到了接近40 m/s的反向速度差, 表明其垂直切变强, 有利对流的加强发展。而水平方向, 雷达站西北侧为明显的入流速度, 正北侧为出流速度, 在滨北一带形成了逆时针的水平辐合。低层辐合中心是这种暴雨系统的典型特征。
同一时次, 沿着雷达站与最强负速度区做反射率和速度的垂直剖面 (图3) 。虽然受到静锥区的限制, 但单体强中心的质心高度也在5 km左右, 后部存较弱的单体, 发展高度较低, 单体强中心距离雷达站20 km左右。从速度剖面来看, 在单体强中心位置出现了明显中层径向辐合, 高低空反向速度差达30 m/s。单体强中心前部有上升气流, 越过强对流区后转为下沉气流, 形成逆回波移动方向的垂直环流圈。单体后部约10 km处有冷空气从底层补充侵入, 加强了对流发展的可持续性。中尺度垂直环流的存在是暴雨发生的重要判据。
2.2.2弓形回波。
2015年8月3日6:26, 自沧州东南至德州西南部形成“弓”形回波, 东移过程中, 首尾移动速度仍然差距较大;8:36, 首端基本移至东营地区, 而尾端仍然位于德州至聊城一带, 滨州处于回波带中间, 回波整体呈反向“S”型带状结构, 北端仍为“弓”形回波 (图4) 。在弓形回波的后部可以看到明显的后侧入流缺口, 表明存在显著的下沉气流, 对应8:30的地面加密资料, 也可以看出缺口附近的地面风场为辐散场。另外, 桓台、邹平一带受阵风锋影响, 短时风力较大;9:12, 回波结构破坏, 强度减弱, 处于消散阶段, 至下午14:00, 滨州中北部县区以小量级降水为主。
2.3 风廓线特征
暴雨发生前自底层向高层为一致的西南气流, 850 h Pa (1.5 km附近) 西南风速在12 m/s以上, 达到了低空急流的强度, 同时600~900 m存在着风速12 m/s以上的超低空急流。2种急流的存在为暴雨形成提供了充足的水汽条件和能量。18:30前后, 冷空气从边界层入侵, 随后迅速扩散, 此后1 h内, 对流层中下部风场均转为西北风且上层的风向不连续性减小, 表明冷空气势力较强;从风场垂直结构来看, 风随高度发生逆转, 冷平流明显, 同时低层受到地面辐合影响, 转为偏北风。此时正值暴雨暴发阶段。20:30后, 1 500 m以上率先转为西南风, 强度较强, 达到低空急流强度, 低空急流动量下传, 21:00前后, 整层风场转为稳定西南风后, 降水减弱。
2日夜间受西南风影响, 高层短时有弱偏北风。3日5:00前后, 300~600 m之间逐渐由偏南风转为偏东风控制, 在雷达站附近产生偏东风与偏北风的地面辐合线, 雷达站处于辐合线前部偏东风区中, 风廓线监测与地面自动站加密资料的风场一致。700 h Pa (约3 km处) 西南风由12 m/s增强到16 m/s, 并向下传递, 使900 m以上偏南气流都有明显加强, 说明暖湿低空急流伸展极为深厚。7:30前后, 冷空气再次从边界层侵入, 继续扩散, 对应第二阶段暴雨发生。8:50, 2.4 km高度以下风场转为西北风, 低层风场稳定。10:11之后, 700hpa低空急流动量下传, 西北风垂直风场厚度逐渐减小, 12:00后, 大气层自下而上基本转为西南气流, 降水减弱明显。
第三阶段降水发生前, 边界层风场较弱, 为偏东风, 而3.5 km以下的低空急流持续存在, 且3.7~7.0 km之间西南风风速达20 m/s, 持续为鲁西北地区输送水汽和能量。3日18:28前后, 300~600 m率先转为干冷东北风, 冷空气再次侵入底层, 对应该时段惠民出现短时强降水 (31.6 mm/h) ;19:27底层西北风达到稳定后, 受低空急流下传影响, 势力开始减弱;23:00后风场垂直转为一致的西南气流, 降水趋于结束。
综上所述, 前期低空急流较强, 风场结构相对稳定, 冷空气侵入后, 垂直方向连续的风场结构受到破坏, 能量开始暴发, 强降水发生, 冷空气减弱或低空西南急流能量再次下传扩展到底层时, 降水减弱。强降水发生在冷空气入侵时段。
对比前2次暴雨阶段同时次的济南雷达站的风廓线图可以看出, 济南雷达站低层为西南气流, 滨州雷达站为西北气流, 两者在鲁西北地区产生辐合区, 且2种风场强度都达到了急流标准, 说明辐合较强 (第一阶段的辐合层次更为深厚) , 近地面的强辐合也在暴雨发生过程中起到重要作用 (图5) 。
2.4 逆风区分析
第一阶段暴雨过程径向速度图可以看到明显逆风区存在。2日19:17, 在惠民境内和滨北西北观察到逆风区。惠民境内逆风区由下向上尺度变小, 随时间变化各个不同层次的逆风区开始分裂, 分裂成直径1~3 km的小逆风区群系。而滨州北部逆风区, 由下向上尺度变大, 4.3°仰角上逆风区直径达3 km左右, 属中γ尺度。19:23, 滨北西部的逆风区层次加深, 自0.5~6.6°仰角之间都出现逆风区, 逆风区两侧与周围风场分别组成了1对辐合、辐散和局地垂直环流, 有利局地上升运动的维持和加强。通过几个体扫的逆风区恰好对应着强对流单体, 表明深厚的逆风区可加强局地的辐合上升运动, 有利于对流单体发展, 起到暴雨增幅作用 (图6) 。
3 卫星云图分析
2日14:30, 在沧州境内和无棣北部局地生成2个直径为20 km左右的对流泡, 叠加该时次的地面自动站加密风数据, 也可以看到2个对流泡均产生在中尺度辐合线附近。2个对流泡合并加强形成对流云团, 并向东北方向移动, 16:30中心移至滨州北部沿海地区, 直径扩展到200 km, 覆盖渤海湾西部一带。随后云团呈东北-西南方向扩展并加强, 但从云顶色调判断, 云体内部强中心趋于南北分离状态, 南部强中心逐渐覆盖滨州北部大部分地区, 并长时间维持少动, 造成滨州大范围的强降水暴发。22:30, 云团继续东移南压, 强度减弱, 此时降水强度也明显减弱。23:30, 南北云团逐渐分离, 北部对流云团向移动至渤海海峡附近后强度开始减弱南压影响半岛地区, 南部云团逐渐消失。第一阶段暴雨过程结束。
2日23:30前部云团趋于减弱, 位于太行山脉中部生成新的对流泡。初始云团呈圆球状, 结构紧凑, 周围散乱云系较少, 直径在20 km左右。云团发展东移过程中, 其前部有小的对流云团发展。3日5:30球状云团追上前部新生云团合并加强为规则的球状大型云团, 直径在300 km左右。7:30, 云团强中心压到鲁西北地区, 滨州中北部再次出现强降水, 多个站点6 h降水超过50 mm。9:30后, 云体结构趋于松散, 南端强度减弱, 北端加强东移。12:30, 南端云系脱离主体, 位于惠民、阳信上空, 滨州西北部弱降水得以持续。
前部云系脱离主体时, 山西南部产生新对流云团。3日14:30, 衡水发展的对流云团东移影响德州西部, 而山西南部地区在初始云团四周发展形成了密集对流泡群。16:30, 对流泡群合并加强为形状规则体积巨大的中尺度强对流云团, 强度很强, 具有明显“冷云盖”特征, 强中心位于河南西北部地区。此时, 自鲁西北经鲁西延伸到河南西北边界, 存在一系列的对流云团和新生对流泡。随后对流云团相互合并, 东移加强。18:30, “冷云盖”面积不断扩大, 云顶亮温<-32℃的冷云区面积2.29×105km2, <-52℃冷云罩面积1.43×105km2, 云核移至鲁西地区, 强中心云顶亮温为-76.2℃, 滨州惠民县上空也发现云顶亮温也达到-72℃。表明云顶发展高度极高, 云体内部垂直运动旺盛。此时云体呈东北-西南向的类椭圆形态, 并向偏东方向移动, 云核向鲁西北方向移动[5,6,7,8]。
对比3日19:30的红外云图和20:00地面6 h降水资料, 暴雨落区基本都在强中心轴上。此后, 云体强度维持向东北方向移动, 其边缘更加光滑。21:30, 云核强度和面积略有减弱, 滨州大部分地区处于云核后方, 降水强度减弱。23:30, 云体面积减小, 边缘开始松散, 云顶亮温明显升高, 处于消亡阶段。直至4日1:30, 云系基本移出鲁西北地区, 此次暴雨过程逐渐结束 (图7) 。
4 结语
造成此次暴雨的单体多为低质心单体风暴, 强中心高度都在0°层以下, 单体间连接紧密, 具有明显的半螺旋上升结构, 降水效率高。此次暴雨过程中, 回波主体形成带状结构后 (或者过程中) , 主体的尾端前部易生成新单体, 新单体逐渐并入回波主体, 合并加强。大暴雨发生与单体位置稳定少动有直接关系。弓形回波后部有明显后侧入流缺口, 表明存在显著下沉气流;前部易出现阵风锋, 短时风力较强。VWP产品中可知, 强盛的低空及超低空急流为暴雨发生提供水汽和能量, 而干冷空气侵入到低层后, 触发不稳定能量, 强降水发生;冷空气减弱或低空西南急流能量再次下传扩展到低层时, 降水减弱。强降水发生在冷空气入侵时段。深厚逆风区可以加强局地的辐合上升运动, 有利于对流单体发展, 起到暴雨增幅的作用。新生对流云的发展及合并有利于降水的增强。上游生成的形状规则、边缘光滑的对流泡需加强注意, 更容易生成强盛的中尺度对流云团。云核分裂预示着云体消亡。
注:a为2日14:30;b为2日19:30;c为3日7:30;d为3日14:30;e为3日19:30;f为3日18:15。
参考文献
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微软“云图” 篇6
一年之内, 朱泰来已经飞成了国航的白金客户, 这还只是在中国国内的航段累积。
朱泰来是微软公司教育事业部解决方案经理, 在过去的一年中之所以会这样“腾云驾雾”地在中国各地飞, 是因为他在云的业务中, 更是因为微软在“移动为先、云为先”的世界上建立生产力和平台公司的转型战略:微软要从之前卖产品转型到卖服务, 而做好服务的要旨, 便是真实地接触客户。
这也是微软云Azure的带头人、微软大中华区副总裁兼市场营销及运营总经理严治庆给团队成员树立的榜样:微软中国Azure的每个客户, 严治庆都见过并且沟通过。从2014年3月微软云Azure正式在华商用至今, 严治庆和他的团队交出的成绩单是:一亿美元的收入和5万家客户。
数字能看到成果, 但过程才真实且丰满。转型从来都是一件知易行难的事, 从产品到客户, 从员工到文化, 没有一样是可以静静待在那里就能改变的。
在严治庆看来, 今天的微软正在发生着变化, 尤其是Azure团队越来越像一家创业公司:反应快速+ 接地气。这正在成为微软工作氛围的“新常态”, 也是转型的正确节奏。
这些未来技术, 包括云计算、多平台、移动性、大数据, 这是萨提亚的工作经验所涉及并且主张转型的方向, 也是缔造微软辉煌历史的专有软件的对立面。然而大势所趋, 企业必须顺势而为。一如中国著名的企业家、海尔集团CEO张瑞敏所言, “没有成功的企业, 只有时代的企业。”
微软深知, 在中国若没有云计算, 微软就会错失下一个机会。因为中国正在经历一个巨大的互联网转型时期:近两年, 国内云计算市场和生态系统快速成熟、竞争日渐激烈。今年“互联网+”成为新热点, 而云计算作为主战场, 必将迎来更加高速的发展和更加激烈的竞争。另一方面, 在“大众创业, 万众创新”的热潮中, 云计算低成本、高弹性、快部署的特性更是创业的绝佳伙伴。
大胆用“新人”:转型先从人开始
通常, 转型业务涉及的要么是创新型的产品, 要么是创新型的模式。所以, 启用什么人来牵头和执行转型业务是重点。
北京彼得·德鲁克学院的柳亚涛老师介绍, 在德鲁克年代, 他定义了三种创新:产品的改善、产品的换代、产品的变革。延伸到现在的管理实践中, 企业做的创新会有两类:一类是改良性的, 一类是破坏性的, 而“破坏性创新”跟转型直接链接, 它强调的是对原来结构、产品、甚至组织的解构。微软经历着的, 正是对原有模式的一种解构。因此, 在用人上, 柳亚涛综合了德鲁克的管理思想总结道, “他应该是一个对未知很渴求、愿意接受挑战的人。”
严治庆13 岁随父母移居美国, 2000 年加入微软, 2005 年因为看到未来自己的发展路径, 期待可以去做一些未知、有挑战的事情, 于是准备辞职去谷歌, 但却被上司用“回到中国”留了下来——能把微软的技术带回高速发展的中国, 令他兴奋和期待。
“需要做很多‘接地气’的功课。”严治庆说。从说中文到和中国团队的沟通方式。更重要的, 还有让他了解了在中国做事更有效的方式:不仅靠技术, 更需要跟本土实力过硬的公司合作, 这是他在2008年与曙光公司的高性能计算机合作项目上发现的。
微软其实很早就开始布局云计算的三个平台:首先是云计算基础架构平台, 包括公有云、私有云和混合云平台; 第二是云计算服务和应用平台, 包括搜索引擎、Office以及商业智能等; 第三是云计算终端平台, 包括手机、平板、Xbox、嵌入式设备等。
微软若能妥善利用微软Azure云平台就可以支撑起这些看似分散的产品, 但在2010 年已经全面商用的微软云Azure, 因为中国政策的规定并没有进入中国。“云业务的重中之重当属中国”。这是微软集团全球执行副总裁陆奇的判断, “因为相比欧美国家, 中国的IT产业起步较晚, 老旧设施的羁绊要比欧美市场小得多, 在云时代反而更容易轻装上阵。”于是, 时任微软云计算与企业事务的副总裁萨提亚授权严治庆在中国成立独立事业部, 推动云计算平台微软云Azure在中国落地, 并按月汇报进度。
“业务和运营”对技术出身、只做过纯粹产品工程师的严治庆来说可谓一大挑战。当然, 性格决定命运, 如之前的职场历程, 严治庆选择了接受挑战。但其实最大的挑战是:一家跨国公司要在中国建立独立的事业部。严治庆认为, 此事必须获取总部的鼎力支持和所有华人高管的信任和支持。
这也如组织变革专家帕特·麦克拉根 (Patricia Mc Lagan) 所说, “变革能否成功, 领导者将扮演关键性角色。可预期的变革比较依赖结构性及传统的运作方式, 领导者只需发挥帮衬效果。不可预期的变革则比较依赖分权及弹性的运作方式, 不只组织, 领导者本身也需要变革。”
严治庆得到了总部举足轻重的华人高管陆奇的鼎力支持, 而此前两人并不相识。十个月之后, 严治庆做好了微软云Azure在中国的项目预算、数据中心的规划以及合作伙伴的考察, 但在雷德蒙德总部高层会议上, 出席的微软所有事业部的负责人对此事反对者占了大多数。微软复杂的内部组织架构无法吸纳新的合资企业, 且在中国建立合资公司耗时冗长。 “我们最好还是让在中国的人去做中国的市场。”还是陆奇让严治庆有机会阐述自己的想法:微软在中国不妨采用合同式合作, 如此不仅责任分明, 关键是最有效率。
互联网时代, 唯快不破。严治庆迅速地选择了国内最大的电信中立第三方数据中心世纪互联作为合作伙伴, 共同在华运营微软云Azure。2013 年5 月22 日, 由世纪互联运营的Windows Azure公有云在上海宣布落地, 并从6 月6 日起开放用户公众预览。5000 个测试账号在4 小时内被一抢而光, 12 月发放的3000 个账号则又在接下来的3 个小时内被抢完。
云落地中国的过程给了严治庆在用人中的两点重要启发:信任和大胆使用行业外但学习能力强的“新人”。“这个领域成熟的销售非常有限。如果是微软以前的业务, 我们在外企圈子里找, 可以找到80% 符合你需求的人。但现在正好相反。”严治庆说, “一方面我们会从研发和技术背景很强的人中间去找销售, 也会从一些适应能力非常强的非专业人士中寻找。”在严治庆的团队里, 有一个曾经是“卖锅炉”的销售, 当把业绩做到“中国卖锅炉的第一女神”后, 她觉得没有意思了, 于是改行进入了IT行业, 在微软做产品销售。她没有技术背景, 但是她清楚客户需要什么, 可以很快和客户对接, 于是业绩又好到了感觉“无挑战”。当微软中国云业务一落地, 她便自告奋勇地说试试这个业务。
“在第一次跟政府交流的时候, 她发现在政府平台当中有非常大的云计算的需求, 便非常主动地与政府客户沟通, 并且快速学习云知识:三个月当就把云最基本的这些知识和场景学习到。并且, 她非常善于在这个行业当中找到自己的生态链, 总能找到一些合作伙伴并且把他们带到这个环境当中来。”严治庆说, “我们正在转型, 用人也是不拘一格, 并不被行业束缚住手脚。”
创建“新”文化:推动从卖产品到卖服务的转变
制度改变行为, 行为建立文化。德鲁克说, 要为员工创造使员工赢得市场的竞争环境。主要做两件事:第一, 让他们开始关注外部; 第二, 改变薪酬结构。
柳亚涛进一步对德鲁克的观点做了解释, “企业中什么政策才是对人真正的‘管理’? 薪酬和用人。奖励什么人、怎么奖励, 是企业行为和文化的风向标。而通常创新是在市场竞争中自然发生的, 不是在组织内部发生的, 因此, 需要人们开始关注外部。”
事实上, 严治庆的团队做的比这个更极致:从微软云的第一个客户至今, 每个客户严治庆本人都接触和沟通过。这也是为什么前面说到团队成员一年飞成白金卡的原因。“销售人员不仅要懂产品, 更要懂客户的业务。”严治庆说, “基本上大家只有一天在办公室, 其他时间都被要求呆在客户那里了解客户, 看怎样用服务满足客户需求。”
绩效考核上的改革则是为了改变大家的行为——从卖产品到卖服务。尽管严治庆没有透露具体的改变比例, 但可以明确的是, 销售人员只有推动了“云”的销售才会有更多有效绩效, 并且不仅仅是售出云, 还得让客户用起来。真正地使用, 才是云这个生意的价值。
面向客户容易做到, 但深入了解客户的业务并且能让客户buy-in并不是一件容易的事。微软云Azure去年3 月在华正式商用的时候, 微软自己的销售团队其实都还不知道该如何卖云, 如何做云集成。即便经过了几轮培训, 再加上实际销售案例的分享, 仍旧没有达到令人满意的效果。于是, 团队想出了一个妙招, 举办了一个类似中国好声音的《冲上云霄》销售擂台活动, 求解各种使用云场景的解决方案。结果, “如何把公有云卖给魔法学校”的《哈利波特和云服务》小组拔得头筹。 奖励除了包括Surface Pro3 在内的所有硬件产品, 还有外加去总部和萨提亚的一次共进晚餐的机会。
“比赛不是目的, 而是通过更有趣的方式和过程让销售人员了解, 客户是怎样在用你的产品; 客户真正的需求是什么; 客户遇到的真正问题是什么, 能如何解决。”严治庆说, “过去卖产品有一套话术或者有过硬的关系就可以。而卖服务就是卖解决方案, 但每个企业遇到的问题都不同, 怎么让他们能看到我们对行业的理解和洞察? 通过这个比赛, 大家制作的视频成了销售工具, 不仅让行业客户如身临其境地看到应用场景, 更能看到我们的服务能力。”
其实就在不久之前, “哈利波特”小组的张在望, 微软公司公共事业部资深设备和解决方案专家, 在上海交大给电信学院的老师们讲Azure之前, 就先放了这段视频, 使得后面的交流更有兴致和效果。
通过这个比赛, 也让微软的管理层看到了精英遭遇精英时候那种被激发出来的斗志和无缝合作的精神。在《哈利波特》小组中, 朱泰来负责来写剧本、张在望和公共事业部资深行业市场发展经理王亚鹏分饰多角来配音, 市场战略部高级企业市场经理贾智瑛除了配音外, 还发挥市场工作的长处, 制作了参赛的海报用于推广和拉票。
对微软的管理者来说, 挑战是这种热情怎么延续? 并且把它内化成工作状态和工作方式。在经过将近4 个月的活动之后, 微软云Azure业绩实现翻番, 这一活动已经开始第二季, 公司全员都可以参加。更“厉害”的是, 微软大中华区要求所有的员工都必须通过“云服务认证”, 即, 每个岗位的员工都要知道、懂得云。这恐怕是全球唯一一家要求全员做认证的公司了。而且, 每半年考核一次, 考不过的要做“云回炉”。
浅谈云图书馆 篇7
1 云图书馆概念
1.1 从技术角度来认识云图书馆概念
云图书馆一词是从Cloud Library翻译而来, Cloud是云图书馆的关键, 云图书馆就是利用云计算技术和理念构建出来的图书馆基础设施和服务。换言之, 云计算技术和理念是其核心。
1.1.1 云图书馆就是利用云计算技术构建成的数字图书馆
云图书馆是以互联网为基础并需要付费的一种服务, 这些服务从形式上应是集成的、虚拟的、在多个应用系统中, 登录一次就可访问所有相互信任的应用系统, 对应于读者是透明的, 所提供的功能和服务是与已构建的数字图书馆一致的。
1.1.2 云图书馆就是基于互联网上的面向读者的应用服务
将无数服务器的所有客户端的计算能力融为一体, 采用跨平台技术, 将各种图书馆资源整合在一起, 以统一的服务界面, 快速地把资源查找和处理转换到图书馆应用平台, 让云图书馆成为未来最具发展前景的新型互联网应用服务。
1.1.3 云图书馆就是最大限度的发挥图书馆资源的利用率
云的海量存储可将各图书馆之间的信息整合在一起, 各类图书馆可共同构建图书馆庞大的信息资源, 不会浪费资源也不会短缺, 提供给读者的是最适合的资源。从而突破不同规模、不同类型的图书馆因人员限制、馆舍、经费、馆藏不足所带来的发展困境, 让图书馆达到“智慧”状态, 提高文献资源利用率。
1.2 从图书馆的内涵上认识云图书馆概念
(1) 云图书馆既是服务的应用者, 也是服务的提供者, 且在云图书馆这一体系中提供者和应用者之间的角色是可以互相切换的。
(2) 从云图书馆的服务来看, 就是利用云计算及其海量信息的存储能力, 把丰富的信息资源进行整合, 用极低的成本获取较高运算能力, 实现信息资源的共建共享, 为用户提供优质全面的一种服务模式。
(3) 传统的图书馆业务:借阅、流通、读者咨询、编目等工作在云图书馆中将被逐一拆解, 然后组合、外包并加以虚拟化。
2 云图书馆的五要素
用户、云资源、馆员、云服务管理和云基础设施是云图书馆五大要素。云图书馆以用户为中心, 云资源、馆员、云服务、云基础设施都是为用户服务的。
2.1 用户
用户是云图书馆的中心和基础。其他四个要素都是围绕用户进行的, 用户不仅是云图书馆的使用者, 还是提供者、运营者。三者之间角色是可以互相转换的。云资源提供者通过云服务接口提供给云服务运营者;运营者对云服务进行高效管理、完善构建, 根据使用者的服务请求, 动态、灵活地为云资源使用者提供云服务, 且为云资源提供者提供物理资源、信息资源、管理资源等服务资源;使用者按需使用云图书馆所提供的各类云服务, 从而实现云智能化处理和决策。
2.2 云资源
云图书馆的资源除了包含馆藏纸质文献、数字资源、网络文献资源及其他种类的信息资源, 还包括构建于云图书馆上的存储资源、计算资源、网络资源及相应的软硬件资源。将图书馆的各类物理资源、虚拟资源、信息资源等进行虚拟化、服务化, 实现云图书馆服务与资源的虚拟互动, 通过网络实现提供安全可靠的、随时可获取、按需使用的、优质廉价的云资源服务。
2.3 云图书馆馆员
在云计算环境下, 馆员更多的服务内容存于云中, 这就要求馆员既懂技术, 又懂其它学科的知识。从技术上, 要求云图书馆馆员提供更加安全、可靠的技术保障, 解决云服务中的兼容性问题、数据安全、保密问题及云服务间的互操作性问题, 云图书馆馆员除了要具备传统图书馆员所具备的特质外, 还必须具备树立服务创新的云服务理念, 具备较强的沟通服务能力、语言能力、业务技术能力及一切为了用户的服务精神, 要不断学习掌握较强的信息资源才能胜任云图书馆馆员。
2.4 云服务
图书馆云服务平台可以通过对各图书馆的信息资源整合形成新型的云服务体系, 为用户提供一站式服务, 同时还能够适应不同专业、为不同用户定制的个性化、智能化服务, 提供多种操作系统和应用标准镜像, 无论站点多少, 均可实现瞬时供应和配置。动态、按需地使用云图书馆所提供的各类云服务, 从而实现智能处理云计算环境下的各类信息资源, 提升现有服务能力是云图书馆服务管理的目的。
2.5 设施与云平台
设施与云平台主要包括:为用户提供云服务、外在的基础设施及构建云平台的软硬件环境。其中, 外在基础设施环境主要包括馆舍、购买的设备等。而云平台则包括构建云图书馆所需要的软硬件设备及相关的管理、服务、构建等方面的技术。
3 云图书馆特点
3.1 云图书馆没有地域性
它可以在任何地方、任何时间, 以任何形态、任何方法存在。丰富的资源入口和广泛的合作与服务对象促进了云图书馆服务的广泛化。它可以是全球信息资源的共建共享, 为提高信息资源的利用率和服务开放性, 云图书馆提供了多途径的资源检索入口、坚持协作理念。云图书馆的出现, 使更多用户享受到了没有时间、地域限制的简单便捷的云服务。
3.2 资源共享、各种云可以汇集在一起
我国的图书馆信息资源系统长期以分散建设为主, 各个地区都有自己的图书馆体系, 以致浪费了经费还增加图书馆馆员的工作负担。而现在引进全新的云图书馆理念, 将服务器云、存储系统云和网络云等各种类型的资源汇集在一起, 丰富的资源集成, 把数据中心转变成一个内部云计算环境, 再与外部云结合, 实现了从馆藏资源、网络资源到多类型信息资源的数据在成员馆之间的动态共享, 包括虚拟机、在线存储和数据库、远程计算处理及一些辅助工具, 用户无需管理和维护。联机编目, 馆际互借和资源共享, 更高效的提高图书馆的服务质量, 最终可以节约人力、物力, 更加方便读者应用云服务访问资源, 实现信息资源共建共享是图书馆不断追求的目标。
3.3 云是模糊的虚拟化
云图书馆支持读者在任意位置、使用各种终端获取应用服务, 所请求的资源来自“云”, 而不是固定的有形实体, 应用在“云”中某处运行。实际上读者无需了解、也不用担心应用运行的具体位置, 只需要一台笔记本或者一个手机就可以通过网络服务来实现我们需要的一切, 甚至包括超级计算这样的任务。
3.4 优质低廉
云的卖点就是低廉的费用。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成, “云”的自动化集中式管理使大量用户无需负担日益高昂的数据中心管理成本, “云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升, 因此用户可以充分享受“云”的优质低廉服务。云图书馆可以彻底改变传统图书馆的模式, 使用户更加快速、准确地获取到所需要信息, 从而提高用户对云图书馆需求的满意度。
3.5 云图书馆个性化与人性化服务
用户需求决定云图书馆的服务结构, 云图书馆应根据用户需求的变化做出相应调整, 而云平台提供了丰富的个性化服务功能。例如读者个人主页可以包含我的图书馆、我的馆藏、我的馆友、我的关注、评论、我喜爱的图书、个人兴趣等功能板块。其使用完全依据读者个人喜好, 满足个性化需求, 改善读者体验。云图书馆应将读者信息服务作为工作重点, 深入开展对读者的研究工作, 了解读者的潜在需求和个性化需求, 通过云平台提供“一站式”服务、个性化服务。
4 云安全
任何一种新生事物在发展的初期都会有不完美的一面, 一方面, 云图书馆服务具有简单便捷、资源共享、低成本、快速高效、以读者为中心等特点;另一方面, 它也存在优先访问权、管理权限、数据安全、数据恢复、身份认证、安全与隐私等方面的问题。而云安全2.0体系进一步把云端与终端的保护与维护做了提升, 这种技术使得针对服务器的攻击在云端就会被解决, 甚至大量的特征码都无需传输到客户网络中的每一个终端中去, 从而节省了大量时间和精力, 提高了效率, 降低了云图书馆实施的风险, 另外, 数据加密也是云安全中必不可少的, 即便是密码和安全问题都被破解, 也无法获得可用的数据, 这将能帮助用户在使用云图书馆服务时在安全上更放心。
5 结束语
云图书馆不仅是一种技术, 也是一种发展理念。云图书馆建设进程将从云计算发展中得到极大的支持, 云图书馆发展具有无限的潜能, 虽然目前云图书馆的应用还处于探索的阶段, 将来会日趋完善, 推动图书馆事业更好的发展。
参考文献
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红外云图增强算法研究 篇8
红外热成像仪是一种可探测目标的所发射的红外辐射, 并通过光电转换、电信号处理等手段, 将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备。由于红外热成像仪在黑夜中仍可以正常工作故此在军事领域中得到了大量的应用, 通过该设备的使用可以实施夜间行动和作战, 大幅度提高武器系统的作战能力;在民用领域, 红外热成像系统可以进行无损检测等, 随着近年来的非制冷焦平面的研究和推广, 红外热成像系统利用非制冷焦平面作为核心部件, 使得整个系统的成本大大降低。
由于大气对电磁波散射和吸收等因素的影响, 使一部分波段的太阳辐射在大气层中的透过率很小或根本无法通过。电磁波辐射在大气传输中透过率较高的波段称为大气窗口。在8.0μm~14.0μm这个波段, 电磁波辐射的透过率约为80%。利用红外热成像仪所接收的大气向下的红外辐射值信息, 形成不同的云图。
1 系统组成
光学测量单元的核心部件是非制冷焦平面阵列, 用于感应8.0μm~14.0μm波段的大气向下红外辐射。非制冷焦平面阵列采用FLIR公司的PHOTON320, 该机芯采用氧化钒探测器材料, 焦平面规格是320×240高灵敏度 (<35 mK@f 1.0) , 较大的温度范围 (-40℃到+80℃) 保证了可以适应大多数气候条件, 较快的开机时间, 非热电制冷 (TEC) , 两倍焦距, 和38微米的像元尺寸。物镜采用100mm红外长焦镜头。数据输出频率为9Hz。由于天空中云的形状在短时间内不会发生变化, 故此9Hz的频率完全满足红外云图的观测要求。
数据采集终端通过TCP/IP协议将数据发送至PC机, 数据采集终端由PHOTON320+FPGA+S3C2440组成。FPGA负责采集PHOTON320的LVDS信号, 并将数据传输至S3C2440, 通过TCP/IP传输至PC机的图像已经经过了非均匀校正的处理。
2 图像增强算法
随着天气的不同, 云层的高度以及形状都有不同, 故此在不同的天气下云图的形状不完全一样, 需要对不同的云图进行图像增强, 以改善图像的光照条件, 锐化图像的细节。一般的红外图像中, 都以天空或者云层作为物体形状的参考物, 本文所研究的为云的形状, 所采用的物镜为定焦的镜头, 由于云层的高度以及天气等综合因素的影响使得云图的清晰度各不相同, 因此在做图像增强之前, 先对图形进行预处理, 从中筛选出需要增强的图像。
2.1 Weber定律
Weber定律[1]是由Weber与1834年提出的表明心理量与物理量之间关系的定律。在此方面的应用即人眼感觉出来图像的差异∆II阈=限K跟 (原1图) 的背景色之比是一个常数。用公式表示即为
对红外图像的预处理采用公式1来进行, 满足上式的图片则表示该图片中云形与天空的对比显著, 无需进行图像增强。下图1.1, 1.2, 1.3为三个红外图像。
通过式1的处理。图1满足该式的条件, 图2与图3不满足该式的条件。故此图1不需要进行增强处理, 图2与图3需要进行相应的增强处理。并且直观判断也可以看出图1相比图2和图3来说, 云和天空背景分的较为清晰。而图2和图3则明显看出来云与天空背景混在一起, 无法直接分辨出云。
2.2 Retinex算法
Retinex算法是由Land等人提出的, 它的构成是retina (视网膜) +cortex (皮层) , 该理论作为一种颜色恒常知觉的理论, 从最初的单尺度Retinex算法逐步形成了多尺度以及多尺度加权平均等各种算法。
相对于单尺度的Retinex算法来说, 用较小的尺度来进行图像增强, 则突出了图像的细节, 用较大的尺度进行图像增强, 则突出了图像的色调。将两者结合起来进行增强, 形成了多尺度的Retinex算法, 通过该算法即增强了图像的细节, 又突出了图像的色调。
传统的Retinex算法采用高斯函数作为图像滤波的算法, 而利用高斯函数作为滤波器对图像进行滤波之后, 图像的边缘会比较模糊, 这样在边缘的增强效果会比较差, 导致整体的输出效果下降。故此滤波算法改为双边滤波, 双边滤波相比高斯滤波在边缘处的信息保持的较为完整, 所以本文采用双边滤波的Retinex图像增强算法。本文的算法流程图见图4。
3 实验结果与讨论
本文所用的实验参数为:卷积窗口大小为9x9;σd=10;σr=0.1。
图5的原始图像为图2, 图6的原始图像为图3。图5及图6给出了红外图像的双边滤波Retinex图像增强算法与维纳滤波以及普通Retinex算法之间的效果对比。图6的普通retinex增强算法可以看出来经过普通retinex算法之后图像的细节和边缘发生了较大的变化与原图的差异过大, 无法正常使用。从图5和图6可以看出, 经过维纳滤波之后的图像与原图基本没有太大的差异, 只是细节部分有了部分改善。从实际的图像来看, 经过基于双边滤波的Retinex算法得到的效果较好, 由于该算法参数较为固定, 相对自适应滤波的Retinex方法 (RBAF) 来说, 图像增强效果不是最好的, 但是由于Retinex算法计算量较大, 采用自适应的方式寻找对于不同图像的合适的参数所花费的时间较长, 不利于算法的实时性的要求。故此在本文中选定固定的参数进行图像增强运算。从实际的效果来看, 对于两类不同的图像, 增强效果都较为明显, 保持图像细节的同时, 在图像的边缘处提高了图像的对比效果。
4 结论
本文利用一种双边滤波的Retinex图像增强方法, 对需要增强的两幅红外图像进行了增强, 通过实验结果的对比可以看出利用双边滤波的Retinex算法很好的对红外图像的细节进行了增强, 并且也提高了边缘的对比度。在使用增强算法之前, 利用weber定律对图像进行预处理, 满足weber定律的图像不进行增强处理。提高了算法的运行速度。
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应力云图中压力大小的计算 篇9
Ansys Workbench是一款简单易操作的有限元分析软件, 通过输入材料特性, 网格划分以及加载载荷, 建立约束条件, 选择查看的结果类型。模型进过运算处理后, 可以方便输出用户所需要的结果云图。本文以笔记本电脑的外壳 (以下简称为COVER) 背压实验为例, 建立有限元分析模型, 最终可以输出主应力云图, 即是各个单元的区域应力, 不同的应力区域颜色也不尽相同。由于在背压实验中, 给笔记本外壳施加外力, LCD模组经常会破裂, LCD模组主要由两层玻璃构成, 根据弯曲理论, 再结合玻璃切割后存在不可避免细小裂纹, 下层玻璃 (CF Glass) 破裂概率比较大, 所以, 报告中主应力图是下层玻璃的应力图。
Image-Pro Plus是专业的图像分析软件, 主要用于生物化学, 材料等领域, 可以对图片上的颜色不同区域进行几何上的测量, 统计分析和拟合。因此, 它可以方便的计算出颜色相同区域的面积。
综合两种软件的长处, 由压力与压强, 面积三者之间的关系, 可以较为准确得出压力值大小。
1 基于Ansys Workbench的有限元分析过程
1.1 有限元分析前处理
Ansys Workbench可以把CAD模型转化为有限元分析模型。某型号的NB电脑COVER曲面较为复杂, 采用曲面功能强大的三维实体造型软件Proe对其进行建模。CAD模型建立后, 利用Ansys Workbench与Proe的接口, 将文件以igs格式导入到Ansys Workbench中。其次, 可以使用网格划分将模型进行单元处理。最后我们必须根据系统内部各个子件之间的连接关系建立接触对, 如果各个子件关系是错误的, 会出现与实际受力情况不符的情况, 甚至, 程序会出无法计算的问题。
1.2 有限元分析后处理
在COVER上如图1的位置加载载荷, 压力大小为250N, 压力区域的直径为30mm, 方向为竖直向下。底面完全固定为其边界条件, 所有自由度都被限制。
1.3 求解结果输出
从输出的应力云图图2可以读出, 椭圆框区域是笔记本电脑里面LCD Glass压强最大的区域, 假如切割制程比较稳定, 玻璃是很容易从该处断裂。图2右侧数据列表为CF LCD Glass各个区域的主应力, 值得注意的是, 该值是要和TFT LCD Glass各个区域主应力值进行叠加再取平均值才是最终的结果, 但是该数值并不是压力数值, 只是压强数据, 压力大小, 取决于主应力大小与各个区域面积大小。但是, 不同颜色区域的面积大小在有限元软件中无法求出。在此处, 我们推荐一种方法, 可以较为准确的求出不同颜色区域的面积, 需要用到ImagePro Plus软件, 即是IPP。
2 IPP在应力云图上的应用
2.1 IPP单位设置
在使用软件之前, 需要对软体进行单位转换。因为正常情况下, 软件测量出来的单位是以图片的灰度计算的, 而我们需要的是光密度单位, 只有以光密度单位设置正确, 几何测量的结果才是正确的。否则, 结果会出现很大偏差, 设置方法如下:点击measure-calibration-intensity, 调出intensity校正窗口, 然后在窗口中点击new按钮, 再点击std optical density选项, 然后还要点一下system按钮, 最后关闭窗口。
2.2 IPP建立统一标尺
下面以图1为实例, 讲述操作过程。图中圆形区域直径为30mm, 该数值可以视为真值。软件的输出值可以视为测量值。由于Ansys与IPP的图片中长度比例尺不一致, 需要建立统一的比例尺, 即是两者的1mm长度在图片中反映出来效果都是一致的且是等同的。
在A n s y s W o r k b e n c h界面中选择代表长度为100mm, 可以以此作标尺, 方法如下:
1) 点击视窗菜单档中下拉菜单的measure-calibrationspatial, 弹出对话框。点击菜单中new按钮, 可以命名为IPP, unit选择毫米作为长度单位, 另外在对话框我们可以比较清楚的看见Image按钮;
2) 点击Image按钮, 弹出scaling对话框, 同时图片上会弹出黄色标尺, 将标尺首尾端放置在图3中的位置, 使用放大镜可以更好的提高位置精度, 在Scaling填100, 点击OK, 如此完成尺寸的统一。
2.3区域面积的计算
在图1中圆形区域面积真实值为:S1=3.14×0.25×302=706.5mm2, 点击measure-count/sizemanual-select color, 弹出segmentation对话框, 对于图3深色区域, 先点击吸管工具, 再点击图3深色区域, 如果一次没有办法选全, 一定要在区域多次抓取, 如此区域才比较完整, 计算面积时不会漏掉, 减少误差, 然后点击close, 返回到count/size窗口。在measure菜单下选择select measurements, 选择area和Dim (mean) 分别代表着面积和直径, 当然, 我们可以根据自己的要求去选择要查看的数据。然后再view菜单下选择measure data, 可以查看到图4中结果。结果显示:直径为:29.67mm, 误差率:1.1%;面积:713.31mm2, 误差率:0.96%。整, 计算面积时不会漏掉, 减少误差, 然后点击close, 返回到count/size窗口。在measure菜单下选择select measurements, 选择area和Dim (mean) 分别代表着面积和直径, 当然, 我们可以根据自己的要求去选择要查看的数据。然后再view菜单下选择measure data, 可以查看到图4中结果。结果显示:直径为:29.67mm, 误差率:1.1%;面积:713.31mm2, 误差率:0.96%。
2.4实际问题的解决
按照上述的方法, 我们也可以求解出图2中红色区域最大压力值以及区域面积等。结果查看图5 (隐藏网格) 。深红色区域面积为39.55mm2。F (max) =11.5MPa/2×39.55mm2=227.42 (N) 。关于压力值准确与否, 与实际相差有多大, 与仿真模型的网格划分的是否合理有较大的关系, 我们可以通过修改Ansys Workbench网格参数去满足实际的要求。
3结论
本文以NB电脑为例, 在Ansys Workbench建立仿真模型, 进行参数确认, 输出应力云图, 然后利用IPP进行图像分析, 为压力等参数定量运算提供方法, 也为仿真设计提供手段和思路。
摘要：本文以Ansys workbench模拟笔记本电脑外壳受力为例, 建立有限元分析模型, 经过后处理器运算, 可以得出外壳各个区域应力云图。通过IPP图像分析软件我们可以较为准确的知道各个区域尤其是应力极值处的压力大小, 从而为有限元的压力定量分析提供一种新的方法。
关键词：Ansys Workbench,IPP,应力云图
参考文献
[1]凌桂龙, 丁金滨, 温正.Ansys Workbench13.0从入门到精通[M].北京:清华大学出版社, 2012.
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