天气现象自动化观测仪器评估方法

宝勒德 辛忠德

摘 要：本文展开对天气现象自动化观测仪器评估方法的研究，其主要目的在于了解当前天气现象自动化观测仪器的评估现状，以及具体的评估方法。近年来，人们的生活水平显著提升，因此逐渐加强对其各方面生活质量的重视。通过天气现象自动化观测仪器，实现对天气预报的预测与评估，可以使人们更加全面的掌握天气情况，根据实际天气现象选择是否出行和出行的方式。受诸多因素的影响，天气现象自动化观测仪器评估方法仍存在些许不足之处。为此，本文首先对天气现象自动化观测仪器的采集性能加以评估。同时，重点对其识别性能加以评估。

关键词：天气现象；自动化；观测仪器

中图分类号：TN959 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0217-01

在改革开放深入实施的现代社会中，各行业均取得了突出性的成就。在天文学领域中，天气现象在先进的仪器技术下，也得到了较为全面性的发展。利用天气现象自动化观测仪器，能够充分实现对降水现象、地面凝结现象、视程障碍现象以及其他现象的评估。在上述评估方法的应用下，可以为人们提供更多的天气现象预测结果，方便人们的生活。本文通过对天气现象自动化观测仪器采集性能与识别性能的评估，能为日后提高天气现象自动化观测水平，奠定坚实的基础。

1 天气现象自动化观测仪器的采集性能评估

1.1 硬件可靠性评估

在天气现象自动化观测仪器评估中，对天气现象信息的采集是十分重要的[1]。在对天气现象加以评估时，将以仪器的可靠性参数作为评价指标，其可靠性参数一般为仪器平均的故障间隔时间。被评估的观测仪器可靠性是在规定的条件和环境下，特定观测评估时间内能够完成的评估规定功能。通常情况下，平均故障间隔的时间，是自动化观测仪器相邻两次故障出现时间的平均值，将平均值的单位设置为小时。在规定的观测评估时间范围内，试验评估的时间应与仪器的工作常规时间，基本相同。在天气现象自动化观测仪器评估期间，需要对被试验仪器的试验时间、故障发生时间、故障发生时的现象、原因等，进行详细的记录，根据所记录的相关信息加以评估。对于较小的硬件性评估故障，及时解决；对于较大的硬件性评估故障，则应由生产厂家初具维修报告。

1.2 软件可靠性评估

在天气现象自动化观测仪器采集性能评估中，其软件的可靠性评估与硬件的可靠性评估存在差异性。为了能够进一步的明确软件的可靠性，其一般采用单独统计的方法，实现对软件可靠性的综合评估[2]。软件可靠性评估期间，其评价指标也主要以平均故障间隔时间统计的方法为主，该评估指标与硬件可靠性评估相同。在天气现象自动化观测仪器评估中，单个算法及整个软件的出错，均属于软件性故障。试验人员应根据试验中出现的各种信息加以记录，包括故障的出现时间、出现的次数、出现的原因等。同时，要明确软件故障出现的具体原因，若软件可靠性的失效，是由于操作人员操作不当、硬件维护的影响、停电所致等原因，导致软件相关数据缺失，则不应将其纳入到软件故障中，应将其按照常规的故障加以处理。

1.3 数据完整性评估

现阶段，天气现象的种类日益增多[3]。因此，在对天气现象进行观测和评估时，所需要观测的类型和项目较多。对于天气现象自动化观测仪器的识别性能，因一句不同类型的实际天气现象，分别制定与天气现象相适应的评估方法。受诸多因素的影响，天气现象自动化观测仪器在评估天气时，会存在不同程度的误报、漏报的现象。误报主要是天气现象自动化观测仪器所监测到的天气现象，实际上并未发生，仪器识别出的结果与实际不一致。漏报主要是人工所观测到的天气现象发生，但是天气现象自动化观测仪器并未有效评估。天气现象自动化观测仪器存在的上述两种现象，通常是以人工观测为基础的。此两种情况，仅是针对人工观测结果。所谓的评估准确，是指天气现象自动化观测仪器与人工观测方法下的结果相同。为此，在天气现象自动化观测评估中，通过仪器和人工实现对数据完整性的评估，尤为重要。

2 天气现象自动化观测仪器的识别性能评估

2.1 降水天气现象的评估

降水天气现象，是自动化观测仪器的主要识别项目[4]。现阶段，天气现象自动化观测仪器对降水天气的观测对象，主要包括雨、雪、雨夹雪等。在对上述天气现象进行评估时，需要根据天气现象预测情况建立相应的评估标准。目前，国外关于降水现象观测的标准，主要是以人工观测和辅助摄像设备观测为主，将辅助摄像设备及时获取的降水图像，同时作为讲述现象观测的标准。一般情况下，降水天气现象的评估指标需要从三个方面进行考量。第一为判断降水是否发生。通过天气现象自动化观测仪器，判断降水是否发生，是该观测仪器能否代替人工观测的重要衡量指标。第二为判断降水现象的准确性。根据观测仪器的统计定时，明确仪器对降水识别的准确性，仪器与人工观测的结果在前后至少5分钟以内的结果一致，判定为观测仪器正确。第三为降水与评估识别的符合率。在人工观测降水时间段内，观测仪器所监测到的降水量是否与其比值相类似。

2.2 地面凝结现象的评估

根据对地面凝结现象的分析，明确霜、露、雨凇和雾凇等，均是自动化观测仪器评估的地面凝结现象。因此，可以根据地面气象相应的规范，将其作为地面凝结现象的规定划标准。在天气现象自动化观测仪器进行识别时，其评估的依据主要为地面气象规范[5]。在对霜和露进行天气现象自动化观测时，识别并分析固定区域内的玻璃片样本，明确地面凝结现象是否能够发生。在对雾凇和雨凇进行天气现象自动化观测时，识别并分析固定区域内的电线积冰架上的图像，明确地幔凝结现象是否能够发生。具体的评估方法为，对霜和露进行常规的一天一次统计，天气现象自动化观测仪器与人工观测到的霜和露现象一致，则说明天气现象自动化观测仪器观测正确，反之则被视为误报或是漏报。对雨凇和雾凇进行识别与评估时，则是选择固定的时间，将其识别及观测前后5分钟的监测结果进行对比，结果一致则说明仪器识别正确。

2.3 视程障碍现象的评估

通常情况下，视程障碍现象较多，包括雾、霾、沙尘暴、扬尘、浮尘等，均属于视程障碍现象[6]。对于上述视程障碍现象，主要是通过计算仪器，实现对视程障碍现象的识别性准确评估。根据对视程障碍的分析，其与能见度值的具有密切的关系。因此，在对视程障碍现象进行评估时，将能见度仪观测结果，作为基本的视程障碍现象的参考标准，经过观测员对视程障碍现象的观测与判断，进一步掌握和明确视程障碍的类型和品谷标准。在评估时，每天采用人工监测的方式定时观测天气现象，严格记录天气现象自动化仪器的监测结果，将两个监测结果进行综合性的对比。若两观测结果在观测前后5分中对比结果一致，则说明天气现象自动化仪器的判断准确。

3 结语

现阶段，我国科学技术得到普遍的更新和发展。在现实生活中，天气现象的预报，对于人们出行具有重要的影响。人们通常会根据天气现象的预报情况，决定是否出行或是选择如何出行。因此，天气现象的预报对于人们的生活质量、生活便捷性，均具有一定的作用。针对当前天气现象自动化观测仪器评估方法的现状，本文在研究中，主要从天气现象自动化观测仪器的采集性能评估和识别性能评估兩方面，展开对天气现象自动化观测仪器评估方法的研究。期望通过本文关于天气现象自动化观测仪器评估方法的探究，可以为日后促进其发展，提供宝贵的建议。

参考文献

[1]张金龙.光学原理下的地面气象观测仪器应用探讨[J].中国科技纵横，2015，04（21）：213-213.

[2]行鸿彦，张金玉，徐伟.地面自动气象观测的技术发展与展望[J].电子测量与仪器学报，2017，31（10）.

[3]吴勇，石永进.夜间天气现象判断辅助软件设计[J].农家科技旬刊，2016，05（1）.

[4]陈新，杨晓波，李莉.天气现象自动化观测技术探索[J].科技资讯，2016，14（21）：129-129.

[5]中国气象局气象探测中心.天气现象自动化观测技术研究[J].中国科技成果，2015，16（23）：40-41.

[6]宋佳，宋鹏程.新型自动气象站能见度自动观测数据及应用[J].农业科技与信息，2016，04（19）：50-50.