[发明专利]一种测量大气能见度的方法

权利要求书

1、一种测量大气能见度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、以某一固定场景为观测点，获取多个在不同能见度条件下该场景的图像边缘强度值，以及获得与每一图像边缘强度值对应的多个能见度测量值，以此构建图像边缘强度与能见度测量值一一对应关系的能见度先验知识库；

B、根据所述能见度先验知识库，得到该固定场景图像边缘强度与能见度之间的能见度计算公式；

C、获得该观测点当前图像边缘强度，利用所述能见度计算公式，计算得到当前大气能见度值。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤A包括如下步骤：

A1、以所述固定场景为背景，在不同能见度条件下用摄像设备获取多幅二维原始图像，以及通过实际测量获得此时能见度测量值；

A2、对所述二维原始图像进行边缘提取处理，得到二值化的初始图像边缘；

A3、将每个初始图像边缘与平均边缘图像进行比较，得到剔除扰动信息后固定场景的图像边缘强度；

A4、根据每个固定场景的图像边缘强度以及所对应的能见度测量值，构建所述能见度先验知识库。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤A3中的平均边缘图像按照以下方法获得：

A31、在一段时间内获取该固定场景多个高能见度的二维原始图像；

A32、对所得的多个二维原始图像进行灰度值平均运算；

A33、对平均运算后的图像进行边缘提取，得到平均边缘图像。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤B包括如下步骤：根据能见度先验知识库，构建固定场景图像边缘强度与能见度二者之间的关系式，并确定关系式中的待标定参数，获得能见度计算公式。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述待标定参数根据所述能见度先验知识库中图像边缘强度与能见度测量值间数据求解，并经最小二乘法回归决定。

6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤C包括以下步骤：

C1、利用所述摄像设备获取当前二维原始图像；

C2、对所述当前二维原始图像进行边缘提取处理，得到二值化的当前图像边缘；

C3、利用图像匹配算法，进行当前图像边缘与所述平均边缘图像的匹配，保留相吻合的边缘信息作为当前图像边缘强度；

C4、根据所述能见度计算公式，计算出当前大气能见度。

7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述能见度关系式为：V＝aE²+bE，

其中：V是大气能见度，E是图像边缘强度，a和b为待标定参数。

8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤A2、C2、A32中均利用Sobel算子对二维图像进行边缘提取处理；所述步骤C3中利用SIFT图像匹配算法进行当前图像边缘与所述平均边缘图像的匹配。

9、根据权利要求1至7任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述步骤C之后还包括执行步骤F：根据所述当前大气能见度值计算获得气溶胶光学厚度。

10、根据权利要求1至7任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述步骤C之后还包括以下步骤：根据所述当前大气能见度值计算获得大气相对湿度。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述大气相对湿度采用以下公式计算：RH＝1-(V/67.7)^1.5

其中：RH为大气相对湿度，V是当前大气能见度。

12、根据权利要求1至7任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述步骤C之后还包括以下步骤：若大气颗粒物浓度按照N∝D^-β指数函数规律分布，则根据所述当前大气能见度值获得颗粒物粒径分布，其中：D为粒径，N为粒径D的颗粒物数量，β是待测参数。

13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述β按照以下公式计算：β＝[6.2-(lnV)]/1.3，其中，V是当前大气能见度。