[发明专利]一种基于可移动平台的天穹可见度观测仪器及其测量方法

说明书

本发明是一种基于可移动平台的天穹可见度观测仪器及其测量方法，包括外壳，外壳内设置有控制模块，控制模块上连接有：超广角镜头，朝向圆孔设置，用于采集天穹图像信息；GPS模块，用于定点启动超广角镜头进行拍摄，同时记录经纬度定位信息；IMU模块，在超广角镜头的拍摄过程中，提供姿态补充数据；CMOS模块，用于对超广角镜头采集的图像信息进行成像；电源模块，用于为整个观测仪器供电；蓝牙模块，用于连接外部遥控设备或数据显示设备；控制模块，用于控制各模块的运行，并处理超广角镜头所采集的天穹图像信息数据；触控显示模块，用于显示控制模块处理后的天穹数据。本发明能够消除移动观测中系统由于相机与镜头连接不牢靠，系统在运动情况下晃动失焦等导致的观测误差，并实现自动高频连续观测同时可实现在运动状况下获得SVF信息。

技术领域

本发明属于气象观测领域，尤其涉及一种基于可移动平台的天穹可见度观测仪器及其测量方法。

背景技术

天穹可见度(Sky View Factor,SVF)是重要的城市形态学参数，是对地表形态开阔程度的定量描述，反映了周围地形和地物对物理辐射在半球范围内的遮蔽影响及视线在半球范围内被遮挡的程度。，天空开阔度为地表某一点发射的辐射中未被遮挡物拦截的部分与总辐射的比值，即地表平面上向天空发射的辐射量与整个半球总辐射量的比值。。天穹可见度(SVF)不仅能用于研究城市建筑接受的太阳辐射率或阳光散射等问题，也常用于研究城市热岛效应的发生机制等科学研究。该概念也是城市规划领域中的关键指标，直观表示为建筑围合的城市开放空间中，人们视线所及看到的天空范围比例，可为城市的空间品质，公共活动舒适度和视觉心理预期等宜居程度的评估提供重要依据。

然而，由于过去采样技术与理论概念的限制，有关城市内部天穹可见度的成熟仪器较少。目前天气可见度的资料收集工作普遍采用人工操作手机上附加鱼眼超广角镜头的方式，例如，Yan Z.等。这种前期拍摄加后续处理的方式虽然可以得出城市内部的感兴趣点的SVF数值，但在实际操作过程中发现，由于系统的连接性较差和后期数据处理中的误差，往往难以有效获取高质量的城市内部天穹可见度值。这极大地限制了在高度异质性的城市内部辐射能量研究及城市规划等方面的应用。

针对上述研究现状，当前亟需发明一种天穹可见度观测仪器，可以消除移动观测时系统非水平的情况下，避免采样及分析过程由于算法不一致可能造成的成像效果差和人为处理误差对测量结果的影响，同时摆脱对人力的依赖，实现自动准确的连续观测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于可移动平台的天穹可见度观测仪器及其测量方法，本发明能够消除移动观测中系统不稳定导致的观测误差，并实现自动化的高频连续观测。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于可移动平台的天穹可见度观测仪器，包括外壳，所述外壳顶部开设有圆孔，外壳内设置有控制模块，控制模块上连接有：

超广角镜头，朝向圆孔设置，用于采集指定采样点天穹图像信息；

GPS模块，用于定点启动超广角镜头进行拍摄，同时记录采样点经纬度定位信息；

IMU模块，在超广角镜头的拍摄过程中，提供姿态补充数据；

CMOS模块，用于对超广角镜头采集的图像信息进行成像；

电源模块，用于为整个观测仪器供电；

蓝牙模块，用于连接外部遥控设备或数据显示设备；

控制模块，用于控制各模块的启停和运行，并处理、存储、传输超广角镜头所采集的天穹图像信息数据；

触控显示模块，用于显示控制模块处理后的天穹数据信息，并操控控制模块。

进一步的，所述圆孔内设置有防护超广角镜头的玻璃膜。