淺談能見度目標(biāo)物分布圖的制作

黃 遠(yuǎn)， 李建民， 全根元

1.浙江省嘉善縣氣象局，浙江嘉興 314100 2.江西省撫州市氣象局，江西撫州 344000

淺談能見度目標(biāo)物分布圖的制作

黃 遠(yuǎn)1， 李建民2， 全根元2

1.浙江省嘉善縣氣象局，浙江嘉興 314100 2.江西省撫州市氣象局，江西撫州 344000

能見度目標(biāo)物是影響人工能見度觀測(cè)準(zhǔn)確性的重要因素之一。隨著時(shí)間的推移、城市的發(fā)展，氣象臺(tái)站周圍環(huán)境發(fā)生了極大的變化，大多數(shù)的目標(biāo)物已經(jīng)消失或被高的建筑物遮擋，能見度目標(biāo)物分布圖急需重新制作。利用激光測(cè)距儀、GPS手持機(jī)、Google earth等新技術(shù)制作能見度目標(biāo)物分布圖是一種較為簡(jiǎn)便的方法，尤其是當(dāng)臺(tái)站目標(biāo)物發(fā)生改變時(shí)，用這些方法較容易補(bǔ)充訂正。

能見度；目標(biāo)物；分布圖

0 引言

能見度目標(biāo)物是影響人工能見度觀測(cè)準(zhǔn)確性的重要因素之一。目前大多數(shù)臺(tái)站的能見度目標(biāo)物分布圖是建站初期或十九世紀(jì)七、八十年代制作的，所選取的目標(biāo)物大多是樹、煙囪、水塔、倉(cāng)庫(kù)、山尖等，隨著時(shí)間的推移、城市的發(fā)展，臺(tái)站周圍環(huán)境發(fā)生了極大的變化，大多數(shù)的目標(biāo)物已經(jīng)消失或被高的建筑物遮擋。早在1995年就有人提出要重新繪制能見度目標(biāo)物分布圖。2003年新規(guī)范增加了最小能見度的觀測(cè)，按道理應(yīng)該增加1 000m以前的目標(biāo)物，但為什么至今大多數(shù)氣象臺(tái)站還沒有任何動(dòng)作呢？究其主要原因在于臺(tái)站缺乏能見度目標(biāo)物分布圖的制作的技術(shù)：既沒有合適的測(cè)繪儀器，也不懂測(cè)繪方法。傳統(tǒng)的測(cè)繪手段是卷尺測(cè)量法、大比例地圖法、經(jīng)緯儀、全站儀等，這些方法都存在一定的局限性，要么測(cè)量不方便，要么儀器太貴使用困難。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新的測(cè)繪技術(shù)不斷出現(xiàn)，特別是激光測(cè)量和GPS測(cè)量技術(shù)的使用，使得簡(jiǎn)便快捷制作臺(tái)站的能見度目標(biāo)物分布圖成為可能。

1 準(zhǔn)備工作

1.1 測(cè)量?jī)x器

激光測(cè)距儀，近幾年較多地區(qū)為了探測(cè)環(huán)境保護(hù)配置了激光測(cè)距儀，其測(cè)量距離一般在1 000m左右。這種儀器不僅輕便，而且使用簡(jiǎn)單，能夠直接測(cè)量目標(biāo)物的高度、高度角、水平距離等，適合測(cè)量1 000m以內(nèi)的目標(biāo)物。

GPS手持機(jī)，盡量選擇精度高的GPS手持機(jī)，主要用于測(cè)量各個(gè)目標(biāo)物的位置，然后計(jì)算出目標(biāo)物的距離和方位。適用于1 000m以外的目標(biāo)物的測(cè)量和目標(biāo)物的方位測(cè)量。

1.2 工具軟件

Google earth，主要用于幾公里以及更遠(yuǎn)的目標(biāo)物的距離和方位的確定。

Microsoft Office Excel，用于能見度目標(biāo)物（燈）登記表的制作和相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算。

2 目標(biāo)物的選擇

首先要確定能見度觀測(cè)固定地點(diǎn)，該地點(diǎn)要視野開闊，能看到盡量多的目標(biāo)物，用GPS測(cè)定其經(jīng)緯度。接著在臺(tái)站四周不同方向、不同距離上選擇若干固定能見度目標(biāo)物，要多選一些1 000m以內(nèi)的目標(biāo)物。選取時(shí)要注意以下四條原則。

1）目標(biāo)物的顏色應(yīng)當(dāng)越深越好，而且亮度要一年四季不變或少變的。淺色、反光強(qiáng)的物體不適宜選為目標(biāo)物;

2）目標(biāo)物應(yīng)盡可能以天空為背景，若以其它物體（如山、森林等）為背景時(shí)，則要求目標(biāo)物在背景的襯托下，輪廓清晰，且與背景的距離盡可能遠(yuǎn)一些;

3） 目標(biāo)物大小要適度。近的目標(biāo)物可以小一些，遠(yuǎn)的目標(biāo)物則應(yīng)適當(dāng)大一些。目標(biāo)物的視角以0.5°～5.0°之間為宜;

4） 由于氣象站觀測(cè)的是水平能見度，因此目標(biāo)物的仰角不宜超過6°。

3 目標(biāo)物的測(cè)量

目標(biāo)物選定后，要測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)與目標(biāo)物的距離和目標(biāo)物所在的方位。

3.1 目標(biāo)物的距離的測(cè)量

1 000 m以內(nèi)的目標(biāo)物用激光測(cè)距儀測(cè)量。對(duì)于1 000m以外的目標(biāo)物，如果人可以較方便地走到的可以用GPS手持機(jī)測(cè)量其經(jīng)緯度，每個(gè)目標(biāo)物分別測(cè)量?jī)蛇吅椭虚g的三個(gè)點(diǎn)的經(jīng)緯度。對(duì)于更遠(yuǎn)的和不便于人去的目標(biāo)物可以用Google earth確定其經(jīng)緯度。

3.2 目標(biāo)物的方位和視角的測(cè)量

所有目標(biāo)物的高度角均可以用激光測(cè)距儀測(cè)量。

目標(biāo)物方位的測(cè)量：在能見度觀測(cè)固定地點(diǎn)設(shè)置一塊水平的木板，上面放一張繪圖紙，用日中線法確定正北，然后直接畫出各個(gè)目標(biāo)物的起止和中間方位；用GPS手持機(jī)和Google earth測(cè)定的經(jīng)緯度來計(jì)算方位。

目標(biāo)物視角的計(jì)算：根據(jù)上面得到的高度度和寬度角，用公式計(jì)算出視角。

目標(biāo)物的距離、方位等數(shù)據(jù)測(cè)定后，輸入用Microsoft Office Excel設(shè)計(jì)的能見度目標(biāo)物（燈）登記表內(nèi)，并根據(jù)需要計(jì)算出有關(guān)數(shù)據(jù)。最后按規(guī)范要求的格式進(jìn)行打印輸出，并作為氣象站檔案妥善保存。

4 繪制能見度目標(biāo)物分布圖

繪制能見度目標(biāo)物分布圖的方法有手工繪圖法、PHOTOSHOP等作圖軟件繪圖法和計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)繪圖法。近年來有人設(shè)計(jì)了專門的能見度目標(biāo)物分布圖制作程序，使用十分方便。

5 結(jié)論

本文主要探討了對(duì)目標(biāo)物測(cè)量的簡(jiǎn)便方法，對(duì)于城市變化日新月異的今天，不可能每個(gè)臺(tái)站都去配備價(jià)格不菲的經(jīng)緯儀或全站儀，或者目標(biāo)物一改變就請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員來測(cè)量也是不太可能的。所以當(dāng)臺(tái)站目標(biāo)物出現(xiàn)少量的改變時(shí)，就應(yīng)該用這些簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行補(bǔ)充訂正。當(dāng)然，如果有條件的臺(tái)站，盡可能用經(jīng)緯儀或全站儀，結(jié)合本文的測(cè)量方法對(duì)臺(tái)站周圍的目標(biāo)物進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量，并將有關(guān)測(cè)量的數(shù)據(jù)詳細(xì)登記并存檔。當(dāng)臺(tái)站目標(biāo)物發(fā)生改變時(shí)，再利用本文的方法進(jìn)行補(bǔ)充訂正。

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