JP4053544B2 - 降霜予測システム - Google Patents
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Description
この発明によれば、従来の気温、露点温度、平均風速及び相対湿度に関する各降霜判定条件に、気温降下度及び放射収支に関する降霜判定条件を追加して降霜予測を行うので、予測的中精度を向上することができる。
この発明によれば、過去の複数の現地気象データを判別分析して得た降霜判定式によって降霜予測を行うので、統計学的に精度の高い予測を行うことができる。さらに、現地気象データを継続的に取り続けて判別分析を行うことで降霜判定式を更新することが可能であり、降霜予測対象地域の気象条件に適した降霜判定式により降霜予測を行うことができる。
この発明によれば、降霜判定条件を用いて降霜予測した場合と、判別分析による降霜判定式を用いて降霜予測した場合とで予測的中率の高い方の降霜予測処理を選択することにより、その降霜予測対象地域に適した降霜予測を行うことができ、予測的中精度を高めることができる。
従来では人の目により実際の降霜の有無を判定していたが、この発明によれば降霜の有無の判定を自動化することができ、人件費削減に効果がある。
観測対象物の表面状態について、霜の付着か結露かどうかの判断が困難な場合がある。この発明によれば観測対象物に乾燥材を添加することで結露を防止し、霜か結露かの誤判断を防ぐことができる
画像データにハレーションが含まれていた場合、その後の2値化処理によって霜有り部分のデータなのかハレーション部分のデータかどうかの判断が困難になる恐れがある。この発明によれば画像データに含まれるハレーションを除去した後に2値化処理を行うので、
霜有り部分の画像データのみを抽出でき、ハレーションとの誤判断を防止することができる。
図1は、本発明の降霜予測装置を用いた降霜予測システムの概略図である。この図において、符号1は降霜予測装置、2はネットワーク、3は気象予報サーバ、4はクライアントコンピュータ、5は現地気象観測装置である。
関わらず継続的に現地の気象データを採取するものである。すなわち、気温測定部5a、相対湿度測定部5b、平均風速測定部5c、地表温度測定部5d、放射収支測定部5e及び露点温度測定部5fによって、温度、相対湿度、平均風速、地表温度、放射収支及び露点温度が測定され、また降霜観測器5gによって実際に霜が降ったかどうかが観測される。従来では、実際に霜が降ったかどうかは人の目で確認していたが、本実施形態では降霜観測器5gによって自動観測を可能にした。降霜観測器5gについては後で詳細に説明する。それらの測定結果及び観測結果は現地気象データとして現地気象データ送信部5hから降霜予測装置1の降霜予測演算部1aに送られる。
図2は、降霜予測動作を示すフローチャートである。この図に示すように、降霜予測演算部1aは、まず初期設定として降霜判定条件または降霜判定式のどちらの降霜予測処理を用いて降霜予測を行うかを選択する。本実施形態では、初めに降霜判定条件を用いて降霜予測を行うとする(ステップS1)。
霜を付着させるためのガラスシャーレ(観測対象物)であり、22はガラスシャーレ用台座である。赤外線カメラ20は、ガラスシャーレ21の表面状態を撮影できるように観測小屋23に設置されており、接続ケーブル24によって現地気象データ送信部5hに接続されている。赤外線カメラ20によって得られた画像データは現地気象データ送信部5hから降霜予測演算部1aに送られ、画像処理によって霜が降ったか否かを判定する。
入れておく。これによりガラスシャーレ21の結露を防止し、霜か結露かの誤判断を防ぐことができる。
降霜予測演算部1aは、赤外線カメラ20によって撮影されたガラスシャーレ21の表面状態の画像データを現地気象データ送信部5hから取得する(ステップS20)。ここで、赤外線カメラ20の赤外投光がガラスシャーレ21に反射してハレーションを起こすため、画像データにもハレーションが含まれてしまい、以下の画像処理を行う際に霜の付着と誤判断してしまう恐れがある。そこで、画像データからハレーション部分の切り出しを行う(ステップS20a)。次に、画像データに対して霜が有る部分と霜が無い部分とを区別するために2値化処理を行う(ステップS21)。2値化処理された画像データから霜有り部分と霜無し部分との面積比率を算出する(ステップS22)。次に上記面積比率とあらかじめ設定されている設定値との比較を行い(ステップS23)、面積比率>設定値であれば霜が降ったと判定し(ステップS24)、それ以外では、霜は降らなかったと判定する(ステップS25)。これらの判定結果は降霜観測結果として記憶部1cに記憶され(ステップS26)、予測的中率算出時に利用される。
(1)降霜判定条件として、気温<2°C、気温−3.5°C<露点温度、平均風速<1.5m/s及び相対湿度>85%を全て満足し、加えて気温降下度<−0.2°Cと放射収支<−0.2MJとの両方を満足した時に霜が降ると予測したが、上記の数値に限定されるものではなく、降霜予測対象地域の地形及び気象条件等の様々な特性を勘案して、その地域ごとに最も精度良く降霜予測を行える数値に変更しても良い。
Claims (6)
- ネットワークに接続され、当該ネットワークを介して気象予報データを提供する気象予報サーバと、
降霜予測対象地域に設置され、当該降霜予測対象地域の気象を観測し、観測結果を現地気象データとして送信する現地気象観測装置と、
前記ネットワークに接続され、前記気象予報サーバから提供された前記気象予報データと前記現地気象観測装置から受信した前記現地気象データとに基づいて、前記降霜予測対象地域の降霜予測を行い、当該降霜予測の結果を前記ネットワークを介して提供する降霜予測装置と、
前記ネットワークに接続され、前記降霜予測装置から提供された降霜予測結果を報知するクライアントコンピュータと、を具備し、
前記降霜予測装置は、
前記降霜予測対象地域の気象予報データの内、気温、露点温度、平均風速、相対湿度、気温降下度及び放射収支に関する降霜判定条件を全て満足した場合に、前記降霜予測対象地域における降霜を予測する第1の降霜予測処理と、
前記降霜予測対象地域の気象予報データである気温Ta、相対湿度H、平均風速W、地表温度Tg及び放射収支Ra、並びに当該各気象予報データに関する重み付け係数K1〜K5及び定数Cから降霜判定値Yを求める下記降霜判定式(1)について、前記降霜予測対象地域における複数の現地気象データを判別分析法に基づいて演算処理することにより前記重み付け係数K1〜K5及び定数Cを特定して前記降霜予測対象地域における降霜を予測する第2の降霜予測処理とのいずれか一方を択一的に用いる降霜予測演算部と、
記憶部と、を有し、
前記降霜予測演算部は、
前記第1の降霜予測処理または第2の降霜予測処理のいずれか一方を用いて降霜予測を行う毎に、前記現地気象データと、前記現地気象データを前記降霜判定条件に当てはめて得られた降霜予測結果と前記現地気象観測装置から受信した実際の降霜観測結果とを比較して得られた前記第1の降霜予測処理の予測的中結果と、前記現地気象データを前記降霜判定式に当てはめて得られた降霜予測結果と前記降霜観測結果とを比較して得られた前記第2の降霜予測処理の予測的中結果とを前記記憶部に記憶し、
前記降霜判定式の更新時期が到来した場合、前記記憶部に記憶されている前記現地気象データを判別分析法に基づいて演算処理して前記重み付け係数K1〜K5及び定数Cを新たに特定することにより前記降霜判定式を更新し、
予測的中率算出時期が到来した場合、前記記憶部に記憶されている前記第1の降霜予測処理の予測的中結果と前記第2の降霜予測処理の予測的中結果とを基に、前記第1の降霜予測処理の予測的中率と前記第2の降霜予測処理の予測的中率とを算出し、予測的中率の高い方の降霜予測処理を次回からの降霜予測処理として選択する、
ことを特徴とする降霜予測システム。
Y=K1・Ta+K2・H+K3・W+K4・Tg+K5・Ra+C (1) - 前記降霜判定条件として、気温<2°C、気温−3.5°C<露点温度、平均風速<1.5m/s、相対湿度>85%、気温降下度<−0.2°C、放射収支<−0.2MJを用いることを特徴とする請求項1記載の降霜予測システム。
- 前記降霜予測対象地域に設置されると共に、前記降霜予測演算部による制御の下、前記降霜予測対象地域への降霜が予測された場合に所定の降霜対策を実施する降霜対策装置を具備することを特徴とする請求項1または2に記載の降霜予測システム。
- 前記現地気象観測装置は、所定の観測対象物への霜の付着状態を撮影する降霜観測器を備え、
前記降霜予測演算部は、前記現地気象観測装置から前記観測対象物への霜の付着状態を示す画像データを取得し、当該画像データを2値化処理することによって実際の降霜の有無を判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の降霜予測システム。 - 前記観測対象物に乾燥剤を添加することを特徴とする請求項4記載の降霜予測システム。
- 前記降霜予測演算部は、前記観測対象物の画像データに含まれるハレーションを除去した後に2値化処理を行うことを特徴とする請求項4または5記載の降霜予測システム。
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