观天测云，明辨天象。从远古先民到古代天文学家，古人仰观苍穹，探索天际的奥秘始终是不懈的追求，他们通过观天以定农时、测吉凶、指引劳作，在有限的条件下记录天空的云卷云舒。在古代，朝廷设有专门机构，如“太史令”“钦天监”“司天监”等，所观结果会载入正史供后人参考；《梦溪笔谈》《新仪象法要》等书中，也详细描述了该如何识别云气运行。
 
       岁月流转，科技迭代。步入现代文明，观天手段已从人眼观测迈向智能感知。现代社会对天空监测的精准度、实时性、全面性提出了更高要求。山东仁科在深入实地调研和系统分析客户需求的基础上，利用物联网、大数据、云平台等技术，自主研发了全天空成像仪。设备能够实现24小时不间断的云量监测，并自动生成天空全景图。
 
       全天空成像仪是一款全天候、自动化的天空云量观测仪器，设备主要由光学镜头、滤光片、光电传感器、GPS天线、视觉处理设备等部件构成，整机采用喷塑钣金外壳，防尘防水，在雨雪雾晴等复杂天气条件下能持续稳定运行，且无需人工值守即可实现对天空云量、云状、云高等天空状态的实时监测与数据输出。
 
       凭借出色的观测能力，全天空成像仪在多领域得到了广泛应用。目前，全天空成像仪已经为气象观测、环境监测、气候学研究、太阳能应用（如功率预测）、农林生态等领域提供了可靠的数据保障。
   
       全天空成像仪具备先进的技术设计与丰富的功能配置，通过高性能图像采集、低温环境适应、选配GPS定位模块以及外接RS485下行通讯接口等功能，确保了数据的清晰、稳定与完整。
   
       高性能图像采集技术是全天空成像仪监测天空信息、保障监测数据质量的基础。全天空成像仪集成了先进的图像采集技术，能够在复杂环境下，持续获取高质量的天空图像数据。
 
高品质CMOS芯片，成像清晰稳定
 
       全天空成像仪配备高品质的CMOS感光芯片，是图像采集的核心部件，CMOS感光芯片具备优异的感光性能，能够在不同光照条件下监测天空细节，同时，信号转换精度高，可避免图像失真和噪点过多等问题，确保成像效果的一致性与可靠性。

 
抗干扰设计，保障数据准确
 
       全天空成像仪内置屏蔽层，强化了设备的抗干扰能力，保障成像的准确性。全天空成像仪通常在户外环境中工作，周边存在的电磁信号、环境杂光等多种干扰因素，影响芯片的信号采集与传输，屏蔽层能够阻隔外部干扰，确保芯片能够专注于监测天空本身的光学信息，输出准确成像结果。

 
成像范围广，180°超广视角成像

       全天空成像仪具备180°超广视角成像能力，无太阳遮挡装置，能够全面监测天空区域。在使用过程中，用户不用多次调整安装角度或移动设备就能实现对全天空景象的一次性完整监测，避免因视野局限导致天空区域遗漏，满足气象监测、环境观测等领域对天空整体状况进行全面监测的基础需求。

 
两种采集模式，高效便捷
 
       全天空成像仪支持两种图像采集模式，分别是自动采集模式和平台/APP远程控制采集模式。
 
       自动采集模式具备较高的灵活性和自主性，用户可以根据监测任务的具体要求，设定每组工作时段的起始时间和结束时间，在设定时段内，全天空成像仪会自动按照预设的参数开展不间断的采集工作，无需人工干预，降低了运维成本。

 
       在平台/APP远程控制采集模式下，用户只需通过平台或移动APP即可远程向设备发送采集指令，实现即时采集，提升了使用的便捷性和应急响应能力。
 
       全天空成像仪自动采集模式的采集间隔默认固定为300秒，可适配常规监测需求，用户也可按需自主调整，最短可设30秒，满足特殊监测需求，提升场景适配能力，为精准分析提供高时效影像数据支持。
         全天空成像仪内置自加热功能模块，可根据外界环境温度的变化自动工作，无需人工干预。当外界温度降低到可能影响设备正常运行的阈值时，自加热模块会快速产生热量，维持设备内部核心元件的温度在合理范围内，确保设备的关键部件能正常运转，在各类低温环境下的监测工作都不会中断。

 
       用户可根据实际应用需求，选配GPS定位模块，提升对天空观测的准确度和专业性，弥补了传统天空观测设备在方位定位上的不足。全天空成像仪搭配GPS模块之后，能够向云平台上传精准的经纬度信息，云平台自动计算“太阳高度角、方位角、日出日落时刻”，以此确定太阳位置，对天空图像进行地理标定，拓展了全天空成像仪的应用场景，增强数据的实用价值。

   
       全天空成像仪具备灵活的功能扩展能力。通过选配RS485下行通讯接口，全天空成像仪可直接对接温湿风压、辐射等多种不同类型的气象传感器。
       这项功能打破了传统单一监测设备的功能局限，实现了一机多用的效果，降低了设备日常维护、检修以及后续更新换代过程中的各项成本。
 
       全天空成像仪支持通过4G无线传输和以太网有线传输两种方式连接云平台。用户可根据监测站点的实际环境条件自主选择合适的传输方式，采集到的全天空监测数据会实时、准确地传输至专用的云端服务平台。
 
       云端服务平台可将“全天空成像仪”拍摄上传的360°天空全景图像利用图像处理算法拼接转换为“天空全景长方图”，同时依托专业的云检测算法生成两种图像的量化分析图，得出“总云量、厚云量、薄云量、云量等级、云量等级类型、云状、云轨迹、太阳遮挡状态、图像亮度”等量化数据供用户参考。

 
1云量分析
 
       云端服务平台可依托专业算法，计算某一时刻云况图像中“薄云、厚云、蓝天”的分量占比，并生成云量占比图；还可统计不同时段云况图像的云量变化，生成云量曲线图；云端服务平台采用八分制对当前云量进行晴天、少云、局部多云（散云）、多云、阴天的等级划分，并生成云量等级类型图，方便用户快速预览。

 
2云状分析
 
       云端服务平台可对某一时刻云况图像中的云的“形状、尺度、结构”等外形特征进行识别，将当前云况分为“积云、积雨云、层积云、层云、雨层云、高层云、卷云、卷层云、卷积云”等不同类型，并统计不同时段云况图像的云状变化，生成云状分析图，方便用户快速预览。

 
3云量轨迹
 
       云端服务平台可将不同时段的“360°天空全景原图、360°天空全景分析图、天空全景长方原图、天空全景长方分析图”按照时间进度进行播放，以此方便用户分析云的轨迹变化，确定云的走向，预测太阳被云遮挡的情况。
 
4历史数据查询
 
       云端服务平台支持对不同时刻的“总云量、云量等级、云量等级类型、云状、太阳遮挡 状态、图像亮度、太阳高度角、方位角、日出日落时刻、气象数据”进行查询、导出、生成曲线，为事后溯源提供数据支撑。还支持对不同的“360°天空全景原图、360°天空全景分析图、天空全景长方原图、天空全景长方分析图”进行查询、下载。
 
5多种报警方式
 
       支持微信、短信、邮件、语音等告警方式实现“云量覆盖率预警提醒”，系统可设置云量预警阈值，当满足预警条件后，系统自动向指定用户推送微信预警信息，方便用户及时作出应对措施，起到预防预警的作用。
   
       01安装前：安装前确保设备水平稳定安装，安装位置应选择在“空旷且仰视视野较大”的地段，尽可能避免周围有遮挡物的区域；为避免设备拍摄照片不清晰，安装时要检查摄像头保护罩洁净情况，如有污渍可用软布（眼镜布）清洁。
 
       02安装时：安装时需注意天空成像仪带N字标识的一侧指向正北方，以确保拍摄的“360°天空全景图像”正上方为北；GPS选型的设备把GPS天线接好吸附到对应立杆上即可。
 
       03安装后：安装后可连接蓝牙配置APP手动拍一张照片，根据照片检查安装高度、检测距离是否符合全天空摄像机成像要求。
 
全天空成像仪安装支架

 
       为满足客户的不同安装需求，全天空成像仪支持抱杆横梁支架、立柱转接件、气象站立杆专用横臂、杆顶抱合座四种安装支架，用户可以依据实际情况自行选择。
 
       从古代钦天监的人工值守到如今全天空成像仪的全天候自主监测，从《梦溪笔谈》的文字记载到云端平台的量化分析图谱，人类观天之心从未改变。山东仁科研发的全天空成像仪使天空云量的变化被准确监测，实时、精准的云观测数据，能直接应用于多个气象服务领域，为其提供了高质量、标准化的长序列云观测数据，为应对气候变化、保障生态安全、助力产业升级提供了坚实的气象数据保障。