新型自动气象站实用手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中国气象局气象探测中心 著

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出版社： 气象出版社

ISBN：9787502963439

商品编码：28916841468

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：新型自动气象站实用手册

定价：60.00元

作者：中国气象局气象探测中心

出版社：气象出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787502963439

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本手册以地面气象观测台站应用的观测设备为背景，结合地面气象观测自动化的业务要求和技术特点编写而成。本手册共两篇八章，篇为地面气象观测系统基础知识，第二篇为地面气象观测系统实用技术。本手册主要内容包括传感器、综合集成硬件控制器、新型自动气象站和气象辐射观测系统等设备的组成结构、主要功能、工作原理、技术参数、安装要求、检测维护和日常维护等技术内容。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《全球气候变化背景下的现代环境监测技术前沿》 图书简介 本书深入探讨了在全球气候变化日益严峻的背景下，现代环境监测技术所面临的挑战、最新的发展趋势以及实际应用的前沿实践。全书立足于宏观的环境科学视野，聚焦于高精度、高时效性环境参数的获取、处理与分析，旨在为环境科学研究人员、气象数据分析师、环境工程师以及相关领域政策制定者提供一套系统、前沿的技术参考与理论支撑。 第一部分：全球环境变化与监测需求升级 气候变化已不再是遥远的预测，而是深刻影响全球生态系统、水资源分布、农业生产乃至人类健康的基础性挑战。本部分首先梳理了当前全球气候变化的核心特征，包括极端天气事件频率的增加、区域性极端温度的常态化、海平面上升的加速以及生物多样性对环境压力的反馈机制。 在此基础上，本书详细分析了传统环境监测体系的局限性。传统的固定站点监测在空间覆盖的密度和时间分辨率上，已难以满足对快速、局地化环境突变事件（如局地强对流天气、突发性空气污染扩散）的实时响应需求。因此，对新一代环境监测系统的需求焦点转向了：高空间分辨率、实时动态追踪能力和多参数集成化。 第二部分：先进传感器与数据采集技术的革命 环境监测的基石是数据的准确采集。本部分将焦点放在了推动新一轮监测革命的核心技术——先进传感器与数据采集系统上。 1. 遥感技术在环境监测中的突破： 本书详尽介绍了新一代对地观测卫星（如高光谱成像卫星、合成孔径雷达SAR）在获取大范围、连续性环境数据方面的能力。重点阐述了如何利用遥感技术反演地表温度（Land Surface Temperature, LST）、植被指数（如NDVI的升级应用）、大气温室气体浓度（特别是CH4和CO2的精细化反演模型），以及地表形变监测（InSAR技术在滑坡、地面沉降监测中的应用）。我们深入探讨了不同遥感平台（光学、热红外、微波）在复杂气象条件下的数据校正与融合策略。 2. 固态与分布式传感网络： 针对地面监测的精度提升，本书详细介绍了基于MEMS（微机电系统）技术的低成本、高密度的固态传感器集群。这些传感器在空气质量（PM2.5、臭氧、NOx等）、水质参数（pH、电导率、溶解氧）的实时、就近监测中发挥着关键作用。重点讨论了如何构建异构传感器的融合网络（Sensor Fusion），以克服单个低成本传感器精度波动大的问题，实现区域平均值的可靠估计。此外，分布式温度传感（DTS）技术在监测森林火灾前兆和地下管道泄漏中的应用案例被作为典型案例分析。 3. 无人平台（UAVs）的集成应用： 无人机技术已成为连接卫星宏观视角与地面精细测量的桥梁。本书深入分析了搭载多光谱、激光雷达（LiDAR）和特定气体传感器的无人机平台，如何在农田墒情评估、城市热岛效应研究、小型流域水文参数快速调查中实现作业效率的指数级提升。我们讨论了无人机作业中的飞行规划优化算法，以及如何将实时采集的数据无缝接入云端处理流程。 第三部分：大数据、云计算与环境数据智能分析 海量、多源、异构的环境数据对传统的统计分析方法提出了严峻挑战。本部分聚焦于数据处理与智能分析的前沿方法。 1. 云计算与边缘计算在环境数据流中的部署： 现代环境监测系统生成的数据量巨大，数据预处理和初级分析必须靠近数据源头进行。本书系统阐述了边缘计算（Edge Computing）在降低数据传输延迟、实现灾害预警快速响应中的作用。同时，详细介绍了基于云计算平台（如AWS, Azure, 阿里云）构建弹性、可扩展的环境数据仓库和高性能计算（HPC）环境的方法论，重点关注大规模空间时间序列数据的存储和检索优化。 2. 机器学习与深度学习在环境预测中的应用： 本书提供了环境科学领域中应用深度学习的实战案例。重点讨论了卷积神经网络（CNN）在图像识别（如云图分类、地表覆盖变化识别）中的应用，以及长短期记忆网络（LSTM）和图神经网络（GNN）在复杂时序预测模型（如区域降水预测、污染物扩散路径模拟）中的建模优势。不同于传统数值模型的迭代，本书强调了数据驱动模型在校准模型不确定性、提高短期预测精度方面的潜力。 3. 数据同化与不确定性量化： 环境监测的最终目的是提高预测和决策的可靠性。本书详细介绍了卡尔曼滤波（Kalman Filtering）及其扩展形式（Ensemble Kalman Filter, EnKF）在融合实时观测数据与数值模拟结果中的技术细节。强调了对监测数据和模型输出进行系统性的不确定性量化（Uncertainty Quantification, UQ）的重要性，为决策者提供基于风险的评估依据。 第四部分：系统集成与未来展望 本书的最后一部分着眼于构建一个高效、自主运行的未来环境监测生态系统。 1. 监测系统的互操作性与标准化： 讨论了不同监测系统之间（如地面站、浮标、卫星系统）数据格式和通信协议的标准化挑战。介绍了诸如OGC（开放地理空间信息联盟）标准在环境数据共享中的应用，以确保数据的无缝集成和跨部门利用。 2. 自主化与可维护性设计： 探讨了如何通过引入物联网（IoT）管理协议和预测性维护算法，提高无人值守监测站点的运行效率和平均无故障时间（MTBF）。涵盖了系统自诊断、远程固件更新以及基于能耗优化的数据传输策略。 总结 《全球气候变化背景下的现代环境监测技术前沿》不仅仅是对现有技术的罗列，更是对未来环境科学数据基础设施构建的一次系统性思考。它旨在桥接基础科学研究与工程实践之间的鸿沟，推动环境监测向更智能、更精细、更及时的方向发展，为人类有效应对气候变化提供坚实的技术支撑。本书内容涵盖了从底层传感器原理到顶层智能决策支持的完整技术链条，是环境领域专业人士不可或缺的参考指南。

评分☆☆☆☆☆

从装帧和纸张质量来看，这本书显然是按照长期使用和频繁查阅的标准来制作的。纸张厚实，不易反光，即使用在野外光线不佳的环境下长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。装订工艺也非常结实，我多次将它平铺在工作台上进行比对操作，也没有发现任何松脱的迹象。这种对细节的重视，间接反映了作者对内容质量的自信。这本书的叙事风格非常直接，没有过多的寒暄或文学性的渲染，每一句话似乎都承载着确切的技术信息或操作指南，做到了真正的“言之有物”。它更像是一套经过千锤百炼的工程标准文件，而不是一本轻松的科普读物，这正是我作为技术人员所需要的——高效、准确、直击核心。它绝对是我书架上必备的一本工具书，未来很长一段时间内，我都会依赖它来指导我的日常工作和学习。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简约而专业，黑白为主色调，配上几个精准的图标，一下子就让人感觉内容扎实可靠。我原本对气象站的了解仅限于电视新闻里播报的那些数据，对背后的技术细节一窍不通。但拿到这本手册后，那种陌生的感觉很快就被一种探索的乐趣取代了。里面的插图和流程图绘制得非常清晰，即便是像我这样的“小白”，也能大致理解一个完整的自动气象站是如何从硬件选型、传感器布设到最终数据采集和传输这一整套流程的。特别是关于不同类型传感器的对比分析部分，写得极为细致，从精度、响应时间到维护成本都有详细的权衡，这对于初次接触或计划升级设备的单位来说，简直就是一份宝贵的采购指南。我特别欣赏作者在理论阐述和实际操作之间的平衡把握，不是干巴巴的公式堆砌，而是紧密结合实际应用场景来讲解，读起来既有深度又不失趣味性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事环境监测工作的人员，我最关心的是设备的长期稳定运行和故障排查。这本书在“系统维护与故障诊断”这部分展现出了极高的实用价值。它不仅列举了常见故障现象，比如数据漂移、通信中断等，更重要的是，它提供了一套结构化的排查思路和解决方案。例如，针对传感器“低漂移”问题，作者不仅指出了可能的原因（如防潮处理不当），还直接给出了具体的电路板级别或软件层面的调试步骤建议，这比市面上很多厂商提供的模糊说明书要具体得多。我尤其欣赏其中关于电源管理和数据备份策略的章节，在偏远地区进行无人值守监测时，这些细节往往决定了项目能否长期成功。它仿佛是有一位经验丰富的老工程师坐在你旁边，手把手地教你如何“对症下药”，让人感到无比踏实。

评分☆☆☆☆☆

翻开内页，首先映入眼帘的是对气象要素测量原理的深入剖析，这部分内容简直是教科书级别的严谨。它没有止步于告诉你“温度计测温”，而是详细解释了铂电阻、热敏电阻等不同测温元件在不同环境下的物理特性和电子学转换过程。我印象最深的是关于风速风向仪的数据校准章节，那里面用大量的图表和数学模型展示了如何消除地形和障碍物对测量结果的干扰，这对于在复杂地形如山区或城市峡谷中部署气象站的用户来说，价值无可估量。语言上，作者采用了非常精准的专业术语，但同时又辅以大量的脚注和侧边解释，使得即便是需要快速查阅具体参数的工程师，也能迅速定位所需信息，而不需要花费大量时间去理解冗余的背景知识。这本书的排版也相当用心，逻辑层次分明，章节之间的跳转非常流畅，让人愿意一页一页地读下去，而不是把它当作一本工具书束之高阁。

评分☆☆☆☆☆

这本书在数字化和智能化集成方面的探讨，完全跟上了时代步伐。我原以为一本“实用手册”会更多地聚焦于传统的物理观测方法，但没想到它花费了相当大的篇幅来介绍物联网（IoT）技术在新型自动气象站中的应用。从MQTT协议在数据传输中的优化，到云平台的数据可视化和远程控制接口的搭建，都有详尽的描述。特别是关于如何利用边缘计算对原始数据进行初步清洗和预处理的案例分析，极大地拓宽了我的思路——原来气象站不再仅仅是数据的采集端，更可以成为一个智能的前端分析节点。对于我们这种希望将传统观测网络升级为现代化、高效率监测体系的单位来说，这本书简直就是一份转型路线图。它不仅仅教授了“如何做”，更启发了我们“可以怎么做得更好”。