一种雪微观观测系统和观测方法与流程

1.本技术涉及气象观测技术领域，尤其涉及一种雪微观观测系统和观测方法。


背景技术：

2.对降雪的观测是气象观测的常规项目，观测要素包括降雪量、积雪深度和雪压。降雪量是指气象观测人员用标准容器将12小时或24小时内采集到的雪化成水后，测量得到的数值，毫米为单位。积雪深度是指积雪表面到地面的垂直深度，以厘米为单位。雪压是指单位水平面上所受到的积雪的重量，单位为千克/平方米。不同的降雪过程，或者同一场降雪过程的不同时段，雪花的形状和尺寸大小均有所不同。雪花形状的形成和温压湿等气象条件密切相关，将雪花形状与气象条件综合分析，对研究形成降雪的机理和形成降雪的气象条件具有重要作用，可以将分析结果应用于降雪预报、云物理研究、人工影响天气等工作中。雪花形状还与雪质相关，研究雪质与冰雪旅游的关系，还可以进行雪质评估，为冰雪旅游提供更好的专业气象服务。但当前的降雪监测设备(例如：cn201594146-一种自动降雪监测装置和cn211554363u-一种陆地水文野外降雪测量仪)不能实现对雪花形状、尺寸等微观特征的观测。而当前的降雪微观观测设备(例如：cn210269631u-便携式降雪颗粒形态观测装置和cn210269630u-可测量冬季降雪微观相态的装置)均需人工操作才能采集观测数据，无法实现降雪的自动接取和雪微观特征的自动拍摄；更无法远程传输观测数据。由于雪的观测环境恶劣，人工采集拍摄，很难实现长期观测，通常难以获得完整的降雪过程的资料；人工观测耗费人力的同时，观测资料的精度、质量也都无法得到保证；且只能单点观测，无法实现多点大范围观测；由于降雪时间的不确定性，人员反应不及时，准备工作繁琐，也无法保证及时观测；由于以上种种限制，从而导致了长期以来一直没有自动对降雪的微观特征进行观测的业务。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种雪微观观测系统和观测方法，能够实现对气象数据和雪微观图像数据的自动采集和远程传输。
4.为达到上述目的，本技术提供一种雪微观观测系统，包括：雪微观观测仪和用于发送采集指令和存储采集数据的观测中心；雪微观观测仪至少包括：防风罩、用于执行采集指令和传输采集数据，并对设备的工作状态进行控制的网络通信控制模块、用于采集气象数据的气象采集设备、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像采集设备和用于采集雪花样本的接取设备；网络通信控制模块、气象采集设备、图像采集设备和接取设备均设置于防风罩内；防风罩开设有一个容纳接取设备获取雪花样本的出口；网络通信控制模块分别与观测中心、气象采集设备、图像采集设备和接取设备通信，其中，采集数据至少包括：气象数据和雪微观图像数据。
5.如上的，其中，防风罩为内部具有安装空腔的矩形体，玻片出口开设于防风罩的右侧上；图像采集设备至少包括：第一固定架、第二固定架、z轴驱动电机、第一丝杆和雪花图
像采集器；z轴驱动电机和雪花图像采集器均与网络通信控制模块通信；第一固定架和第二固定架均设置于防风罩的后侧上，且第二固定架位于第一固定架的下方；z轴驱动电机设置于第一固定架上；第一丝杆的一端与z轴驱动电机连接，另一端与第二固定架转动连接；雪花图像采集器设置于第一丝杆上；接取设备至少包括：第一y轴驱动电机、第三固定架、第二丝杆、第二y轴驱动电机、第三丝杆、第四固定架、x轴驱动电机、第四丝杆、第五固定架、玻片支架和设置有对焦识别点的载玻片；第一y轴驱动电机、第二y轴驱动电机和x轴驱动电机均与网络通信控制模块通信；第一y轴驱动电机设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的前侧的一端，第三固定架设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的后侧的一端，第二丝杆的一端与第一y轴驱动电机连接，另一端与第三固定架转动连接；第二y轴驱动电机设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的前侧的一端，第四固定架设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的后侧的一端，第三丝杆的一端与第二y轴驱动电机连接，另一端与第四固定架转动连接；x轴驱动电机设置于第二丝杆上，且位于靠近防风罩的左侧的一端；第五固定架设置于第三丝杆上，第四丝杆的一端与x轴驱动电机连接，另一端与第五固定架转动连接；玻片支架设置于第四丝杆上，载玻片设置于玻片支架上，载玻片通过玻片出口获取雪花样本。
6.如上的，其中，雪花图像采集器至少包括：采集器镜筒、采集器连接件、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像传感器、滤光片、偏光起偏器、节像镜、环形冷光无影灯和物镜切换转盘；采集器镜筒与采集器连接件连接，采集器连接件与第一丝杆连接；图像传感器设置于采集器镜筒的顶端；图像传感器与网络通信控制模块通信；滤光片设置于采集器镜筒内，且位于图像传感器下方，并与图像传感器同轴对齐；节像镜设置于采集器镜筒内，且位于滤光片下方，并与滤光片同轴对齐；环形冷光无影灯设置于采集器镜筒外侧；偏光起偏器设置于采集器镜筒内，且位于节像镜下方，并与节像镜同轴对齐；物镜切换转盘设置于采集器镜筒的底部，与采集器镜筒转动连接，物镜切换转盘上设置有多个不同倍率的物镜镜头，将选择好的物镜镜头转动至采集器镜筒下方后，选择好的物镜镜头位于偏光起偏器下方，并与偏光起偏器同轴对齐。
7.如上的，其中，雪微观观测仪还包括：用于对载玻片进行清洁的玻片清洁设备；玻片清洁设备设置于防风罩的右侧上，且位于玻片出口的上方；玻片清洁设备与网络通信控制模块通信。
8.如上的，其中，雪微观观测仪还包括：偏光补色设备和照明设备；偏光补色设备和照明设备均与网络通信控制模块通信；偏光补色设备设置于防风罩的底部上，且偏光补色设备的补色片位于雪花图像采集器下方；照明设备设置于防风罩的底部上，且位于补色片的下方；采集雪微观图像数据时，照明设备、偏光补色设备的补色片、载玻片和雪花图像采集器均同轴对齐。
9.如上的，其中，偏光补色设备为电动偏光补色盘；电动偏光补色盘至少包括：补色盘固定件、连接轴、上层补色盘和下层补色盘；补色盘固定件的一端与防风罩的底部连接，另一端与连接轴的一端连接；上层补色盘至少包括：第一转盘旋转驱动电机和上层盘体；第一转盘旋转驱动电机与上层盘体连接；上层盘体设置有上安装孔，上层盘体以上安装孔为中心呈圆周设置多个用于放置补光片的上补光片孔；连接轴贯穿上安装孔，并与第一转盘旋转驱动电机转动连接；下层补色盘至少包括：第二转盘旋转驱动电机、下层盘体、检偏器
和检偏器旋转驱动电机；下层盘体设置有下安装孔，下层盘体以下安装孔为中心呈圆周设置多个用于放置补光片的下补光片孔，连接轴贯穿下安装孔，并与第二转盘旋转驱动电机转动连接，且下层补色盘位于上层补色盘下方；检偏器旋转驱动电机设置于下层盘体上，检偏器设置于多个下补光片孔中的一个内，且与检偏器旋转驱动电机齿轮连接；第一转盘旋转驱动电机、第二转盘旋转驱动电机和检偏器旋转驱动电机均与网络通信控制模块通信。
10.如上的，其中，照明设备为透射冷光照明灯，透射冷光照明灯至少包括：灯筒、遥控光圈、聚光镜、柔光片和冷光源；遥控光圈设置于灯筒顶部，聚光镜设置于灯筒内，位于遥控光圈下方；柔光片设置于灯筒内，位于聚光镜下方，且与聚光镜同轴对齐；冷光源设置于灯筒内，位于柔光片下方，且与聚光镜同轴对齐；灯筒的底部与防风罩的底部连接；冷光源与网络通信控制模块通信。
11.如上的，其中，雪花图像采集器上还设置有用于判断图像传感器当前采集的图像是否清晰的对焦模块，对焦模块分别与x轴驱动电机通信和图像传感器通信。
12.本技术还提供一种雪微观观测方法，包括如下步骤：观测中心向雪微观观测仪发送基础配置请求，雪微观观测仪根据基础配置请求进行基础配置，其中，基础配置至少包括：采集模式和工作状态；采集模式至少包括：自动模式、定时模式和遥控模式；完成基础配置后，观测中心根据采集模式向雪微观观测仪发送采集指令，雪微观观测仪执行采集指令，获得采集数据，并将采集数据发送至观测中心，其中，采集数据至少包括：雪微观图像数据和气象数据；观测中心接收并存储采集数据。
13.如上的，其中，雪微观观测仪获得雪微观图像数据的子步骤如下：t1：获取对焦识别点的图像作为待判断图像；t2：对待判断图像进行分析，获得待判断图像的变化值，执行t3；t3：根据预设的变化值阈值对待判断图像的变化值进行判断，若待判断图像的变化值大于变化值阈值，则重新获取对焦识别点的图像作为待判断图像，执行t2；若待判断图像的变化值小于或等于变化值阈值，则获取xy平面上每个预设采集点的雪微观图像，并将所有的雪微观图像作为雪微观图像数据。
14.本技术实现的有益效果如下：
15.(1)本技术的雪微观观测仪无需人工操作即可获得采集数据，实现雪花样本的自动接取和雪微观特征的自动拍摄，实现气象数据的自动采集，并能将采集数据远程传输至观测中心存储。
16.(2)本技术的雪微观观测仪能够自动清洁载玻片。
17.(3)本技术的雪微观观测系统和观测方法采集前无需繁琐的准备工作，能够及时自动对雪微观特征和气象数据进行采集，能够获得完整的降雪过程的资料，并有效的保证了采集数据的精度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为雪微观观测系统一种实施例的结构示意图；
20.图2为雪微观观测仪一种实施例的结构示意图；
21.图3为雪花图像采集器一种实施例的结构示意图；
22.图4为电动偏光补色盘一种实施例的结构示意图；
23.图5为透射冷光照明灯一种实施例的结构示意图；
24.图6为雪微观观测方法一种实施例的流程图。
具体实施方式
25.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1-2所示，本技术提供一种雪微观观测系统，包括：雪微观观测仪1和用于发送采集指令和存储采集数据的观测中心2；雪微观观测仪1至少包括：防风罩11、用于执行采集指令和传输采集数据，并对设备的工作状态进行控制的网络通信控制模块12、用于采集气象数据的气象采集设备13、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像采集设备14和用于采集雪花样本的接取设备15；网络通信控制模块12、气象采集设备13、图像采集设备14和接取设备15均设置于防风罩1内；防风罩1开设有一个容纳接取设备15获取雪花样本的玻片出口111；网络通信控制模块12分别与观测中心2、气象采集设备13、图像采集设备14和接取设备15通信，其中，采集数据至少包括：气象数据和雪微观图像数据。
27.具体的，设置防风罩11能够有效的防止灰尘进入雪微观观测仪1，也能有效防止雪花样本在采集过程中被外部的风吹走。网络通信控制模块12接收观测中心2发送的采集指令，根据采集指令控制气象采集设备13、图像采集设备14和接取设备15的工作状态，从而实现自动获取采集数据，并将采集数据远程传输至观测中心2存储。其中，工作状态至少包括：设备开启、设备关闭、设备移动次数、设备移动距离、设备拍摄次数等多种工作状态中的一种或多种。
28.进一步的，防风罩11为非透明材料，能够有效地的避免自然光对采集的雪微观图像数据的干扰。
29.进一步的，作为一个实施例，气象采集设备13为气象传感器。
30.进一步的，气象数据至少包括：温度和湿度。
31.进一步的，如图2所示，防风罩11为内部具有安装空腔的矩形体，玻片出口111开设于防风罩11的右侧上。图像采集设备14至少包括：第一固定架141、第二固定架142、z轴驱动电机143、第一丝杆144和雪花图像采集器145；z轴驱动电机143和雪花图像采集器145均与网络通信控制模块12通信；第一固定架141和第二固定架142均设置于防风罩11的后侧上，且第二固定架142位于第一固定架141的下方；z轴驱动电机143设置于第一固定架141上；第一丝杆144的一端与z轴驱动电机143连接，另一端与第二固定架142转动连接；雪花图像采集器145设置于第一丝杆上。接取设备15至少包括：第一y轴驱动电机151、第三固定架152、第二丝杆153、第二y轴驱动电机154、第三丝杆155、第四固定架156、x轴驱动电机157、第四丝杆158、第五固定架159、玻片支架1510和设置有对焦识别点15111的载玻片1511；第一y轴驱动电机151、第二y轴驱动电机154和x轴驱动电机157均与网络通信控制模块12通信；第一
y轴驱动电机151设置于防风罩11的底部上，且位于靠近防风罩11的前侧的一端，第三固定架152设置于防风罩11的底部上，且位于靠近防风罩11的后侧的一端，第二丝杆153的一端与第一y轴驱动电机151连接，另一端与第三固定架152转动连接；第二y轴驱动电机153设置于防风罩11的底部上，且位于靠近防风罩11的前侧的一端，第四固定架156设置于防风罩11的底部上，且位于靠近防风罩11的后侧的一端，第三丝杆155的一端与第二y轴驱动电机154连接，另一端与第四固定架156转动连接；x轴驱动电机157设置于第二丝杆153上，且位于靠近防风罩11的左侧的一端；第五固定架159设置于第三丝杆155上，第四丝杆158的一端与x轴驱动电机157连接，另一端与第五固定架159转动连接；玻片支架1510设置于第四丝杆158上，载玻片1511设置于玻片支架1510上，载玻片1511通过玻片出口111获取雪花样本。
32.具体的，网络通信控制模块12根据采集指令控制x轴驱动电机157开启，x轴驱动电机157驱动第四丝杆158正向转动，第四丝杆158带动玻片支架1510从左到右移动至载玻片1511出露于玻片出口111外，载玻片1511接到雪花样本后，x轴驱动电机157带动第四丝杆158反向转动至玻片支架1510位于预先配置的初始位置后；网络通信控制模块12同时控制第一y轴驱动电机151和第二y轴驱动电机154开启，第一y轴驱动电机151带动第二丝杆153正向转动，第二丝杆153带动x轴驱动电机157沿第二丝杆153向防风罩11的后侧方向滑动至预先配置的初始位置；第二y轴驱动电机154带动第三丝杆155正向转动，第三丝杆155带动第五固定架159沿第三丝杆155向防风罩11的后侧方向滑动至预先配置的初始位置；载玻片155位于雪花图像采集器145下方后，网络通信控制模块12控制z轴驱动电机143开启，z轴驱动电机143驱动第一丝杆144正向转动，由第一丝杆144带动雪花图像采集器145沿第一丝杆144向下滑动至预先配置的初始位置，网络通信控制模块12控制雪花图像采集器145开启，雪花图像采集器145获取雪微观图像数据，并将雪微观图像数据发送至网络通信控制模块12，采集雪微观图像数据的同时，网络通信控制模块12还控制气象采集设备13开启，气象采集设备13对防风罩11外的气象数据(例如：温度数据、湿度数据等)进行采集，并将气象数据发送至网络通信控制模块12，由网络通信控制模块12将气象数据和雪微观图像数据作为采集数据发送至观测中心2。其中，预先配置的初始位置可以为设备安装前，预先在相应的设备中配置好的，也可以为设备安装后，观测中心2通过网络通信控制模块12对相应的设备进行配置的。
33.进一步的，对焦识别点15111设置于载玻片1511的上表面的任意位置上。
34.具体的，对焦识别点15111的尺寸大小根据实际情况而定，本技术优选为等于已知的最小的雪颗粒的大小。
35.进一步的，雪微观图像数据中包括多个雪微观图像。
36.具体的，将放置有雪花样本的载玻片1511划分为n*m格(例如：3*5或9*9等)，网络通信控制模块12根据工作状态控制各设备的移动次数、移动距离和拍摄次数等(例如：控制玻片支架1510前后移动的次数和距离、玻片支架1510左右移动的次数和距离、雪花图像采集器145上下移动的次数和距离、雪花图像采集器145的拍摄次数)，从而获得每格的雪微观图像，并将所有的雪微观图像作为雪微观图像数据。
37.进一步的，如图2和3所示，雪花图像采集器145至少包括：采集器镜筒1451、采集器连接件1452、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像传感器1453、滤光片1454、偏光起偏器1455、节像镜1456、环形冷光无影灯1457和物镜切换转盘1458；采集器镜筒1451与采集
器连接件1452连接，采集器连接件1452与第一丝杆144连接；图像传感器1453设置于采集器镜筒1451的顶端；图像传感器1453与网络通信控制模块12通信；滤光片1454设置于采集器镜筒1451内，且位于图像传感器1453下方，并与图像传感器1453同轴对齐；节像镜1456设置于采集器镜筒1451内，且位于滤光片1454下方，并与滤光片1454同轴对齐；环形冷光无影灯1457设置于采集器镜筒1451外侧；偏光起偏器1455设置于采集器镜筒1451内，且位于节像镜1456下方，并与节像镜1456同轴对齐；物镜切换转盘1458设置于采集器镜筒1451的底部，与采集器镜筒1451转动连接，物镜切换转盘1458上设置有多个不同倍率的物镜镜头14581，将选择好的物镜镜头14581转动至采集器镜筒1451下方后，选择好的物镜镜头14581位于偏光起偏器1455下方，并与偏光起偏器1455同轴对齐。
38.具体的，当雪花图像采集器145位于预先配置的初始位置后，网络通信控制模块12控制图像传感器1453开启，图像传感器1453获取雪微观图像数据，并将雪微观图像数据发送至网络通信控制模块12。采集器镜筒1451起承载作用，用于连接图像传感器1453、滤光片1454、偏光起偏器1455、节像镜1456、环形冷光无影灯1457和物镜切换转盘1458。图像传感器1453具有成像功能，用于采集雪花样本的雪微观图像数据，其中，雪微观图像数据为能够展示雪花样本形状、尺寸等微观特征的图像数据，雪花样本的形状包括：针状、柱状、星形、哑铃状、冠柱状、星盘状、六角形、片状和六面体等。偏光起偏器1455与检偏器1753配合使用，实现图像偏振光采集效果。滤光片1454用于过滤杂光，从而使图像传感器1453成像更清晰。节像镜1456用于令雪花图像采集器145能够适应无限远镜头。环形冷光无影灯1457用于对焦照明和明场拍摄。物镜镜头14581为定倍镜头，视野大小固定，便于测量物体大小，本技术的物镜镜头14581包括4种不同倍率，4种不同倍率为1倍、2倍、4倍(或5倍)、10倍。物镜切换转盘1458用于切换物镜镜头14581。
39.进一步的，如图3所示，作为一个实施例，环形冷光无影灯1457设置于采集器镜筒1451外侧，且位于节像镜1456和物镜切换转盘1458之间或下方。
40.进一步的，如图2所示，雪微观观测仪1还包括：用于对载玻片1511进行清洁的玻片清洁设备16；玻片清洁设备设置于防风罩11的右侧上，且位于玻片出口111的上方；玻片清洁设备16与网络通信控制模块12通信。
41.具体的，载玻片1511获取雪花样本之前和/或获得采集数据后，网络通信控制模块12控制玻片清洁设备16开启，对移动至玻片清洁装置16下方的载玻片1511进行清洁。其中，作为一个实施例，玻片清洁设备16为现有设备，例如：专利号为zl202121476076.3的一种云室玻片自动清理装置，通过常规手段将该装置安装于防风罩11的右侧，且位于玻片出口111的上方的位置即可。
42.进一步的，如图2所示，雪微观观测仪还包括：偏光补色设备17和照明设备18；偏光补色设备17和照明设备18均与网络通信控制模块12通信；偏光补色设备17设置于防风罩11的底部上，且偏光补色设备17的补色片171位于雪花图像采集器145下方；照明设备18设置于防风罩11的底部上，且位于补色片171的下方；采集雪微观图像数据时，照明设备18、偏光补色设备17的补色片171、载玻片1511和雪花图像采集器145均同轴对齐。
43.具体的，照明设备18、偏光补色设备17的补色片171、载玻片1511和雪花图像采集器145均同轴对齐后，网络通信控制模块12控制偏光补色设备17和照明设备18开启。
44.进一步的，如图4所示，偏光补色设备17为电动偏光补色盘；电动偏光补色盘至少
包括：补色盘固定件172、连接轴173、上层补色盘174和下层补色盘175；补色盘固定件172的一端与防风罩11的底部连接，另一端与连接轴173的一端连接；上层补色盘174至少包括：第一转盘旋转驱动电机1741和上层盘体1742；第一转盘旋转驱动电机1741与上层盘体1742连接；上层盘体1742设置有上安装孔，上层盘体1742以上安装孔为中心呈圆周设置多个上补光片孔17421；连接轴173贯穿上安装孔，并与第一转盘旋转驱动电机1741转动连接；下层补色盘175至少包括：第二转盘旋转驱动电机1751、下层盘体1752、检偏器1753和检偏器旋转驱动电机1754；下层盘体1752设置有下安装孔，下层盘体1752以下安装孔为中心呈圆周设置多个下补光片孔17521，连接轴173贯穿下安装孔，并与第二转盘旋转驱动电机1751转动连接，且下层补色盘175位于上层补色盘174下方；检偏器旋转驱动电机1754设置于下层盘体1752上，检偏器1753设置于多个下补光片孔17521中的一个内，且与检偏器旋转驱动电机1754齿轮连接；第一转盘旋转驱动电机1741、第二转盘旋转驱动电机1751和检偏器旋转驱动电机1754均与网络通信控制模块12通信。
45.具体的，连接轴173上设置有传动齿轮1731，第一转盘旋转驱动电机1741和第二转盘旋转驱动电机1751通过传动齿轮1731与连接轴173传动连接。上补光片孔17421和下补光片孔17521的具体个数根据实际需求而定，本技术优选为4个，上补光片孔17421和下补光片孔17521根据需求设置需要的补光片、滤色片、偏光片、暗场环等功能配件。网络通信控制模块12控制第一转盘旋转驱动电机1741带动上层补色盘174转动至选择的补光片171位于雪花图像采集器145下方。网络通信控制模块12控制第二转盘旋转驱动电机1751带动下层盘体1752转动。网络通信控制模块12控制检偏器旋转驱动电机1754带动检偏器1753转动。偏光起偏器1455与检偏器1753配合使用，实现图像偏振光采集效果。
46.进一步的，如图5所示，照明设备18为透射冷光照明灯，透射冷光照明灯至少包括：灯筒181、遥控光圈182、聚光镜183、柔光片184和冷光源185；遥控光圈182设置于灯筒181顶部，聚光镜183设置于灯筒181内，位于遥控光圈182下方；柔光片184设置于灯筒181内，位于聚光镜183下方，且与聚光镜183同轴对齐；冷光源185设置于灯筒181内，位于柔光片184下方，且与聚光镜183同轴对齐；灯筒181的底部与防风罩11的底部连接；冷光源185与网络通信控制模块12通信。
47.具体的，透射冷光照明灯用于实现透射光照明，网络通信控制模块12控制冷光源185开启。遥控光圈182具有使光束角度变小，增加清晰范围的作用。聚光镜183具有使光线更足的作用。
48.进一步的，雪花图像采集器145上还设置有用于判断图像传感器1453当前采集的图像是否清晰的对焦模块，对焦模块分别与x轴驱动电机157通信和图像传感器1453通信。
49.具体的，作为一个实施例，当雪花图像采集器145移动至预先配置的初始位置后，图像传感器1453对当前物镜镜头14581下的对焦识别点的图像进行采集，作为判断图像，并将判断图像发送至对焦模块，由对焦模块对判断图像进行分析，若判断图像的分析结果为虚化，则对焦模块向x轴驱动电机157发送调整指令，x轴驱动电机157根据调整指令驱动第一丝杆144转动至调整位置，再次采集新的判断图像进行分析，直到获得图像数据为止；若判断图像的分析结果为清晰，则在xy平面上平移载波片1511至多个预先设定的采集点，采集每个采集点上的雪微观图像，并将所有雪微观图像作为雪微观图像数据回传至观测中心2。其中，载玻片1511通过xy方向的平移到达设定的采集点，即：x轴驱动电机157根据工作状
态中预设的设备移动次数和设备移动距离控制载玻片1511在x轴方向的平移；第一y轴驱动电机151和第二y轴驱动电机154根据工作状态中预设的设备移动次数和设备移动距离控制载玻片1511在y轴方向的平移。
50.作为另一个实施例，对焦模块设置于观测中心2中，当雪花图像采集器145移动至预先配置的初始位置时，图像传感器1453对当前物镜镜头14581下的对焦识别点的图像进行采集，作为判断图像，并通过网络通信控制模块12将判断图像发送至对焦模块，由对焦模块对判断图像进行分析，若判断图像的分析结果为虚化，则对焦模块通过网络通信控制模块12控制x轴驱动电机157进行位置调整，x轴驱动电机157驱动第一丝杆144转动至调整位置后，再次采集新的判断图像进行分析，直到获得图像数据为止；若判断图像的分析结果为清晰，则在xy平面上平移载波片1511至多个预先设定的采集点，采集每个采集点上的雪微观图像，并将所有雪微观图像作为雪微观图像数据回传至观测中心2。其中，载玻片1511通过xy方向的平移到达设定的采集点，即：x轴驱动电机157根据工作状态中预设的设备移动次数和设备移动距离控制载玻片1511在x轴方向的平移；第一y轴驱动电机151和第二y轴驱动电机154根据工作状态中预设的设备移动次数和设备移动距离控制载玻片1511在y轴方向的平移。
51.如图6所示，本技术还提供一种雪微观观测方法，包括如下步骤：
52.s210：观测中心向雪微观观测仪发送基础配置请求，雪微观观测仪根据基础配置请求进行基础配置，其中，基础配置至少包括：采集模式和工作状态；采集模式至少包括：自动模式、定时模式和遥控模式。
53.具体的，自动模式：观测中心2根据设置的人工任务单或实时的天气预报信息，进行自动唤醒，唤醒后，观测中心2自动向雪微观观测仪1发送采集指令。
54.遥控模式：由工作人员从观测中心2远程向雪微观观测仪1发送采集指令。
55.定时模式：观测中心2根据设置的时间，进行自动唤醒，唤醒后，观测中心2自动向雪微观观测仪1发送采集指令。
56.其中，工作状态至少包括：设备开启、设备关闭、设备移动次数、设备移动距离、设备拍摄次数等多种工作状态中的一种或多种。
57.s220：完成基础配置后，观测中心根据采集模式向雪微观观测仪发送采集指令，雪微观观测仪执行采集指令，获得采集数据，并将采集数据发送至观测中心，其中，采集数据至少包括：雪微观图像数据和气象数据。
58.s230：观测中心接收并存储采集数据。
59.进一步，雪微观观测仪获得雪微观图像数据的子步骤如下：
60.t1：获取对焦识别点的图像作为待判断图像。
61.具体的，当雪花图像采集器145移动至预先配置的初始位置后(雪花图像采集器145根据所用物镜镜头14581的物镜景深范围确定移动至初始位置的移动距离)，图像传感器1453获取当前物镜镜头14581下的对焦识别点的图像作为待判断图像。
62.t2：对待判断图像进行分析，获得待判断图像的变化值，执行t3。
63.具体的，对焦模块对待判断图像进行分析，获得待判断图像的变化值。
64.t3：根据预设的变化值阈值对待判断图像的变化值进行判断，若待判断图像的变化值大于变化值阈值，则重新获取新的对焦识别点的图像作为待判断图像，执行t2；若待判
断图像的变化值小于或等于变化值阈值，则获取xy平面上每个预设采集点的雪微观图像，并将所有的雪微观图像作为雪微观图像数据。
65.具体的，对焦模块根据预设的变化值阈值对待判断图像的变化值进行判断，若待判断图像的变化值大于变化值阈值，则通过图像传感器1453重新获取新的对焦识别点的图像作为待判断图像，执行t2。
66.作为一个实施例，雪花图像采集器145沿第一丝杆144下移一定距离后，通过图像传感器1453重新获取新的对焦识别点的图像作为待判断图像，其中，根据所用物镜镜头14581的物镜景深范围确定雪花图像采集器145需要下移的移动距离。
67.若待判断图像的变化值小于或等于变化值阈值，则在xy平面上平移载波片1511至多个预先设定的采集点，采集每个采集点上的雪微观图像，并将所有雪微观图像作为雪微观图像数据回传至观测中心2。
68.本技术实现的有益效果如下：
69.(1)本技术的雪微观观测仪无需人工操作即可获得采集数据，实现雪花样本的自动接取和雪微观特征的自动拍摄，实现气象数据的自动采集，并能将采集数据远程传输至观测中心存储。
70.(2)本技术的雪微观观测仪能够自动清洁载玻片。
71.(3)本技术的雪微观观测系统和观测方法采集前无需繁琐的准备工作，能够及时自动对雪微观特征和气象数据进行采集，能够获得完整的降雪过程的资料，并有效的保证了采集数据的精度。
72.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，本技术的保护范围意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术保护范围及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。