为弥补“天气现象视频智能观测仪”在云状识别中存在的纯视觉观测局限,以2023年5月1日至2024年4月30日张掖国家气候观象台试验外场的毫米波云雷达、全天空成像仪等器测数据为基础,结合人工观测云状记录及地面自动站气象资料,构建多源融合的人工智能(Artificial Intelligence,AI)云状识别样本库。选取多种类型机器学习算法开展训练与性能评估,结果表明,支持向量机模型在综合识别精度与稳定性方面表现最佳,可实现对卷积云、卷云、高积云、高层云、雨层云、层云、层积云、积雨云、积云9种云状及降水天气的自动识别。通过4个典型日云分类个例的验证显示,模型能精准识别多层云结构,识别结果与人工观测高度一致。本文在数据集构建的多源融合性及算法适配性方面均有明显改进,云状识别种类增加33%,准确率提升15%。