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气象信息方面论文参考文献范文 跟数据图像处理技术在气象信息方面的应用分析类论文范文素材

分类:毕业论文 原创主题:气象信息论文 发表时间: 2024-02-04

数据图像处理技术在气象信息方面的应用分析,本文是气象信息方面自考毕业论文范文和气象信息和气象信息方面和图像处理类自考开题报告范文.

摘 要:利用WEBGIS气象数据查询界面和气象信息共享系统,将工作中的数据图形化显示并结合综合查询和统计工具有机融合,可实现用户按照特定需求访问系统,完成一些WEBGIS特定的功能.本文分析了系统特定功能数字图像处理技术、信息动态及信息处理方面的应用情况,有利于气象信息中心各项工作的开展和相关资料的应用分析.

关键词:数据图像;气象信息;应用分析

数字图像处理及应用技术是近年以来蓬勃发展的一门新兴学科,内容涉及信息科学、计算机科学、数学、物理学以及生物学等科目.随着计算机技术及VLSI(超大规模集成电路)的发展,数字图像处理技术也日趋完善,并越来越广泛地应用于气象信息、空间探测、遥感、生物医学、人工智能及工业检测等许多领域[1].

数字图像处理及分析应用技术在气象信息方面的基本内容包括两大部分(见图1),一部分是通常所指的图像处理,包括预处理(辐射校正、几何校正等);常规处理(放大、漫游、直放图拉伸、算术运算、恢复、增强等)以及特征提取(边缘检测、分类等).另一方面是通常所谓的模式识别与判读,包括模式分类(识别所提取的特征归属已知的那一类模式)及结构描述(对模式信息进行简明的描述和说明).近年来,专家们把气象应用模式分类和结构描述称为气象数字图像分析,所以也有把气象数字图像处理系统称为气象数字图像分析系统.

1气象数字图像恢复

气象数字图像恢复是把一幅失真了的气象数字图像经处理恢复其本来面目的过程称气象数字图像恢复.在气象应用中的卫星云图未经恢复处理以前是有辐射失真和几何畸变的,可见光云图的亮度反映了目标的反照率的强弱,红外云图的亮度反映了目标的温度分布,为了得到温度-亮度温度值,以及多幅云图作拼图处理之前,必须进行辐射校正.辐射校正也称定标工作.由于气象观测与预报工作和地理位置密切相关,为此必须进行几何校正,为了和地图或天气图对比,需作地图投影变换,称配准或网格定位工作,也属于几何校正范围.在坐标变换后要进行图像数据重新采样等.这些恢复处理也叫图像预处理.目前卫星的预处理都由地面站图像和数据处理系统完成.随着VLSL器件的发展,特别是功耗低、体积小、重量轻、成本低的一维和二维信号处理功能块的出现,在卫星上进行预处理是有可能实现的.

1.1辐射校正

对由卫星发回的可见光云图进行亮度定标,对红外云图进行热定标,设i为太阳天顶角,补偿后的亮度值等于原来的亮度值/cosi,因为在近红外波段中大气散射近与零,所以最简便和最常用的方法是根据直方图中的最小值情况进行校正,用条带或漏行的相邻两行扫描图像亮度的平均值插入.

1.2几何校正

根据轨道参数及HRPT(高分辨率图像传输)中的时间码以及卫星运动方程,算出每个图像数据点的经纬度.常用的标准投影图有等矩形、麦卡托、密勒、心射切面等几种,可根据待配准的天气图或精度要求选择投影坐标.然后在已经过地理定位的云图上加上地图和经纬网格.在加了网格地图的云图上再采用控制点校正可以大大提高定位精度.用坐标映射法建立多项式变换进行校正,用3个控制点可找到一次式映射系数,6个控制点可找到二次式映射系数,10个控制点可找到三次式映射系数.控制点越多定位精度越高.运算时差最终受到一个像素分辨率的限制.

1.3灰度内插

气象数字图像经过几何校正后,像素之间的相对位置发生变化,有时还要改变像素的大小,为了确定输出数字图像的像素值,就需要进行重新采样也叫灰度内插法,常用的方法有3种.首先找到对应的输入像素位置,不一定正好是整数像素点,用四舍五入法取其邻近的像素值作为输出像素的灰度值.找到对应输入像素设置用它周围四个邻近像素值作二维线性内插.此法比最近邻法要准确.为了减少由于内插引起的高频分量的损失,采用原输入像素位置周围的16个像素点作内插.

2气象数字图像增强

气象数字图像增强处理的目的有2类,一类是为了改善图像的视觉效果,评论输出数字图像质量的标准因人而异,甚至有意畸变原图像使之成为看起来快意的图像.另一类是用增强处理突出原数字图像中诸如边缘、轮廓线、河流、公路等明显的特征.气象数字图像增强的方法较多,如灰度映射变换法、直方图修正法、频域滤波法等.

2.1灰度映射变换法

把亮度Z1至Zk的区域段用函数关系映射到Z1′至Zk′区域段.图2中的亮度映射把Z1 L段与MZK段的亮度区压缩,而LM段得到了线性扩展,它使LM段灰变层次分明达到增强效果.尤其用于处理灰度级(往往上千级)与显示灰度级(往往几十级)之间的转换.

2.2直方图修正法

直方图就是一幅图上像素亮度分布的概率统计值图.我们可以从直方图的分布曲线看出图像的概貌.利用直方图的修正也能达到各种增强效果.修正方法很多,可归纳为线性拉伸和非线性拉伸2类:(1)线性拉伸.直方图均衡,也就是直方图线性化.它使用很窄的动态范围,加大了对比度,使模糊的图像变得层次清晰.(2)非线性拉伸.有对数拉伸、指数拉伸、正切拉伸、正弦拉伸、高斯拉伸、拉平拉伸等.不同拉伸可达到不同的效果.

2.3频域滤波法

就像一维的时间函数可以用付氏变换转换成频谱函数一样,二维的空域函数(图像)可经过二维付氏变换得到其二维频谱图,再经过频域上的滤波及变换后得到增强了的输出图像(见图3).

频域滤波器从构成形式上可分为递归型和非递归型的.从功能上可分为起平滑作用的低通滤波器,增强边缘的高通滤波器,消除条带杂波干扰的带阻滤波器、带通滤波器,以及在增强高频分量同时不过分削弱低频分量的同态滤波器等.从滤波器形式上可分为Butterworth滤波器、指数型滤波器及梯形滤波器等.应该指出的是二维付氏变换有很多用途,在图像处理中占了很重要的位置.从应用、算法到硬件

本文结束语,该文是适合不知如何写气象信息和气象信息方面和图像处理方面的气象信息专业大学硕士和本科毕业论文以及关于气象信息论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.

参考文献:

1、 综合气象观测工作中技术要素 姚 瑶, 颜凡清, 姚继辉, 孙尚东, 田欣竹(凌海市气象局, 辽宁 凌海 121200 )摘要 随着我国互联网信息技术的不断进步, 各个产业也随之取得了较好地进展, 尤其在气象观测领域, 自动化、 .

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