卫星云图特征提取与图像显示技术研究及其实现

论文摘要

近年来,随着科学技术的发展,计算机信息处理已经成为卫星云图处理最主要的手段。卫星云图是遥感成像数据中包含信息最多的数据源之一,采用图像处理方法分析并提取有用图像信息,进而判断大气变化情况和天气形势,是当前天气预报界的主流工作模式。因此,合理的处理、分析和应用卫星云图信息,已经成为卫星云图处理的主要研究方向。本文系统分析了卫星云图的一般特征,在此基础上研究了卫星云图资料的数据格式和原始资料数据的预处理,分析了常用卫星云图的格式以及图像的格式转换,研究了几种有效的卫星云图预处理算法,主要包括图像直方图增强、噪声处理等,其目的是为了改善卫星云图的质量,能够更好地为后期的图像处理和分析服务。另外,为了更好的观测卫星云图,采用云图显示技术和颜色处理技术处理卫星云图,能够给卫星云图提供更好、更直观的观测方式。本文选取气象卫星云图作为主要研究对象,从基于边缘和形状的图像处理方法出发,分析了卫星云图的基本特征,研究了基于卫星云图的图像特征提取和显示处理技术,在分析了大量图像和借鉴传统方法的基础上,针对卫星云图的特征,研究了几种适合于卫星云图的处理方法,主要包括图像的灰度化和伪彩色处理、三维化处理、边缘检测分析、纹理特征分析、阈值化处理、改进的GVF模型等,立足于对卫星云图理论知识和图像处理算法系统研究的基础上,结合软件工程设计思想,设计了一套卫星云图处理软件,取得了较好的实验效果,实践证明,本课题具有一定的理论价值和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景、目的和意义
• 1.2 课题国内外研究现状
• 1.2.1 气象卫星云图系统概述
• 1.2.2 气象卫星云图处理技术
• 1.2.3 典型的卫星云图处理系统
• 1.3 论文的主要内容和章节安排
• 第2章 卫星云图及其数据格式
• 2.1 气象卫星及卫星云图成像原理
• 2.2 卫星云图分类
• 2.2.1 可见光云图及其特征
• 2.2.2 红外云图及其特征
• 2.2.3 水汽图及其特征
• 2.2.4 云图的比较
• 2.3 卫星云图的识别判据
• 2.4 卫星资料数据格式及图像格式转换
• 2.4.1 卫星资料的数据格式
• 2.4.2 图像文件格式
• 2.4.3 图像文件格式转换
• 2.5 本章小结
• 第3章 卫星云图的预处理和显示技术
• 3.1 引言
• 3.2 卫星云图直方图增强
• 3.3 卫星云图的噪声处理
• 3.3.1 局部统计滤波
• 3.3.2 自适应加权中值滤波
• 3.4 卫星云图的颜色显示
• 3.4.1 灰度化处理
• 3.4.2 伪彩色处理
• 3.5 卫星云图的三维化显示
• 3.5.1 卫星云图投影变换
• 3.5.2 卫星云图信息数据的获取
• 3.5.3 卫星云图三维化的实现
• 3.6 本章小结
• 第4章 卫星云图特征提取技术
• 4.1 引言
• 4.2 卫星云图的特征
• 4.2.1 卫星云图的光谱特征
• 4.2.2 卫星云图的几何特征
• 4.3 边缘特征提取
• 4.4 基于阈值化处理的卫星云图区域特征提取
• 4.4.1 自适应阈值
• 4.4.2 迭代最佳阈值
• 4.4.3 可变阈值
• 4.5 基于GVF模型的卫星云图形状特征提取
• 4.5.1 传统的snake模型
• 4.5.2 GVF模型及其改进
• 4.6 本章小结
• 第5章 卫星云图处理软件的设计与实现
• 5.1 引言
• 5.2 卫星云图处理软件的功能需求分析和设计构想
• 5.3 卫星云图处理软件的设计
• 5.3.1 卫星云图处理软件界面设计
• 5.3.2 卫星云图处理软件功能设计
• 5.4 卫星云图数据管理模块软件实现
• 5.4.1 数据管理模块功能分析
• 5.4.2 数据管理模块功能实现
• 5.5 卫星云图预处理和显示模块软件实现
• 5.5.1 预处理和显示模块功能分析
• 5.5.2 预处理和显示模块功能实现
• 5.6 卫星云图特征提取模块软件实现
• 5.6.1 特征提取模块功能分析
• 5.6.2 特征提取模块功能实现
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢