HY-1A卫星CCD重要河口监测服务系统

论文摘要

本文是在国家海洋局卫星海洋应用中心建设HY-1卫星资料示范系统的项目支撑下,面向中国第一颗海洋卫星CCD数据的应用与推广的需求,开展了HY-1A卫星（海洋一号A卫星）CCD数据重要河口区监测服务系统的研究。通过与国外类似商业遥感图像处理软件和遥感应用系统的比较分析,论文设计了以应用目标为核心、跨平台运行的系统结构方案,研究提出了一套数据流控制机制与应用流程,研制了专题图制作与系统集成技术,并结合HY-1A卫星CCD的波段特性和河口区应用目标的信息特征,在掩模处理、岸线提取、悬浮泥沙提取与分析等算法模型方面作了适用性改造和发展,最终实现了监测服务系统的构建。论文的主要工作包括:（1）研究了HY-1A卫星CCD传感器的技术指标和特性,对近年我国重要河口区的遥感监测研究进行了总结,提出了针对其CCD数据的系统建设需求。（2）在系统分析国外遥感图像处理软件和遥感应用系统特色的基础上,提出了HY-1A卫星CCD重要河口监测服务系统的体系结构,包括跨平台运行的体系结构、逻辑框架以及数据流控制机制。确定了系统的开发环境、物理拓扑结构和功能流程设置。（3）根据应用目标需求,改造和发展了适合HY-1A卫星CCD数据特性的云检测与水陆掩模算法、岸线提取算法、悬沙反演算法、潮间带分类算法等功能模块。在此基础上,选择黄河口、珠江口区域进行了应用研究试验。（4）设计了重要河口区HY-1A CCD三级产品的数据存储格式,研制了基于ArcGIS VBA开发模式的产品专题图制作技术,实现了对产品制作功能的模块封装。（5）基于IDL语言平台实现了跨平台的系统集成。通过设计各控制数据状态开关的公共变量与用户变量,实现了对数据流的整体控制;通过设计合理的接口参数与文件,实现了对功能模块的交互调用。最后,就系统业务应用需求,对系统应用水平提高提出了需要进一步改进之处。本文的创新点和特色之处主要体现在两点:（1）针对我国首次发射的海洋卫星HY-1A的CCD数据,面向具体目标建立了基于功能流程整体控制思路的应用系统,使各种算法模块有机地串接在了一

论文目录

• 摘 要
• Abstract
• 0 前言
• 1 HY-1A 卫星 CCD 传感器与河口区遥感
• 1.1 HY-1A 卫星及CCD 传感器
• 1.2 重要河口区遥感监测需求
• 1.3 重要河口区遥感监测研究动态
• 1.4 本文工作及篇章结构
• 2 系统体系结构设计
• 2.1 系统体系结构分析
• 2.1.1 与商业遥感图像处理系统比较分析
• 2.1.2 与遥感应用系统比较分析
• 2.1.3 HY-1A 卫星 CCD 河口监测服务系统结构特点
• 2.2 系统结构设计
• 2.2.1 开发环境
• 2.2.2 系统结构与组成
• 2.3 系统功能设计
• 2.3.1 数据流设计
• 2.3.2 数据管理功能设计
• 2.3.3 数据预处理流程设计
• 2.3.4 处理对象状态设置
• 2.3.5 悬沙模型设计
• 2.3.6 海岸线模型设计
• 2.3.7 产品显示与制作流程设计
• 2.4 本章小结
• 3 遥感算法评估、适用性改造与模块化
• 3.1 水陆掩模
• 3.1.1 水陆掩模算法选取
• 3.1.2 水陆掩模算法的比较分析
• 3.2 云掩模
• 3.2.1 分裂—合并聚类算法（SMC）
• 3.2.2 光谱阈值算法
• 3.2.3 云掩模检测结果分析
• 3.3 悬浮泥沙信息提取与空间分析
• 3.3.1 悬浮泥沙信息提取算法
• 3.3.2 悬浮泥沙空间分析模型
• 3.3.3 黄河口悬浮泥沙信息提取及分析
• 3.3.4 珠江口悬浮泥沙信息提取及分析
• 3.4 岸线检测
• 3.4.1 模板法
• 3.4.2 基于MRF 模型的多尺度边缘检测算法
• 3.4.3 岸线检测结果分析
• 3.5 潮间带范围确定
• 3.5.1 高潮线位置的卫星遥感影像提取方法
• 3.5.2 低潮线位置的卫星遥感影像推算方法
• 3.5.3 潮间带范围提取流程
• 3.6 海岸带利用现状分类
• 3.6.1 图像非监督分类算法
• 3.6.2 图像监督分类算法
• 3.7 小结
• 4 遥感产品设计与模块化
• 4.1 重要河口区 HY-1A CCD 产品格式定义
• 4.1.1 三级应用产品基本格式定义
• 4.1.2 重要河口区HY-1A CCD 三级产品格式
• 4.1.3 其它栅格数据文件
• 4.2 重要河口区遥感专题图表达
• 4.2.1 基本功能
• 4.2.2 界面实现
• 4.2.3 菜单功能及实现流程
• 4.3 小结
• 5 系统集成
• 5.1 系统菜单设计
• 5.2 系统公共变量设置
• 5.3 用户变量（UVALUE）的定义
• 5.3.1 总菜单界面变量
• 5.3.2 预处理界面变量
• 5.3.3 显示操作界面变量
• 5.3.4 L3 产品制作界面变量
• 5.3.5 几何精校正界面变量
• 5.4 函数接口参数定义
• 5.5 接口文件定义
• 5.5.1 平台的接口文件
• 5.5.2 预处理接口文件
• 5.5.3 应用模型接口文件
• 5.6 小结
• 6.结论与进一步的工作
• 6.1 本文的结论
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表学术论文