發(fā)布時間：2017-10-25 22:35

  本文關(guān)鍵詞：衛(wèi)星遙感影像反演PM2.5并行算法研究與應(yīng)用

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【摘要】：近年來,大氣污染問題越來越引起人們的重視。在大氣污染物中,PM2.5已經(jīng)成為我國空氣污染重點監(jiān)測的對象。目前,PM2.5濃度的發(fā)布主要依賴于地面監(jiān)測站點的實時觀測。隨著航天事業(yè)的發(fā)展,衛(wèi)星遙感技術(shù)已逐漸成為監(jiān)測大氣污染狀況的有效手段。開展空氣質(zhì)量評價和氣候變化研究工作通常需要實時的、大范圍的和長時間序列的大氣監(jiān)測資料,而現(xiàn)有針對科學(xué)研究的大氣反演方法難以滿足各行業(yè)部門的即時需求。通過深入地分析與研究,造成以上問題的原因總結(jié)為以下3點:1)在大氣遙感領(lǐng)域,由衛(wèi)星原始影像經(jīng)過定量反演模型生產(chǎn)出PM2.5產(chǎn)品的過程依賴一些輔助文件,采用傳統(tǒng)串行構(gòu)建輔助文件的方法,時間成本較高;2)對于較大數(shù)據(jù)量的遙感影像,采用傳統(tǒng)反演算法進行大規(guī)模衛(wèi)星資料的反演時存在反演時間過長、效率偏低的問題;3)傳統(tǒng)的地基監(jiān)測和桌面應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足普通大眾了解身邊PM2.5濃度的需求。為了解決以上問題,本研究借鑒傳統(tǒng)處理海量遙感影像的方法,利用并行處理技術(shù)實現(xiàn)了大氣參數(shù)的快速反演;基于多源衛(wèi)星數(shù)據(jù),在Android平臺下設(shè)計了一種PM2.5監(jiān)測系統(tǒng)。本研究的主要工作總結(jié)為以下3個方面:1)提出了一種基于任務(wù)量與工作節(jié)點數(shù)的動態(tài)分配任務(wù)算法。詳細(xì)描述了PM2.5反演所依賴的查找文件的構(gòu)建原理,利用MPI技術(shù)中主——子節(jié)點交互的特點,設(shè)計了一種基于任務(wù)量與工作節(jié)點數(shù)的動態(tài)分配算法,實現(xiàn)了查找文件的快速構(gòu)建。2)設(shè)計了一種基于像元特征的動態(tài)切分任務(wù)策略�；诜囱菟惴ㄖ械淖R別像元特征模塊,在利用并行處理方式的同時,提出了基于像元特征的動態(tài)切分算法,提高了由原始遙感影像轉(zhuǎn)換為目標(biāo)產(chǎn)品的處理效率。3)設(shè)計了一種基于Android與遙感數(shù)據(jù)的PM2.5監(jiān)測系統(tǒng)。基于多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),設(shè)計了一種基于Android的PM2.5污染監(jiān)測系統(tǒng),利用Server端與Client端的消息推送機制,實現(xiàn)了高精度、多范圍的PM2.5濃度的實時提醒。
【關(guān)鍵詞】：PM2.5 反演 并行處理 Android 消息推送
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X84;TP75
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 研究內(nèi)容概述13-14
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)14-15
• 2 PM2.5 反演算法15-23
• 2.1 氣溶膠光學(xué)厚度15
• 2.2 氣溶膠光學(xué)厚度反演15-19
• 2.2.1 輻射傳輸原理16-17
• 2.2.2 反演過程17-19
• 2.3 AOD-PM2.5 模型19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-23
• 3 并行反演PM2.5 算法的設(shè)計與實現(xiàn)23-57
• 3.1 并行處理技術(shù)23-24
• 3.2 MPI概述24-28
• 3.2.1 MPI常用函數(shù)24-25
• 3.2.2 MPI組通信25-26
• 3.2.3 MPI設(shè)計模式26-27
• 3.2.4 MPI實現(xiàn)方式27-28
• 3.3 并行構(gòu)建PM2.5 查找文件的設(shè)計與實現(xiàn)28-42
• 3.3.1 設(shè)計思想28-30
• 3.3.2 設(shè)計過程30-38
• 3.3.3 實驗環(huán)境38-39
• 3.3.4 實驗數(shù)據(jù)39-40
• 3.3.5 實驗結(jié)果40-42
• 3.4 并行反演PM2.5 的設(shè)計與實現(xiàn)42-55
• 3.4.1 設(shè)計思想42-44
• 3.4.2 設(shè)計過程44-46
• 3.4.3 實驗環(huán)境46-48
• 3.4.4 實驗數(shù)據(jù)48
• 3.4.5 實驗結(jié)果48-52
• 3.4.6 反演結(jié)果展示52-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 4 PM2.5 監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計57-71
• 4.1 相關(guān)技術(shù)介紹57-61
• 4.1.1 Android簡介57-58
• 4.1.2 消息推送簡介58-59
• 4.1.3 消息推送原理及實現(xiàn)方式59-61
• 4.2 總體框架61-62
• 4.2.1 服務(wù)器端61-62
• 4.2.2 手機端62
• 4.2.3 網(wǎng)絡(luò)62
• 4.3 詳細(xì)設(shè)計62-68
• 4.3.1 服務(wù)器端設(shè)計63-66
• 4.3.2 手機端設(shè)計66-68
• 4.4 實驗結(jié)果68-69
• 4.4.1 實驗環(huán)境68
• 4.4.2 模擬結(jié)果68-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 5 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 主要研究成果和創(chuàng)新點71
• 5.2 存在的不足和進一步工作展望71-73
• 參考文獻73-79
• 致謝79-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與參加的項目81-83

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本文編號：1095826