【摘要】：森林資源在人類(lèi)發(fā)展中扮演著重要的角色,然而森林火災(zāi)卻是森林資源保護(hù)的最大阻礙,因此,對(duì)森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)和防護(hù)具有非常重要的意義。本文從煙霧的本質(zhì)屬性入手,對(duì)森林火災(zāi)煙霧的視頻圖像進(jìn)行深入探究,同時(shí)在空氣動(dòng)力學(xué)理論的指導(dǎo)下,提取出煙霧的動(dòng)力學(xué)特征作為林火識(shí)別的判據(jù),主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用視頻拍攝的方式收集煙霧圖像數(shù)據(jù),以煙霧的視頻圖像為研究對(duì)象,探索煙霧在其擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與空氣動(dòng)力之間的關(guān)系,旨在發(fā)掘煙霧發(fā)生側(cè)移、運(yùn)動(dòng)路徑變化的深層原因,尋找識(shí)別煙霧的特征目標(biāo)量,從而增加林火煙霧探測(cè)方法中煙霧的識(shí)別特征。(2)對(duì)煙霧圖像進(jìn)行顯性化處理和形態(tài)學(xué)處理,確定了煙霧提取區(qū)域,保證了后續(xù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。本文針對(duì)森林火災(zāi)煙霧自身的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),對(duì)煙霧進(jìn)行了散度和運(yùn)動(dòng)路徑角分析,并繪制出煙霧的動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn),計(jì)算出煙霧運(yùn)動(dòng)路徑角,得到煙霧特有的動(dòng)力學(xué)特征。通過(guò)對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)煙霧散度的正負(fù)值變化劇烈,且相對(duì)于云的動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)及運(yùn)動(dòng)路徑角來(lái)看,煙霧的動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)波動(dòng)范圍大,煙霧運(yùn)動(dòng)路徑角范圍廣。(3)在數(shù)據(jù)處理中將整體的圖像數(shù)據(jù)分割為具有坐標(biāo)屬性的像素集合數(shù)據(jù),使圖像數(shù)據(jù)幾何化和數(shù)字化,減少了冗余數(shù)據(jù)量,提高了計(jì)算速度,加快了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。通過(guò)上述研究,表明煙霧在其擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)中具有獨(dú)特的動(dòng)力學(xué)特征,可以用于林火煙霧識(shí)別。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S762;TP391.41
【圖文】：

逡逑位于制高點(diǎn)的攝像機(jī)，記錄著煙餅煙霧從開(kāi)始產(chǎn)生到由于空氣作用煙霧消失的整逡逑個(gè)過(guò)程，形成一個(gè)時(shí)間序列圖像，每隔１０秒對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像采集，如圖２－１所逡逑示。視頻數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)是記錄了煙霧發(fā)生過(guò)程的整個(gè)時(shí)間、空間場(chǎng)景信息，其中包含了逡逑煙霧的特征，如煙霧楾色信息、煙霧各個(gè)時(shí)刻所處狀態(tài)、煙霧形狀等。逡逑＇．．．邋．．．邋．．逡逑圖２－１原始圖像數(shù)據(jù)逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｏｒｉｇｉｎａｌ邋ｉｍａｇｅ邋ｄａｔａ逡逑基于空氣動(dòng)力學(xué)理論的煙霧運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)，即煙霧動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)，需要統(tǒng)計(jì)煙霧關(guān)鍵時(shí)逡逑刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此原始獲得的圖像數(shù)據(jù)便不能不加分析和處理地直接用于后續(xù)的計(jì)逡逑算中。一方面原因是初始煙霧數(shù)據(jù)包含有不涉及，也不影響后續(xù)計(jì)算的冗余信息；另逡逑９逡逑

邐２林火煙霧圖像處理邐逡逑對(duì)應(yīng)在公式中本實(shí)驗(yàn)采用＝邋１９０／２５５，／？？妙＿／？邋＝邋２３０／２５５，逡逑［／６ｗ＿ｏｗ／，／？／ｇ／７＿ｏｗ／］為空矩陣，ｇｏｗｍａ邋＝邋ｌ，代進(jìn)公式對(duì)圖像進(jìn)行灰度處理，使得原逡逑始圖像的灰度級(jí)間隔變大，尺度值拉大，從而使得目標(biāo)區(qū)域變得更加明顯，突出。如逡逑圖邋２－２。逡逑

得到目標(biāo)區(qū)域。在林場(chǎng)森林大背景下，煙霧的出現(xiàn)使得視頻檢測(cè)設(shè)備先后采集的圖像逡逑數(shù)據(jù)不一致，因此對(duì)煙霧的提取可以采用背景差分方法。差分得到的目標(biāo)區(qū)域即煙霧逡逑存在區(qū)域，如圖２－４所示。逡逑■■■■逡逑■■■■逡逑ＭＭ逡逑圖２－４煙霧提取圖像逡逑Ｆｉｇ．邋２－４邋Ｓｍｏｋｅ邋ｅｘｔｒａｃｔ邋ｉｍａｇｅｓ逡逑１５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 覃先林;陳小中;鐘祥清;祖笑鋒;孫桂芬;尹凌宇;;我國(guó)森林火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)技術(shù)體系發(fā)展思考[J];林業(yè)資源管理;2015年06期

2 周恒;張涵信;;空氣動(dòng)力學(xué)的新問(wèn)題[J];中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2015年10期

3 郭天峰;周宇飛;;森林火災(zāi)與氣候變化[J];森林防火;2015年03期

4 吳冬梅;李白萍;沈燕;王靜;何蓉;;基于多特征融合的煙霧檢測(cè)[J];圖學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

5 賴(lài)小龍;于文華;趙燕東;顏小飛;;基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的早期林火識(shí)別[J];西北林學(xué)院學(xué)報(bào);2015年04期

6 丘啟敏;鄭嫦娥;田野;劉晉浩;傅天駒;;基于多傳感器融合的林火監(jiān)測(cè)[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2015年01期

7 范一舟;馬洪兵;;基于視頻的林火煙霧識(shí)別方法[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年02期

8 周輝;;基于視頻圖像的林火煙霧檢測(cè)方法[J];森林防火;2014年04期

9 劉世榮;溫遠(yuǎn)光;蔡道雄;朱宏光;黃雪蔓;李曉瓊;;氣候變化對(duì)森林的影響與多尺度適應(yīng)性管理研究進(jìn)展[J];廣西科學(xué);2014年05期

10 王曉;張偉民;;粗糙元的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)研究進(jìn)展[J];干旱區(qū)研究;2014年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 吳介之;馬暉揚(yáng);;空氣動(dòng)力學(xué)中的渦動(dòng)力學(xué)問(wèn)題[A];錢(qián)學(xué)森技術(shù)科學(xué)思想與力學(xué)論文集[C];2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 丁懷對(duì);基于運(yùn)動(dòng)塊追蹤的視頻煙霧探測(cè)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

2 劉永星;WSN中的一種多傳感器數(shù)據(jù)融合算法及在森林防火中的應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2015年

3 何航勃;復(fù)合式森林火災(zāi)探測(cè)、識(shí)別及預(yù)警算法研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

4 施晨丹;基于視頻圖像的林火監(jiān)測(cè)方法研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2770343