發(fā)布時間：2020-07-25 20:44

【摘要】：森林資源在人類發(fā)展中扮演著重要的角色,然而森林火災卻是森林資源保護的最大阻礙,因此,對森林火災的監(jiān)測和防護具有非常重要的意義。本文從煙霧的本質屬性入手,對森林火災煙霧的視頻圖像進行深入探究,同時在空氣動力學理論的指導下,提取出煙霧的動力學特征作為林火識別的判據(jù),主要研究內容如下:(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象,探索煙霧在其擴散運動過程中與空氣動力之間的關系,旨在發(fā)掘煙霧發(fā)生側移、運動路徑變化的深層原因,尋找識別煙霧的特征目標量,從而增加林火煙霧探測方法中煙霧的識別特征。(2)對煙霧圖像進行顯性化處理和形態(tài)學處理,確定了煙霧提取區(qū)域,保證了后續(xù)實驗數(shù)據(jù)處理的準確性。本文針對森林火災煙霧自身的擴散運動,對煙霧進行了散度和運動路徑角分析,并繪制出煙霧的動力學曲線,計算出煙霧運動路徑角,得到煙霧特有的動力學特征。通過對比分析,發(fā)現(xiàn)煙霧散度的正負值變化劇烈,且相對于云的動力學曲線及運動路徑角來看,煙霧的動力學曲線波動范圍大,煙霧運動路徑角范圍廣。(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,提高了計算速度,加快了系統(tǒng)的響應時間。通過上述研究,表明煙霧在其擴散運動中具有獨特的動力學特征,可以用于林火煙霧識別。
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S762;TP391.41
【圖文】：

逡逑位于制高點的攝像機，記錄著煙餅煙霧從開始產生到由于空氣作用煙霧消失的整逡逑個過程，形成一個時間序列圖像，每隔１０秒對視頻數(shù)據(jù)進行圖像采集，如圖２－１所逡逑示。視頻數(shù)據(jù)的優(yōu)勢是記錄了煙霧發(fā)生過程的整個時間、空間場景信息，其中包含了逡逑煙霧的特征，如煙霧楾色信息、煙霧各個時刻所處狀態(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逡逑基于空氣動力學理論的煙霧運動曲線，即煙霧動力學曲線，需要統(tǒng)計煙霧關鍵時逡逑刻的運動狀態(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應在公式中本實驗采用＝邋１９０／２５５，／？？妙＿／？邋＝邋２３０／２５５，逡逑［／６ｗ＿ｏｗ／，／？／ｇ／７＿ｏｗ／］為空矩陣，ｇｏｗｍａ邋＝邋ｌ，代進公式對圖像進行灰度處理，使得原逡逑始圖像的灰度級間隔變大，尺度值拉大，從而使得目標區(qū)域變得更加明顯，突出。如逡逑圖邋２－２。逡逑

得到目標區(qū)域。在林場森林大背景下，煙霧的出現(xiàn)使得視頻檢測設備先后采集的圖像逡逑數(shù)據(jù)不一致，因此對煙霧的提取可以采用背景差分方法。差分得到的目標區(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

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本文編號：2770343