【摘要】：在全球氣候變化的大環(huán)境下,對極地氣象的監(jiān)測具有一定的現(xiàn)實意義。針對南極考察站站區(qū)小尺度高時相的積雪覆蓋信息,目前還沒有成熟的監(jiān)測手段,本文探索了利用CCD圖像進行積雪覆蓋率提取的方法。具體包括對圖像分割閾值的選取、感興趣區(qū)域(ROI)的劃定以及像素點的坐標轉(zhuǎn)換等技術(shù)流程。利用近三年的CCD圖像,計算逐日積雪覆蓋率,并分析其變化趨勢。具體工作如下:1.對CCD相機投入工作以來所有時間段的圖像數(shù)據(jù)做分析與剔除,確定出合適日期內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)用于時間序列分析。接著選取具體用于本文的單張實驗圖像,闡述了常用的最大類間方差法,最大熵法,迭代法三種閾值分割算法的原理與過程,并將三種算法用于實驗圖像的二值化當(dāng)中,在比較各自的分割效果圖后,最終確定本文實驗當(dāng)中分割效果最佳的算法為最大類間方差法。最后針對CCD圖像當(dāng)中復(fù)雜的地物信息,剔除地面障礙物部分的像元,選取ROI。2.基于近景攝影測量的基本理論知識,構(gòu)建了本文當(dāng)中CCD相機監(jiān)控地面信息過程的空間坐標系模型。首先利用空間直角坐標系旋轉(zhuǎn)變換關(guān)系,推導(dǎo)出從圖像像素點的行列號到該像素點所代表的實際地面點坐標之間的計算表達式。再根據(jù)傾斜攝影的成像規(guī)律,分析出像元代表的實際地面為梯形,并計算像元代表的實際地面的面積。最后再結(jié)合前面章節(jié)已經(jīng)歸類出的積雪像元與非積雪像元,計算得到積雪覆蓋率。其中,分析了相機實際與理想坐標系模型之間的偏轉(zhuǎn)角度這一不穩(wěn)定因素,計算得到偏轉(zhuǎn)角度帶來的誤差關(guān)系式,得出結(jié)論是偏轉(zhuǎn)角度不超過5度時,此項誤差系數(shù)就會控制在0.1之內(nèi)。并且利用CryoSat-2衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)解算出站區(qū)DEM,得到CCD相機監(jiān)測區(qū)域的地形坡度,定性的分析地形坡度影響系數(shù)。3.對WorldView-2高分影像做簡單的預(yù)處理工作,包括遙感影像的幾何校正與影像融合。在融合后的影像上確定CCD相機監(jiān)控區(qū)域,接著對該區(qū)域影像做切割,并做監(jiān)督分類,提取積雪信息,得到高分影像上的積雪覆蓋率,用于驗證利用CCD圖像計算得到的積雪覆蓋率。4.計算2014年3月1日到2016年12月31日時間內(nèi)CCD圖像的積雪覆蓋率,并對結(jié)果做時間序列分析。最后與近三年時間內(nèi)的日平均溫度和日平均濕度進行擬合,分析積雪覆蓋率日變化趨勢,結(jié)合二者,描述近三年長城站的氣候變化。
【圖文】：

選取合適時間內(nèi)的時間序列圖像做分析。作者從國家海洋局極地考察辦公室官網(wǎng)逡逑上下載了邋２０１３年至２０１６年４年間，當(dāng)?shù)貢r間每天中午１２點所拍攝的ＣＣＤ圖像。逡逑每年圖像再用平均月份間隔數(shù)的Ｈ幅圖片作為樣本，如圖２．２所示，Ｗ此來對逡逑比分析本文選取用于實驗的ＣＣＤ圖像。逡逑６逡逑

yP逡逑：與遜Ｗ；－Ｉ＂ｌ：邐Ｊ－．邋．１逡逑圖２．邋１南極長城站逡逑２．１．２數(shù)據(jù)巧取和實驗圖像的選取逡逑２０１３年，防城站區(qū)首個ＣＣＤ實時網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像頭投入使用，，借助于站區(qū)衛(wèi)逡逑星通訊系統(tǒng)，連續(xù)不間斷，定時的向國內(nèi)傳回拍攝到的站區(qū)監(jiān)控圖像。ＣＣＤ相機逡逑安裝在南極站區(qū)垂直于地面且具有一定高度的支架上，相機鏡頭與地平面有一定逡逑的角度。鏡頭穩(wěn)定后韋要對準近海岸地面及遠處海灣水面等一處視野開闊區(qū)域，逡逑可實現(xiàn)地面積雪信息，湖面冰蓋信息Ｗ義能見度等多個氣象因子的監(jiān)測。本文逡逑目標在于提�。茫茫膱D像中的積雪覆蓋信息，針對提取積雪覆蓋信息的工作特點，逡逑選取合適時間內(nèi)的時間序列圖像做分析。作者從國家海洋局極地考察辦公室官網(wǎng)逡逑上下載了邋２０１３年至２０１６年４年間，當(dāng)?shù)貢r間每天中午１２點所拍攝的ＣＣＤ圖像。逡逑每年圖像再用平均月份間隔數(shù)的Ｈ幅圖片作為樣本
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P426.635

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本文編號：2703694