降水現(xiàn)象是研究全球水熱循環(huán)和氣候變化的重要對象。傳統(tǒng)的雨滴譜數(shù)據(jù)主要依靠人工進行分析,處理工序繁瑣,并且易受環(huán)境和人為因素影響,導致不能準確檢測出降雨數(shù)據(jù)。本文研究圖像采集法測量降水量的問題,提出利用相機采集雨滴譜圖像和數(shù)字圖像處理技術相結合的方法測量降雨強度。研究在粘連情況下的雨滴顆粒分割算法,提出一種基于凸殼的粘連雨滴顆粒凹點檢測方法;針對雨滴顆粒在不同直徑范圍內的形狀模型,提出基于不同雨滴形狀的降雨強度測量;采用二參數(shù)平均法（the Method of Sorting and Averaging based on Two Parameters,簡稱SATP方法）分析觀測的雨滴譜,并由SATP法中的參數(shù)計算降雨強度。內容具體研究如下:分析了圖像預處理技術,運用雙邊濾波方法,對采集到的雨滴譜圖像進行去噪,提高圖像的清晰度。針對拍攝時產生圖像背景不均勻現(xiàn)象,采用頂帽變換技術,增強了圖像對比度。利用最大類間方差（OSTU）的閾值分割算法,實現(xiàn)對雨滴圖像的分割。根據(jù)粘連雨滴顆粒在重疊處凹點的角度變化特性,提出一種基于凸殼的粘連雨滴顆粒凹點檢測算法。通過提取粘連顆粒的凹陷區(qū)域,將搜索粘連顆粒... 

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容
第二章 雨滴譜圖像預處理技術
    2.1 雨滴譜預處理流程圖
    2.2 彩色圖像灰度化
    2.3 圖像的濾波和增強
    2.4 圖像分割
    2.5 二值化圖像處理
        2.5.1 數(shù)學形態(tài)學原理
        2.5.2 模板元素的選擇
        2.5.3 空心雨滴顆粒的填充
    2.6 圖像的邊緣檢測
        2.6.1 邊緣檢測的經典算法
        2.6.2 Canny算子
    2.7 本章小結
第三章 基于雨滴譜的降雨強度測量方法
    3.1 雨滴邊界輪廓的獲取
    3.2 雨滴顆粒分類
    3.3 基于凸殼的粘連雨滴分割
        3.3.1 最小凸閉包的結構
        3.3.2 雨滴凹陷區(qū)域提取
        3.3.3 雨滴顆粒凹陷區(qū)域的凸點檢測
        3.3.4 分割點的判別
    3.4 雨滴形狀模型的建立
    3.5 降雨強度估算
    3.6 本章小結
第四章 降雨強度測量系統(tǒng)設計
    4.1 系統(tǒng)的整體構成
    4.2 雨滴特征值的提取
    4.3 降雨強度測量
    4.4 測量結果與誤差分析
        4.4.1 測量結果
        4.4.2 誤差分析
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]雷達測雨及其在水文中應用的回顧與展望[J]. 楊揚,張建云,戚建國,岳智慧.  水科學進展. 2000(01)
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[3]一種復雜二值圖像邊界跟蹤與提取算法[J]. 唐世偉,馮永強,陳靜.  齊齊哈爾大學學報. 2006(05)
[4]雨強及施肥降雨間隔對油菜田氮素徑流流失的影響[J]. 梁新強,陳英旭,李華,田光明,俞巧鋼.  水土保持學報. 2006(06)
[5]邊緣檢測算子研究及其在醫(yī)學圖像中的應用[J]. 劉晨,張東.  計算機技術與發(fā)展. 2006(08)
[6]雨滴的近似橢球模型及其近紅外散射特性研究[J]. 劉磊,李浩,高太長.  氣象科學. 2008(03)
[7]不同雨強對我國西南喀斯特山區(qū)土壤侵蝕影響的模擬研究[J]. 蔡雄飛,王濟,雷麗,郝萌萌,余躍.  水土保持學報. 2009(06)
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[10]基于凹點匹配的重疊圖像分割算法[J]. 韋冬冬,趙豫紅.  計算機與應用化學. 2010(01)

博士論文
[1]使用物理方法由TRMM/TMI亮溫資料反演中國陸地降水[D]. 王小蘭.中國氣象科學研究院 2009

碩士論文
[1]西安市降雨特性分析和城市下墊面產匯流特性實驗研究[D]. 武晟.西安理工大學 2004



本文編號：3716435