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气象传真图处理过程中关键技术的研究

作　者: 卢晓明
导　师: 潘海朗
学　校: 南京理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 气象传真图数字图像等值线断线修复矢量化反演
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着计算机技术的迅猛发展,将气象传真机接收系统与数字图像处理技术相结合是未来进行天气分析和预报的重要趋势。传统的气象传真图受接收设备和接收环境等各种因素的制约,在存储和处理方面存在着诸多缺点,利用数字化的图像处理技术不仅可以克服上述缺点,更可以增加气象传真图在航海和气象领域运用的深度和广度。本文在现有的图像图形处理与信息识别方法的基础上,针对气象传真图的自身特点,通过大量的实验与分析,对气象传真图在进行图像处理和信息识别过程中部分关键问题进行了研究并提出了自己的解决方案。其中,主要完成了以下几个方面的工作：结合气象传真图的自身特点提出了一种连通域标记与模板匹配相结合的方法来去除气象传真图中的噪声；针对气象传真图中不同的文字标注信息分别进行了去除处理；通过对半圆形的识别来提取气象传真图中的锋线；基于传统的利用击中击不中变换进行等值线细化处理的基础上,增加了几组结构元素对来克服细化不彻底的缺点；针对传真图中等值线断裂的情况,提出了一种复合的匹配方法来对所有断裂的等值线的断点进行了匹配；对匹配成功的等值线,提出了一种基于特征点的寻找来进行等值线修复的方法,并取得了不错的效果；在等值线的矢量化过程中,采用逐点跟踪与特征点提取的方法进行了有效的数据压缩；利用矢量化的等值线进行了初步的应用,提出了对气压场进行反演的思路方法。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题的研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外的研究状况  8-9
  1.3 本文的主要内容和章节安排  9-11
2 气象传真图的预处理  11-21
  2.1 气象传真图的解读  11-12
  2.2 气象图的二值化  12-14
  2.3 气象图的倾斜校正  14-16
  2.4 气象图的去噪  16-20
  2.5 本章小结  20-21
3 气象传真图中关键信息的提取  21-29
  3.1 气象传真图与底图的匹配  21-22
  3.2 气象传真图的图文分离  22-25
    3.2.1 图题的提取  22-23
    3.2.2 标记字符的处理  23-25
  3.3 气象传真图中锋线的提取  25-28
    3.3.1 三角形与半圆形的提取  25-26
    3.3.2 锋线的提取  26-28
  3.4 本章小结  28-29
4 气象传真图中等值线的处理  29-54
  4.1 等值线的细化  29-34
    4.1.1 图像细化的原理  29-30
    4.1.2 基于数学形态学的细化方法  30-32
      4.1.2.1 腐蚀  30-31
      4.1.2.2 击中击不中变换  31-32
    4.1.3 本文等值线的细化  32-34
  4.2 等值线的断线修复  34-45
    4.2.1 等值线的断线连接方法  35-36
    4.2.2 本文等值线的断线修复  36-45
      4.2.2.1 断点的寻找  36-38
      4.2.2.2 断点的匹配  38-42
      4.2.2.3 断线的修复  42-45
  4.3 等值线的矢量化  45-52
    4.3.1 矢量图和位图的区别  45-46
    4.3.2 矢量化的总体思想  46-47
    4.3.3 矢量化过程  47-52
      4.3.3.1 连通弧段的线划跟踪  47-48
      4.3.3.2 特征点的提取  48-51
      4.3.3.3 矢量化结果  51-52
  4.4 本章小结  52-54
5 气压场的反演  54-64
  5.1 坐标的变换  54-56
  5.2 基于等值线的内插  56-61
    5.2.1 空间内插方法  56-57
    5.2.2 参考点的搜索  57-59
    5.2.3 插值的分析  59-61
  5.3 实验结果  61-63
  5.4 本章小结  63-64
6 总结与展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-70

气象传真图处理过程中关键技术的研究

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