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环境遥感监测系统的水质监测图校正算法研究

作　者: 于小林
导　师: 文建国
学　校: 湖南大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 水质监测图 遥感图像 图像校正 直方图 分段线性回归
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着我国经济的快速发展,水污染问题日渐严重,运用遥感技术研究环境监测系统,制作水质监测报告,可以对环境和社会的持续发展做出重大贡献。一个高精度的水质监测报告能够实时、快速、准确的反映出所监测水域的水质污染情况,并为相关部门提供最新、最全面的实时监测数据,供其做决策依据。水质监测图的校正技术在环境遥感监测系统的研究中显得尤为重要,它直接影响到水质监测报告的精确度。本文讨论了水质遥感图像的校正技术,在介绍了遥感图像的处理技术上,重点研究了遥感图像的异常值剔除技术和统计回归校正技术。归纳起来,主要研究工作如下：1.在已有的遥感图像处理技术的基础上,进一步分析了水质遥感图像的特征和处理方法,介绍了经典的遥感图像处理算法,并对这些算法的优缺点进行了对比和分析。2.系统的分析了水质遥感监测图中异常值的来源、特点,介绍了一些常用的剔除方法,以及图像直方图的数据统计方法,并重点对图像噪声引起异常值的剔除方法进行对比分析。结合水质监测图的水体特性,利用图像直方图和空间域滤波的思想,提出了一种基于灰度直方图的异常值剔除算法,根据算法思想,编程实现该模块功能。实验表明,该算法能够快速、有效的剔除水质监测图中的异常值,取得了较明显的效果。3.深入分析了遥感图像的几何校正算法与模型,系统地研究了数据统计回归.的数学方法。根据遥感图像几何校正的回归算法与模型,结合太湖悬浮物浓度的实测数据,提出了一种基于分段线性回归的水质遥感图像校正算法。该算法将图像分成几个不同的区域,利用图像数据和实测数据,在线性回归公式的基础上,建立相应区域的校正公式,对图像中的像素值进行回归运算。根据算法思想,编程实现该模块功能,实验表明该算法能够快速、准确、有效的对图像数据进行校正。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
插图索引  10-11
附表索引  11-12
第1章 绪论  12-20
  1.1 引言  12
  1.2 课题研究的背景及意义  12-14
    1.2.1 课题的背景  13
    1.2.2 课题的意义  13-14
  1.3 遥感图像理论概述  14-16
    1.3.1 遥感的概念  14-15
    1.3.2 遥感成像过程  15
    1.3.3 遥感图像处理  15-16
  1.4 国内外研究现状  16-18
  1.5 论文的研究内容及结构安排  18-20
第2章 水质遥感图像处理技术  20-32
  2.1 水质遥感技术  20-21
    2.1.1 水质遥感的基本原理  20-21
    2.1.2 水质遥感的主要方法  21
  2.2 遥感图像增强  21-26
    2.2.1 直方图均衡化  22-23
    2.2.2 空间滤波技术  23-26
  2.3 遥感图像的几何校正  26-31
    2.3.1 遥感图像几何校正原理  26
    2.3.2 遥感图像精校正过程  26-27
    2.3.3 空间变换方法  27-29
    2.3.4 几何校正重采样  29-31
  2.4 图像匹配  31
  2.5 小结  31-32
第3章 水质监测图的异常值剔除  32-44
  3.1 异常值产生原因分析  32-35
    3.1.1 仪器误差  32-33
    3.1.2 校正技术误差  33
    3.1.3 图像噪音  33-35
  3.2 图像去噪技术  35-37
  3.3 基于灰度直方图的异常值剔除算法  37-40
    3.3.1 图像直方图  37-38
    3.3.2 算法思路  38-39
    3.3.3 算法流程  39-40
  3.4 实验测试及结果分析  40-43
    3.4.1 实验测试数据  40-42
    3.4.2 结果分析  42-43
  3.5 小结  43-44
第4章 基于分段线性回归的图像校正算法  44-57
  4.1 图像校正模型  44-46
    4.1.1 回归模型  44-45
    4.1.2 实验数据  45-46
  4.2 回归统计分析  46-51
    4.2.1 回归分析  46-47
    4.2.2 最小二乘法  47-48
    4.2.3 线性回归公式  48-49
    4.2.4 相关系数分析  49-51
  4.3 分段线性回归算法  51-53
    4.3.1 算法设计  51-52
    4.3.2 算法流程  52-53
  4.4 实验测试及结果分析  53-56
  4.5 小结  56-57
结论  57-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  64-65
附录B 攻读学位期间参与的科研项目  65

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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