电网微气象卫星遥感灾害监测预警系统设计与实现

发布时间：2017-07-08 20:18

  本文关键词：电网微气象卫星遥感灾害监测预警系统设计与实现

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【摘要】：随着我国电网规模的不断扩大,覆盖范围的不断延伸,大量电网线路和资源穿越复杂的微气象环境区域,局部微地形环境所产生的极端微气象灾害对电网的影响和破坏日益明显。我国20世纪中叶至21世纪均不同程度地发生过比较严重的微气象灾害,微气象灾害对电网造成的影响也相当严重,因此建立完整的电网微气象灾害应对管理系统已迫在眉睫。本文在此基础上,针对电网可靠性和灾害监测预警的要求,基于遥感影像的各种气象灾害反演方法设计了一套电力微气象灾害监测与预警系统,可用于雾霾、洪涝、滑坡和冰雪等微气象灾害的监测预警,重点介绍了雾霾反演的实现和灾害监测预警平台的搭建,从灾害反演、建设思路、软件架构、软件功能等方面进行了阐述,同时改进了雾霾模块中的AOT反演方法,使程序能更快的获取反演结果。具体研究工作如下:(1)对电网微气象灾害的影响进行分析,学习遥感影像预处理的方法,使用光学或微波影像进行反演和监测,编写程序实现相关算法对光学遥感影像进行预处理,如辐射定标、几何校正、影像裁剪、波段运算与合成等,最终构建相应的预处理程序模块。(2)根据暗像元法实现了基于MODIS影像的雾霾监测模块,改进了反演流程中的AOT查找表算法,提高雾霾模块的反演速度,在雾霾模块的AOT反演过程中,使用查找表计算像元的大气表观反射率时,在查找表中匹配每个像元的太阳天顶角、卫星天顶角和相对方位角,计算像元与这三个参数的拟合度,同时完成所有像元的角度信息匹配后在查找表中一次循环计算带入多个像元的参数,减少文件读写和参数运算,提高程序反演的效率。(3)设计并实现微气象卫星遥感灾害监测平台,通过编写插件管理程序添加各个灾害反演模块,同时实现对外部可执行程序的调用与扩展,对常见遥感影像的信息进行读取和显示,提高平台各项功能。使用SIM900A硬件模块,通过上位机编程实现微气象灾害的自动预警,对反演中监测到相应的灾害信息,以短信的形式自动通知相关人员,确保灾害消息的准确性和及时性。
【关键词】：微气象 雾霾 MODIS 遥感影像 灾害监测
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73;TP277;TP79
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 选题背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 遥感影像在微气象灾害反演中的应用12-13
• 1.2.2 微气象灾害反演的国内外研究进展13-14
• 1.3 研究内容及目的14-17
• 1.3.1 插件技术的特点14-15
• 1.3.2 平台总体设计15-16
• 1.3.3 研究目的16-17
• 1.4 本论文的结构安排17-19
• 第二章 遥感影像预处理的模块设计19-35
• 2.1 遥感影像的读取19-22
• 2.1.1 遥感影像基本信息的获取19-20
• 2.1.2 GDAL对遥感影像的读写20-22
• 2.2 遥感影像预处理的流程22-27
• 2.2.1 预处理的原理与步骤22-25
• 2.2.2 遥感影像预处理流程25-27
• 2.3 光学遥感影像预处理的程序实现27-34
• 2.3.1 辐射定标与亮温计算27-29
• 2.3.2 几何校正的程序实现及效果29-31
• 2.3.3 基于矢量图形和行列号的区域裁剪功能31-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 基于微波遥感影像的微气象灾害评估模块集成35-46
• 3.1 插件模块调用的逻辑模型35-36
• 3.2 模块接口设计36-40
• 3.2.1 灾害评估模块读写影像文件36-37
• 3.2.2 接口设计与耦合37-40
• 3.3 主程序与灾害评估模块的交互40-45
• 3.3.1 多线程的同步与通信40-42
• 3.3.2 模块集成的实现42-43
• 3.3.3 接口测试43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 基于光学遥感影像的雾霾灾害监测模块构建46-63
• 4.1 MODIS数据与软件模块设计46-50
• 4.2 云检测算法及程序50-53
• 4.2.1 MODIS数据中云的识别50-51
• 4.2.2 多光谱综合云检测程序的实现51-53
• 4.3 AOT反演的程序实现及优化53-59
• 4.3.1 反演方法和原理53-55
• 4.3.2 查找表的快速匹配方法55-57
• 4.3.3 AOT反演的存储设计及性能优化57-59
• 4.4 检测指标及反演结果分析59-62
• 4.4.1 检测指标59-61
• 4.4.2 反演结果分析61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 微气象灾害监测预警系统的设计与实现63-76
• 5.1 需求分析63-64
• 5.2 微气象灾害监测预警平台的设计和架构64-66
• 5.2.1 系统平台设计64-65
• 5.2.2 插件模块逻辑设计65-66
• 5.3 平台的插件管理与模块集成66-70
• 5.3.1 模块管理66-68
• 5.3.2 反射机制与委托68-69
• 5.3.3 添加功能模块的方式69-70
• 5.4 遥感信息显示及短信预警模块70-75
• 5.4.1 影像拖拽与缩放70-71
• 5.4.2 波段选择与合成71-73
• 5.4.3 短信预警模块73-75
• 5.5 本章小结75-76
• 第六章 全文总结与展望76-78
• 6.1 全文总结76-77
• 6.2 后续工作展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82

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本文编号：536138