中国极地科考站极光数据的传输与处理
发布时间：2021-01-28 08:40
极光的产生离不开三个元素:大气,磁场和高能粒子流（太阳风）。地球磁层和太阳风引发高层大气分子电离[1],这个过程中会释放出美丽的极光,极光的产生和变化携带着大量地球磁场和地磁活动信息。我国在南北极均设有站点采集极光数据,而采集到的数据后续的压缩传输,可视化以及相关处理检测极光的变化是亟待实现的。本文主要研究内容分为以下几个板块:（1）极光数据的压缩和传输。本文采用CALIC预测[2]和区间编码对极光数据进行压缩,再基于FTP协议进行网络传输。从而实现将极地采集到的大量极光数据无损压缩,并传输回国内进行处理。这使得待传送数据量大大减少,能够在科考站网络和带宽条件较差的情况下传输数据。（2）多站点极光数据的可视化。前人只实现了北极黄河站的可视化,仅适应于黄河站,而本文实现了北极黄河站,南极冰岛站极光数据的可视化。这部分能够通过选择对应站点,绘制对应站点选中文件的灰度图像,并同时显示其他通道的灰度图像,即多通道显示。还可以调节时间间隔播放极光图像视频。（3）极光概要图的绘制。按照一定时间间隔抽取某个时间段内每一帧极光图像磁子午线上的亮度信息,进行伪...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GAP预测模版
第三章 极光数据的压缩和传输17图3.5 北极黄河站传输界面如图 3.5 所示，在连接上服务器后，我们可以同时对黄河站三个波段同步开始传输，在传输的过程中，下方日志会同步更新上传信息，可以通过进度条观察当前上传进度。如此在上传的同时我们还可以观察具体上传情况，当上传出现问题时，日志也会出现错误信息提醒。而且点击 停止传输μ按钮，可以将当前线程挂起，停止该目录下的新文件传输，同时不影响其它波段时间的上传线程传输数据。
的不同依次设计对应的显示模块。这样我们可以通过按钮选择不同的模块来显示不同模块的极光图像。图4.1 北极黄河站可视化图像如图 4.1 所示，通过选择不同的站点来加载不同显示模块，来显示不同站点对应的极光图像。由于黄河站传输的数据文件格式是 fits 格式，因而还需要对 32 位深度的图像数据文件进一步处理。转换成 8 位灰度图，再显示出来。这里采用直方图均衡法，将32 位图像转换为 8 位灰度图。直方图均衡化常用于图像增强中，它可以使直方图大致均匀分布而且增强各区域的轮廓。直方图均衡化的基本思想是对原始图像的灰度做某种映射变换，使得变换后图像灰度概率密度呈均匀分布。这使得图像动态范围大大增加，增强了图像的轮廓。对于 32 位转换 8 位灰度图的具体转换过程如下：首先计算 32 位图像每个灰度级对应的概率密度，公式为：( ) /r k k
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于北极黄河站观测的日侧极光研究新进展[J]. 韩德胜,胡泽骏,陈相材,刘建军,胡红桥,杨惠根. 极地研究. 2018(03)
[2]基于哈夫曼树压缩的加密技术[J]. 苑思明,郑晗,李俊杰. 信息记录材料. 2018(06)
[3]浅谈P2P网络文件传输[J]. 刘琦. 科教文汇(下旬刊). 2016(01)
[4]无损数据压缩与解压算法的介绍与实现[J]. 余兴阁. 信息与电脑(理论版). 2016(01)
[5]彩色图像与灰度图像间转换的程序设计[J]. 宋振电,侯蓝田,张辉. 电子技术. 2008(09)
[6]日侧极光卵的可见光多波段观测特征——中国北极黄河站首次极光观测初步分析[J]. 胡泽骏,杨惠根,艾勇,黄德宏,胡红桥,刘瑞源,田口真,陈卓天,綦欣,温艳波,刘嵘,王晶. 极地研究. 2005(02)
[7]一种可变长码在视频编码中的应用[J]. 张江山,朱光喜. 通信学报. 2001(12)
博士论文
[1]高效视频编码理论与算法研究[D]. 王建鹏.浙江大学 2010
[2]运动图像分析中的光流计算方法研究[D]. 卢宗庆.西安电子科技大学 2007
硕士论文
[1]卫星网络中超文本传输协议的性能研究[D]. 张晗.南京大学 2018
[2]中国极地科考Keogram数据处理及网络传输系统[D]. 王勇.西安电子科技大学 2015
[3]极地科考极光数据的压缩传输与处理[D]. 殷俊超.西安电子科技大学 2014
[4]极光数据无损压缩与网络传输[D]. 韩建翔.西安电子科技大学 2014
[5]极光静态图像分类的动态过程分析[D]. 赵晓静.西安电子科技大学 2014
[6]可伸缩性视频编码中的码率控制算法研究[D]. 邓兵.浙江大学 2010
[7]RAW与JPEG图像的数据研究及格式转换[D]. 哈圆圆.西安理工大学 2009
[8]基于分形维数和小波的图像编码[D]. 王小侠.西安理工大学 2006
本文编号：3004686
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GAP预测模版
第三章 极光数据的压缩和传输17图3.5 北极黄河站传输界面如图 3.5 所示，在连接上服务器后，我们可以同时对黄河站三个波段同步开始传输，在传输的过程中，下方日志会同步更新上传信息，可以通过进度条观察当前上传进度。如此在上传的同时我们还可以观察具体上传情况，当上传出现问题时，日志也会出现错误信息提醒。而且点击 停止传输μ按钮，可以将当前线程挂起，停止该目录下的新文件传输，同时不影响其它波段时间的上传线程传输数据。
的不同依次设计对应的显示模块。这样我们可以通过按钮选择不同的模块来显示不同模块的极光图像。图4.1 北极黄河站可视化图像如图 4.1 所示，通过选择不同的站点来加载不同显示模块，来显示不同站点对应的极光图像。由于黄河站传输的数据文件格式是 fits 格式，因而还需要对 32 位深度的图像数据文件进一步处理。转换成 8 位灰度图，再显示出来。这里采用直方图均衡法，将32 位图像转换为 8 位灰度图。直方图均衡化常用于图像增强中，它可以使直方图大致均匀分布而且增强各区域的轮廓。直方图均衡化的基本思想是对原始图像的灰度做某种映射变换，使得变换后图像灰度概率密度呈均匀分布。这使得图像动态范围大大增加，增强了图像的轮廓。对于 32 位转换 8 位灰度图的具体转换过程如下：首先计算 32 位图像每个灰度级对应的概率密度，公式为：( ) /r k k
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于北极黄河站观测的日侧极光研究新进展[J]. 韩德胜,胡泽骏,陈相材,刘建军,胡红桥,杨惠根. 极地研究. 2018(03)
[2]基于哈夫曼树压缩的加密技术[J]. 苑思明,郑晗,李俊杰. 信息记录材料. 2018(06)
[3]浅谈P2P网络文件传输[J]. 刘琦. 科教文汇(下旬刊). 2016(01)
[4]无损数据压缩与解压算法的介绍与实现[J]. 余兴阁. 信息与电脑(理论版). 2016(01)
[5]彩色图像与灰度图像间转换的程序设计[J]. 宋振电,侯蓝田,张辉. 电子技术. 2008(09)
[6]日侧极光卵的可见光多波段观测特征——中国北极黄河站首次极光观测初步分析[J]. 胡泽骏,杨惠根,艾勇,黄德宏,胡红桥,刘瑞源,田口真,陈卓天,綦欣,温艳波,刘嵘,王晶. 极地研究. 2005(02)
[7]一种可变长码在视频编码中的应用[J]. 张江山,朱光喜. 通信学报. 2001(12)
博士论文
[1]高效视频编码理论与算法研究[D]. 王建鹏.浙江大学 2010
[2]运动图像分析中的光流计算方法研究[D]. 卢宗庆.西安电子科技大学 2007
硕士论文
[1]卫星网络中超文本传输协议的性能研究[D]. 张晗.南京大学 2018
[2]中国极地科考Keogram数据处理及网络传输系统[D]. 王勇.西安电子科技大学 2015
[3]极地科考极光数据的压缩传输与处理[D]. 殷俊超.西安电子科技大学 2014
[4]极光数据无损压缩与网络传输[D]. 韩建翔.西安电子科技大学 2014
[5]极光静态图像分类的动态过程分析[D]. 赵晓静.西安电子科技大学 2014
[6]可伸缩性视频编码中的码率控制算法研究[D]. 邓兵.浙江大学 2010
[7]RAW与JPEG图像的数据研究及格式转换[D]. 哈圆圆.西安理工大学 2009
[8]基于分形维数和小波的图像编码[D]. 王小侠.西安理工大学 2006
本文编号：3004686
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3004686.html
