数字图像处理技术在水文监测系统中的研究与应用
发布时间：2022-01-16 06:45
我国幅员辽阔,水域众多,洪涝灾害频发,不仅造成国家经济的损失,也使灾区民众苦不堪言。为了解决这些问题,凭借水文监测数据信息,合理地分布及调控水资源的措施必不可少,利用前沿科技设计智能的自动化水文监测系统对经济建设及社会稳定影响深远。水文监测的主要工作有测量水位及流速,目前的测量方法多采用远程传感器传输数据,在前期准备及实时数据采集方面都有一定的局限性。随着近几年机器视觉系统的崛起,结合嵌入式系统,可以设计一个方便、经济、高效的远程水文监测系统,应用图像处理及模式识别来测量水位及流速。本文重点研究了水位测量的新方法,该方法针对的是水域环境复杂、传统水位计不便于安装,但有水文尺的河流水域。该方法利用视频传输技术,将河流附近实时图像传输至主控室中,通过对采集的图像进行滤波、分割、识别等技术处理来自动识别并分割出水文尺,读取水文尺刻度线,判定水面与水文尺交线,从而确定实时水位。在图像处理方面,本文采用了彩色图像处理方法,根据水文尺的颜色特征明显的特点,将RGB格式的彩色图像转换为YCrCb颜色空间图像,提取分量后,通过全局自适应阈值二值化、特征形态处理、边缘检测、Hough变换等方法分割出水文...
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 水位监测技术的国内外发展概况
1.2.1 国内研究发展概况
1.2.2 国外研究发展概况
1.3 远程视频监测技术研究现状
1.4 本文主要内容
第二章 水面图像预处理
2.1 引言
2.2 图像质量分析
2.2.1 水面图像特点
2.2.2 直方图质量衡量方法特点
2.2.3 质量评价方法
2.3 水面降质图像增强
2.3.1 基于直方图均衡化的增强方法
2.3.2 基于类S曲线灰度拉伸的增强方法
2.3.3 试验结果及分析
第三章 基于HSV及区域生长法的水文图像分割
3.1 色彩模型的选取
3.1.1 RGB色彩模型
3.1.2 HSV色彩模型
3.1.3 色彩的量化区间确定方法
3.1.4 色彩量化算法的优化
3.2 图像的形态学处理方法
3.2.1 膨胀
3.2.2 腐蚀
3.2.3 开运算和闭运算
3.3 图像分割方法
3.3.1 分水岭
3.3.2 最大类间方差法（OTSU）
3.3.3 区域生长算法
3.3.4 区域生长算法的改进应用
3.4 实验结果及分析
3.4.1 分割模型框架及评测标准
3.4.2 水文实景图像分割
3.4.3 模拟浮标图像分割
第四章 基于YCrCb及Hough变换的水文图像分割
4.1 水文图像的预处理
4.1.1 YCrCb色彩模型的选用
4.1.2 自适应阈值二值化
4.1.3 水文尺特征形态处理
4.2 Canny算子边缘检测
4.3 Hough变换检测水文尺边界
4.3.1 对边缘检测后的图像进行Hough变换
4.3.2 Hough变换的改进
4.4 水文尺判读
4.4.1 水文尺倾斜矫正
4.4.2 直方图统计刻度线
4.4.3 字符识别
4.5 测试与分析
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]支持向量机耦合韦伯局部描述符的图像伪造检测算法[J]. 冯晓川,隋新. 计算机工程与设计. 2016(07)
[2]长江水文监测体系的创新实践[J]. 王俊. 人民长江. 2015(19)
[3]基于GPRS/GSM的道路水情自动监测与排放系统设计[J]. 徐敏,姚年春,徐大诏. 中国给水排水. 2015(15)
[4]长江口水文监测站网布局研究[J]. 顾圣华,李琪. 华东师范大学学报(自然科学版). 2015(04)
[5]一种基于OpenCV的车牌识别定位方法的研究与实现[J]. 卓俊宇,胡志慧. 中国管理信息化. 2015(13)
[6]论水文监测信息生产现代化体系的构建[J]. 香天元,熊珊珊. 人民长江. 2015(03)
[7]基于AVR单片机和LabVIEW的矿井地表水文监测系统的设计[J]. 程丽平,刘传玺,谭永海. 中国矿业. 2015(01)
[8]基于直线Hough变换的图像配准方法[J]. 曲智国,谭贤四,林强,王红,高颖慧. 计算机科学. 2014(S2)
[9]基于无线传感器的嵌入式森林防火智能监测系统[J]. 田仲富,王述洋,黄英来. 智能系统学报. 2014(06)
[10]基于无线网桥技术构建五里湖景区水域CCTV系统[J]. 吴海峰,王恺. 中国水运(下半月). 2014(10)
博士论文
[1]水文信息系统现代化研究[D]. 舒大兴.河海大学 2005
硕士论文
[1]基于嵌入式Linux的远程视频监控系统[D]. 王哲梁.杭州电子科技大学 2014
[2]基于3G和Web技术的远程监控系统[D]. 宋叶未.东华大学 2014
[3]基于北斗的远程水文监测系统[D]. 陈钢.西南石油大学 2013
[4]智能视频监控平台开发及其在停车场车牌识别系统中的应用与实现[D]. 陈泳.长沙理工大学 2013
[5]基于嵌入式Linux的实验室远程监控系统设计[D]. 王俊青.中国海洋大学 2012
[6]车牌识别系统的相关算法研究与实现[D]. 刘同焰.华南理工大学 2012
[7]基于OpenCV和CUDA的车牌识别系统的软件设计与实现[D]. 汤方义.吉林大学 2011
[8]基于数字图像处理的液位检测[D]. 赵洪圣.天津大学 2010
[9]基于GPRS与Web技术液氮液位远程监控系统研究[D]. 窦晓明.东北大学 2010
[10]帧速率上转换算法的研究与实现[D]. 宋锦.天津大学 2008
本文编号：3592142
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 水位监测技术的国内外发展概况
1.2.1 国内研究发展概况
1.2.2 国外研究发展概况
1.3 远程视频监测技术研究现状
1.4 本文主要内容
第二章 水面图像预处理
2.1 引言
2.2 图像质量分析
2.2.1 水面图像特点
2.2.2 直方图质量衡量方法特点
2.2.3 质量评价方法
2.3 水面降质图像增强
2.3.1 基于直方图均衡化的增强方法
2.3.2 基于类S曲线灰度拉伸的增强方法
2.3.3 试验结果及分析
第三章 基于HSV及区域生长法的水文图像分割
3.1 色彩模型的选取
3.1.1 RGB色彩模型
3.1.2 HSV色彩模型
3.1.3 色彩的量化区间确定方法
3.1.4 色彩量化算法的优化
3.2 图像的形态学处理方法
3.2.1 膨胀
3.2.2 腐蚀
3.2.3 开运算和闭运算
3.3 图像分割方法
3.3.1 分水岭
3.3.2 最大类间方差法（OTSU）
3.3.3 区域生长算法
3.3.4 区域生长算法的改进应用
3.4 实验结果及分析
3.4.1 分割模型框架及评测标准
3.4.2 水文实景图像分割
3.4.3 模拟浮标图像分割
第四章 基于YCrCb及Hough变换的水文图像分割
4.1 水文图像的预处理
4.1.1 YCrCb色彩模型的选用
4.1.2 自适应阈值二值化
4.1.3 水文尺特征形态处理
4.2 Canny算子边缘检测
4.3 Hough变换检测水文尺边界
4.3.1 对边缘检测后的图像进行Hough变换
4.3.2 Hough变换的改进
4.4 水文尺判读
4.4.1 水文尺倾斜矫正
4.4.2 直方图统计刻度线
4.4.3 字符识别
4.5 测试与分析
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]支持向量机耦合韦伯局部描述符的图像伪造检测算法[J]. 冯晓川,隋新. 计算机工程与设计. 2016(07)
[2]长江水文监测体系的创新实践[J]. 王俊. 人民长江. 2015(19)
[3]基于GPRS/GSM的道路水情自动监测与排放系统设计[J]. 徐敏,姚年春,徐大诏. 中国给水排水. 2015(15)
[4]长江口水文监测站网布局研究[J]. 顾圣华,李琪. 华东师范大学学报(自然科学版). 2015(04)
[5]一种基于OpenCV的车牌识别定位方法的研究与实现[J]. 卓俊宇,胡志慧. 中国管理信息化. 2015(13)
[6]论水文监测信息生产现代化体系的构建[J]. 香天元,熊珊珊. 人民长江. 2015(03)
[7]基于AVR单片机和LabVIEW的矿井地表水文监测系统的设计[J]. 程丽平,刘传玺,谭永海. 中国矿业. 2015(01)
[8]基于直线Hough变换的图像配准方法[J]. 曲智国,谭贤四,林强,王红,高颖慧. 计算机科学. 2014(S2)
[9]基于无线传感器的嵌入式森林防火智能监测系统[J]. 田仲富,王述洋,黄英来. 智能系统学报. 2014(06)
[10]基于无线网桥技术构建五里湖景区水域CCTV系统[J]. 吴海峰,王恺. 中国水运(下半月). 2014(10)
博士论文
[1]水文信息系统现代化研究[D]. 舒大兴.河海大学 2005
硕士论文
[1]基于嵌入式Linux的远程视频监控系统[D]. 王哲梁.杭州电子科技大学 2014
[2]基于3G和Web技术的远程监控系统[D]. 宋叶未.东华大学 2014
[3]基于北斗的远程水文监测系统[D]. 陈钢.西南石油大学 2013
[4]智能视频监控平台开发及其在停车场车牌识别系统中的应用与实现[D]. 陈泳.长沙理工大学 2013
[5]基于嵌入式Linux的实验室远程监控系统设计[D]. 王俊青.中国海洋大学 2012
[6]车牌识别系统的相关算法研究与实现[D]. 刘同焰.华南理工大学 2012
[7]基于OpenCV和CUDA的车牌识别系统的软件设计与实现[D]. 汤方义.吉林大学 2011
[8]基于数字图像处理的液位检测[D]. 赵洪圣.天津大学 2010
[9]基于GPRS与Web技术液氮液位远程监控系统研究[D]. 窦晓明.东北大学 2010
[10]帧速率上转换算法的研究与实现[D]. 宋锦.天津大学 2008
本文编号：3592142
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3592142.html
