基于图像兴趣窗格测算大气能见度的方法研究

发布时间：2020-11-05 07:18

　　 能见度是一项重要的气象要素,它的准确测量对许多行业有重要意义,尤其是交通运输行业。传统的能见度测量方法有目测法与器测法。前者由于具有一定的主观性,精度不高；后者存在成本较高、安装困难、操作复杂、覆盖范围有限等不足。为了有效简便地测算能见度,从视频图像入手,将图像分成若干窗格,计算出各窗格的灰度均值与均方差作为因子,通过因子与能见度的时间序列上的相关性分析,筛选出较优因子与最优兴趣窗格来建立模型,拟合出能见度值并进行验证。研究结果表明：就所选因子而言,均方差作为因子参与建模的模拟效果较均值优；最优兴趣窗格的能见度方法研究的临界点约为50米,50米以下的能见度该方法不适用,50米以上的能见度情况下拟合结果良好,且在低能见度水平下的模拟结果更可靠；在不同能见度水平下,最优兴趣窗格的位置发生变化,其整体位置伴随着能见度水平的降低逐渐靠近数字摄影设备,满足通过人眼识别最远目标物估算能见度的原理；同时发现绝大多数最优窗格灰度值均方差在单幅图像中的百分位分布存在一定规律,能见度水平越低,其百分位越高,通过这一规律可确定未知能见度观测值的图像其对应的能见度等级,再由对应能见度等级的拟合模型测算能见度。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：P427.2;P412.17
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究意义与目的
    1.2 大气能见度测量方法概述
        1.2.1 传统的能见度测量方法介绍
        1.2.2 基于图像理解的能见度测量方法简述
    1.3 基于图像理解的能见度估算方法研究国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文主要内容概述
第二章 数据与技术路线
    2.1 数据介绍
    2.2 技术路线
    2.3 数据预处理
第三章 能见度测量基础与方法
    3.1 能见度相关概念与术语
        3.1.1 能见度
        3.1.2 气象能见度
        3.1.3 能见度等级的划分
    3.2 能见度检测原理
        3.2.1 影响能见度的因素
        3.2.2 大气与视觉
        3.2.3 大气消光系数与大气能见度
    3.3 能见度传统测量方法
        3.3.1 人工目测
        3.3.2 器测法
    3.4 本章小结
第四章 基于图像理解的能见度测算方法
    4.1 基于预设标识物的能见度估计方法
        4.1.1 基于预设标识物的能见度估计方法的简述
        4.1.2 基于预设标识物的能见度估计方法的实施步骤
    4.2 基于机器学习法的能见度估计方法
        4.2.1 常用的图像特征
        4.2.2 基于机器学习法能见度测算方法的局限
    4.3 本章小结
第五章 基于图像兴趣窗格的能见度测算
    5.1 较优因子与最优兴趣窗格研究
        5.1.1 较优因子与最优兴趣窗格筛选
        5.1.2 最优兴趣窗格位置分析
    5.2 拟合结果与分析
        5.2.1 回归分析
        5.2.2 拟合结果
    5.3 模型验证
        5.3.1 最优窗格灰度值均方差的百分位分布规律
        5.3.2 图像测算能见度
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文的工作总结
    6.2 创新与特色
    6.3 研究的不足与展望
参考文献
致谢
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本文编号：2871309