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题 目 卫星云图推导云迹风的研究
M8 t$ v8 j$ w$ \) ^ k摘 要：
* M: a9 G& N) u. j本文针对卫星云图推导云迹风的问题，首先对卫星采集的灰度矩阵数据进行预处理，; |1 l& s3 e+ S; i. O
并通过坐标变换将其投影到经纬度坐标上，经过等距节点插值方法，形成新的灰度矩阵， j" I. B5 p: [: J( Z* t1 Q/ ^
并以此数据为依据，分别建立了基于相关系数法和基于灰度梯度以及边缘特征匹配的风4 X0 U+ c/ f- x5 J
矢场度量模型，对相应的坐标点进行了风矢量的计算以及等压面的求取。
3 ~. Y! x% p1 ] r: K0 e针对问题1，首先对地球和卫星建立空间几何模型，求取灰度矩阵行列号对应于地( e8 d1 @. C" m; ^$ e
球经纬度的推导公式，然后对卫星采集的灰度数据进行降噪滤波处理，并根据海岸线经
" o8 X5 c. ?4 [' V5 N. a纬度经过公式反推得到其在卫星云图的位置坐标，最后画出带海岸线的卫星云图。
# H6 ?) {& b2 a) n针对问题2，首先经过坐标变换和节点插值形成投影平面上新的灰度矩阵，然后针
7 }# T" F+ k: i0 b% o, m/ ~对窗口大小和搜索范围固定的特征匹配模式，使用相关系数法建立风矢场度量模型，并
8 e/ j% V1 _+ w& J& A7 a! p' ]9 g5 ~1 a加入图像预处理、云块识别、相关系数阈值检验、风矢质量检测和连续性检测等环节，+ a3 q6 y9 W+ V& F' M
对指定位置上的风矢进行了计算，并进行了各处理环节的有效性分析。/ M6 ~2 x% v }" Q% z4 ]# W k, j
针对问题3，根据图像窗口匹配和特征匹配两种匹配类型，分别采用基于灰度梯度# x9 h$ M, m8 K( \& ]7 [0 I
的风矢场模型和基于图像边缘特征提取的风矢场模型进行建模。采用Sobel 算子对图像" {6 X$ K! c S8 Q5 s
灰度梯度分类。从而自适应确定窗口大小。' V4 i/ ~" o6 l, o& q
针对问题4，以16×16 像素块为计算单位，对各像素点的温度值进行再处理。对各
3 n+ b# k9 _" @' b' q云块进行温度直方图分析，并计算能够表征云块整体云顶特征的加权平均温度，然后对
) I7 y% n& ^# n8 n7 P( F; h2 a! f云块内所有像素点进行温度调整，在通过对照温度数值预报文件，得出各风矢点的等压, e/ \4 Y6 N$ B6 G8 G# T1 F1 o
面。# W8 B6 s* W% P6 F4 }, d$ S
关键词：坐标变换，相关系数法，风矢计算,自适应窗口，灰度梯度
! G% I" k$ f% G5 W/ T+ U* I
( E, s+ V8 a4 @2 |9 D. Y
, g8 }: H% t. B+ ~7 P: z4 p
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