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[2012D题优秀论文] 基于卫星云图的风失场度量模型与算法探讨（包含完整代码）

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发表于 2013-7-30 06:02 |只看该作者 |倒序浏览

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题目基于卫星云图的风失场度量模型与算法探讨
摘要：
本文以卫星云图数据（灰度矩阵）作为研究对象，根据问题要求，给出了视场坐标换算公式，得到灰度矩阵与实际地理位置的对应关系，建立了描述风矢场的度量模型，并对计算出的风矢进行了质量控制，以减少不准确风矢或随机风矢数量。为了进一步提高像素匹配质量，本文也构造了两种图像匹配特征，设计出了能自适应地确定窗口大小和搜索范围的方法，此方法可以兼顾局部风矢和整体风矢，并且它进一步减少了不准确风矢数量。最后，本文求出了所有非零风矢所在的等压面，并绘制出了带有风矢图标的卫星云图。
在模型建立的第一部分，我们运用空间几何的知识，给出了灰度矩阵元素行列号对应于经纬度坐标的换算公式，同时也给出了经纬度坐标对应于灰度矩阵元素行列号的换算公式，即实现了灰度矩阵元素行列号与对应经纬度的双向换算，这是本题的基础。
第二部分中，我们用交叉相关法建立了度量模型，即采用最大相关系数匹配算法来寻找云块在不同时间卫星云图中的位置，从而得到云块的位移，进而计算出风矢的大小和方向。
第三部分中，为了能够自适应地调整窗口大小，我们通过灰度直方图和像素之间灰度值大小关系，引入了两种新的图像匹配特征，并建立了自适应调整窗口大小的匹配算法。
第四部分中，我们利用线性插值的方式以及压强与温度、经纬度的数据关系确定了每一个风矢的压强大小。
关键词：互相关系数图像特征匹配图像识别坐标变换双线性插值