基于GPRS的黃河冰凌圖像遠程測報系統(tǒng)設計.pdf

1、本課題是在2009年度高等學校博士學科點博導類專項科研基金項目(20091402110004)和2009年山西省研究生優(yōu)秀創(chuàng)新項目(800104021 00171)資助下進行的一項技術應用研究。
　　 針對黃河中上游冰凌災害預報系統(tǒng)的建設，本課題研究通過采用特定的技術手段，在黃河冰凌汛期遠程獲取河道現場實時冰凌圖像信息，通過特定圖像數據處理進一步獲得河面冰凌分布密度和冰凌流速等凌情重要參數，從而為黃河凌汛預警和防凌管理部門提供決

2、策依據。
　　 為實現這一目的，論文提出利用CCD攝像機采集黃河河道的現場冰凌圖像數據，通過GPRS圖像數據傳輸技術實現現場圖像數據的無線遠程傳送，在圖像數據處理中心通過專用冰凌圖像處理軟件對獲得的數據進行處理和標定，從而獲取黃河河道的實時冰凌分布密度和冰凌流速的技術方案。
　　 為了實現這一技術方案，本論文從四個方面進行了理論和實驗研究：
　　 (1)基于Matlab的數字圖像處理工具箱IPI的可行性仿真試驗：

3、首先利用Matlab的IPT工具箱在實驗室條件下，對已有的黃河冰凌圖片進行處理，從而驗證通過數字圖像處理方法獲取黃河冰凌分布密度和冰凌流速等參數的方案是可行的。
　　 (2)攝像機標定實驗：由于要進行圖像的相關測量，攝像機標定的準確性直接關系到了最后測量結果的精度。論文提出在系統(tǒng)設計初期，前端冰凌圖像采集裝置采有單CCD攝像機固定位置測量系統(tǒng)，而暫不采用云臺控制，從而減小在前期的攝像機標定任務工作量。
　　 (3)基于華

4、為核心通訊模塊GTM900C的GPRS數據傳送實驗。
　　 (4)上位機圖像的接收解碼和冰凌圖像處理方法的效果最優(yōu)實驗。
　　 在理論研究與實驗室試驗的基礎上，作者與課題小組共同設計了“GPRS黃河冰凌圖像測報處理系統(tǒng)”，2009．12—2010．3采用該系統(tǒng)在內蒙黃河頭道拐水文站黃河斷面進行了三個月的連續(xù)試驗，完整觀測了黃河河道封河和開河的全過程，獲取了大量的黃河冰凌圖像數據。對工程試驗和獲取數據的分析表明，在惡劣的野

5、外工作環(huán)境下“GPRS黃河冰凌圖像測報處理系統(tǒng)”工作穩(wěn)定、運行可靠，能夠實現冰凌圖像的無線遠程傳送，所編制的冰凌圖像處理軟件可以準確地獲得河道的冰凌分布密度參數，取得了較好的效果。從試驗中也發(fā)現新系統(tǒng)還存在一些問題。如：
　　 (1)由于當前GPRS傳輸速率的瓶頸，視頻圖像流不很流暢。
　　 (2)由于圖像匹配算法的復雜性，冰凌流速參數還不能穩(wěn)定正確獲得。
　　 作者對這些問題的解決也提出了一些想法和建議，如關于