基于GPRS的黃河冰凌圖像遠(yuǎn)程測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、本課題是在2009年度高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)博導(dǎo)類專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20091402110004)和2009年山西省研究生優(yōu)秀創(chuàng)新項(xiàng)目(800104021 00171)資助下進(jìn)行的一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用研究。
　　 針對(duì)黃河中上游冰凌災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)，本課題研究通過采用特定的技術(shù)手段，在黃河冰凌汛期遠(yuǎn)程獲取河道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)冰凌圖像信息，通過特定圖像數(shù)據(jù)處理進(jìn)一步獲得河面冰凌分布密度和冰凌流速等凌情重要參數(shù)，從而為黃河凌汛預(yù)警和防凌管理部門提供決

2、策依據(jù)。
　　 為實(shí)現(xiàn)這一目的，論文提出利用CCD攝像機(jī)采集黃河河道的現(xiàn)場(chǎng)冰凌圖像數(shù)據(jù)，通過GPRS圖像數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)程傳送，在圖像數(shù)據(jù)處理中心通過專用冰凌圖像處理軟件對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和標(biāo)定，從而獲取黃河河道的實(shí)時(shí)冰凌分布密度和冰凌流速的技術(shù)方案。
　　 為了實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)方案，本論文從四個(gè)方面進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究：
　　 (1)基于Matlab的數(shù)字圖像處理工具箱IPI的可行性仿真試驗(yàn)：

3、首先利用Matlab的IPT工具箱在實(shí)驗(yàn)室條件下，對(duì)已有的黃河冰凌圖片進(jìn)行處理，從而驗(yàn)證通過數(shù)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(shù)的方案是可行的。
　　 (2)攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)：由于要進(jìn)行圖像的相關(guān)測(cè)量，攝像機(jī)標(biāo)定的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到了最后測(cè)量結(jié)果的精度。論文提出在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，前端冰凌圖像采集裝置采有單CCD攝像機(jī)固定位置測(cè)量系統(tǒng)，而暫不采用云臺(tái)控制，從而減小在前期的攝像機(jī)標(biāo)定任務(wù)工作量。
　　 (3)基于華

4、為核心通訊模塊GTM900C的GPRS數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)。
　　 (4)上位機(jī)圖像的接收解碼和冰凌圖像處理方法的效果最優(yōu)實(shí)驗(yàn)。
　　 在理論研究與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，作者與課題小組共同設(shè)計(jì)了“GPRS黃河冰凌圖像測(cè)報(bào)處理系統(tǒng)”，2009．12—2010．3采用該系統(tǒng)在內(nèi)蒙黃河頭道拐水文站黃河斷面進(jìn)行了三個(gè)月的連續(xù)試驗(yàn)，完整觀測(cè)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(shù)據(jù)。對(duì)工程試驗(yàn)和獲取數(shù)據(jù)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(cè)報(bào)處理系統(tǒng)”工作穩(wěn)定、運(yùn)行可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)冰凌圖像的無線遠(yuǎn)程傳送，所編制的冰凌圖像處理軟件可以準(zhǔn)確地獲得河道的冰凌分布密度參數(shù)，取得了較好的效果。從試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)新系統(tǒng)還存在一些問題。如：
　　 (1)由于當(dāng)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(fù)雜性，冰凌流速參數(shù)還不能穩(wěn)定正確獲得。
　　 作者對(duì)這些問題的解決也提出了一些想法和建議，如關(guān)于