中國(guó)極地科考K eogram數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng).pdf

1、近年來(lái)，越來(lái)越多的國(guó)家在南北極建立極光觀測(cè)站，對(duì)極光的特性和形態(tài)變化進(jìn)行深入的研究。極光形態(tài)特征及其表現(xiàn)形式與地球磁場(chǎng)的變化及發(fā)生在磁層邊界層的諸多動(dòng)力學(xué)過(guò)程有密切的關(guān)系，因此研究各類極光形態(tài)具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先介紹了極光圖像的研究背景以及極光圖像數(shù)據(jù)處理的發(fā)展與現(xiàn)狀，分析了極光數(shù)據(jù)處理中的問(wèn)題以及引入極光概要圖（即Keogram圖）對(duì)極光研究的意義，然后提出了極光概要圖數(shù)據(jù)處理的方法以及極光概要圖的可

2、視化方法。本文的主要研究?jī)?nèi)容是：
　　1.極光概要圖數(shù)據(jù)處理方法。包括極光概要圖磁子午線數(shù)據(jù)的提取，Keogram數(shù)據(jù)的合成以及數(shù)據(jù)的保存。是極光概要圖數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)算法。在對(duì)算法的實(shí)現(xiàn)中采用多通道數(shù)據(jù)處理的方法，并對(duì)數(shù)據(jù)處理的過(guò)程進(jìn)行模塊化處理，使該算法能夠很好的嵌入到系統(tǒng)的各個(gè)模塊，保證了系統(tǒng)能同時(shí)處理不同波段、不同時(shí)間段的極光圖像，生成極光概要圖數(shù)據(jù)并使之可視化。
　　2.極光概要圖數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的核心功能。主要包含三個(gè)

3、模塊的設(shè)計(jì)：歷史數(shù)據(jù)處理模塊，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)的批量處理模塊。三個(gè)模塊的數(shù)據(jù)處理邏輯過(guò)程各不相同。歷史數(shù)據(jù)的處理是處理本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，能夠處理任意波段，任意時(shí)間段內(nèi)的極光概要圖數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理主要側(cè)重于處理過(guò)程的實(shí)時(shí)性，同時(shí)處理三個(gè)波段的實(shí)時(shí)極光圖像。數(shù)據(jù)的批量處理是對(duì)十幾天甚至幾個(gè)月的數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理并保存為Mat文件。
　　3.極光概要圖可視化方法及系統(tǒng)問(wèn)題的解決。在數(shù)據(jù)可視化方面，本文實(shí)現(xiàn)了對(duì)歷史數(shù)據(jù)的跨天處理，使4

4、8小時(shí)之內(nèi)的極光概要圖可以連續(xù)的顯示，解決了由于極光數(shù)據(jù)跨度過(guò)大而導(dǎo)致偽彩色圖像不能精確顯示的問(wèn)題，提出了動(dòng)態(tài)可變的偽彩色圖映射方法，使局部的偽彩色圖可以更好的反映極光圖像的信息，并且可以實(shí)現(xiàn)在鼠標(biāo)移動(dòng)的操作下實(shí)現(xiàn)了單幀圖像的磁子午線與原始圖像的對(duì)應(yīng)方法。對(duì)于極光信息標(biāo)注方面，用日歷的形式檢索各天的極光圖像，解決了極光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的復(fù)雜路徑問(wèn)題，并在日歷中標(biāo)注極光圖像的數(shù)量以及科研評(píng)價(jià)星標(biāo)等信息標(biāo)注。
　　在整個(gè)數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

5、中，也有許多可以繼續(xù)完善之處。極光概要圖數(shù)據(jù)處理的效率方面還有很大的優(yōu)化空間，需要對(duì)數(shù)據(jù)處理的算法更進(jìn)一步改善，優(yōu)化時(shí)間復(fù)雜度，使處理時(shí)間進(jìn)一步縮短。目前系統(tǒng)僅適用于處理北極黃河站所觀測(cè)的數(shù)據(jù)，由于存儲(chǔ)路徑格式，文件命名方法以及圖像類型的不同，該系統(tǒng)還不能處理其他科考站的數(shù)據(jù)，需要在系統(tǒng)的通用性方面做更多的研究。實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸中對(duì)于未傳輸完成的文件應(yīng)該加以標(biāo)注，否則在處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)讀到不完整的壓縮文件時(shí)會(huì)造成程序的崩潰，以后需要提高解壓算