基于GPRS的黃河冰凌圖像遠程測報系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、本課題是在2009年度高等學(xué)校博士學(xué)科點博導(dǎo)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(shù)應(yīng)用研究。
　　 針對黃河中上游冰凌災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)的建設(shè)，本課題研究通過采用特定的技術(shù)手段，在黃河冰凌汛期遠程獲取河道現(xiàn)場實時冰凌圖像信息，通過特定圖像數(shù)據(jù)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(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)。
　　 為實現(xiàn)這一目的，論文提出利用CCD攝像機采集黃河河道的現(xiàn)場冰凌圖像數(shù)據(jù)，通過GPRS圖像數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)的無線遠程傳送，在圖像數(shù)據(jù)處理中心通過專用冰凌圖像處理軟件對獲得的數(shù)據(jù)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(shù)方案。
　　 為了實現(xiàn)這一技術(shù)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(shù)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(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)攝像機標定實驗：由于要進行圖像的相關(guān)測量，攝像機標定的準確性直接關(guān)系到了最后測量結(jié)果的精度。論文提出在系統(tǒng)設(shè)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(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(chǔ)上，作者與課題小組共同設(shè)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(nèi)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(shù)據(jù)。對工程試驗和獲取數(shù)據(jù)的分析表明，在惡劣的野

5、外工作環(huán)境下“GPRS黃河冰凌圖像測報處理系統(tǒng)”工作穩(wěn)定、運行可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)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(shù)，取得了較好的效果。從試驗中也發(fā)現(xiàn)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(fù)雜性，冰凌流速參數(shù)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(guān)于