气象传真图与电子海图叠加技术的研究

作     者：孙铭雪 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘繁明

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：气象传真图 电子海图 信息识别 叠加 

摘      要：电子海图显示与信息系统（ECDIS）以其形象、直观、运用灵活的特性,受到越来越多人的关注,被认为是继雷达ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。它能够实现计划航线、进行航路监视、完成海图作业、自动记录数据等,极大提高了航海自动化程度。与此同时,随着人们对航运安全、效率及可靠性方面要求的提高,如何合理、高效、快速、直观地应用海洋气象信息成为目前各国争相研究的重要课题之一。气象传真图是海洋数值预报产品图形化的表达方式,船舶利用气象传真接收机接收所需海区不同气象台站发布的传真天气图进行海洋气象预报。如果将气象信息融入电子海图系统进行显示,不仅能够使海上航行人员轻松地监视船舶航行动态及进行相关的海图作业还可以监察、预测海区周围海洋及天气状况,尽可能制定航行计划规避风险,对于扩大ECDIS系统的信息涵盖范围,提高系统的信息处理能力具有重要的现实意义。 本文在分析现有的计算机图像处理技术与信息识别算法的基础上,研究将气象传真图融入电子海图系统的实现方法。通过对气象传真图进行数字化识别,将不同种类,不同时次的气象传真图上的信息分别进行提取,得到正确、层次化的气象信息并叠加到电子海图平台进行显示,以解决气象信息查询不便,使用效率低的问题,丰富并扩大了电子海图的功能。 论文在分析常用降噪方法的基础上,结合气象传真图的特点,提出了一种模板法与邻域平均法相结合的气象传真图降噪方法,并进行了工程实现;采用Hough变换及双线性插值算法实现了传真图像倾斜校正;提出通过识别气象传真图图题内容,实现了气象传真图分类;参考电子海图数据格式,将气象传真图上的不同信息进行了提取、分层处理;根据传真图的投影不同方式,建立了大地坐标系下的气象传真图数据文件;在分析电子海图显示过程的基础上,研究了实现气象传真图投影方式向电子海图投影方式的转换方法;给出了气象传真图与电子海图叠加的方法,并进行了设计实现。