基于GIS的绿潮遥感监测系统的构建与关键技术研究

摘要

作为一种新的海洋灾害，绿潮大面积爆发时，会严重影响海洋环境，破坏海洋渔业和海洋生态系统平衡，因此，必须对其开展及时有效的监测与预警，这具有重要的现实意义。近年来，国内外众多学者越来越关注绿潮，在其生长机理、漂移速度和方向、遥感信息提取方法等方面开展了研究分析，并取得了显著的成果。
　　当前业务中，卫星遥感监测方式凭借大尺度、快速与动态等优点，已成为业务监测的主要手段，其数据处理与信息提取通过专业的遥感软件实现;GIS作为绿潮空间数据处理的必要手段，可以实现绿潮分布信息的提取与业务产品的制作，其功能实现同样依赖于专业的GIS软件。由于遥感监测、空间数据处理等操作需要分别通过商业的遥感与GIS软件实现，目前尚无完全针对绿潮监测业务的一体化软件，导致了整个处理过程繁琐，需要大量的人工交互操作，执行效率较低。
　　本文设计并实现了完全面向业务化的一体化绿潮监测软件，摆脱了对平台的依赖性，提高了效率;对绿潮遥感处理与信息提取流程进行了深入分析与实现，实现了遥感与GIS融合的系统封装与集成;根据业务应用需求，设计了绿潮空间分布信息提取算法;实现了绿潮监测产品自动制作。本文工作主要包括如下三个方面:
　　首先，在绿潮遥感数据处理与绿潮信息提取方面，基于业务化应用的角度，针对不同的数据源，设计并实现了遥感数据处理流程与绿潮信息提取算法。在算法的数据处理流程中，通过设置无参数、默认参数或经验参数的处理方式，实现了遥感监测与GIS处理的准自动“信息传递”，减少了交互，实现了绿潮信息提取的准自动运行。
　　其次，在绿潮空间分布信息提取方面，设计了绿潮分布范围轮廓线自动提取算法，基于遥感信息提取的绿潮散点数据，通过“膨胀”、“腐蚀”以及区域融合等方式，自动提取绿潮分布范围轮廓线，该算法满足了业务化应用需求。
　　最后，基于ENVI/IDL二次开发与ArcGIS二次开发技术，实现了多源卫星影像绿潮监测系统的开发设计，实现了绿潮覆盖信息提取功能、绿潮空间分布信息提取功能、业务化专题图制作和业务快报的制作。其中，详细分析了适用于绿潮业务化应用的RS与GIS的集成方式，实现了绿潮遥感数据处理功能和绿潮覆盖信息提取功能的集成。
　　本文的相关研究成果已经在业务部门试运行，初步满足了业务化应用需求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究目的与意义

1．2 研究主要内容

2 国内外研究现状与发展

2．1 绿潮概况

2．2 我国绿潮爆发概况

2．3 相关研究现状

3 绿潮遥感信息提取

3．1 监测区域分析

3．2 监测数据源分析

3．3 遥感监测数据处理方法

3．4 遥感监测数据处理实现

4 绿潮空间分布信息提取

4．1 需求分析

4．2 空间分布信息提取算法设计

4．3 空间分布信息提取算法实现

4．4 面向应用的空间分布信息提取算法优化

5 RS与GIS平台集成方案设计与实现

5．1 系统需求

5．2 系统开发环境

5．3 软件集成设计

5．4 业务化产品制作

6．结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间主要成果