基于IDL语言的海表温度船测数据处理系统设计与实现

摘要

海表温度(Sea Surface Temperature，SST)是非常重要的海洋基础信息和环境参数。系统、精确的对SST进行测量意义重大。卫星遥感是大面积长期重复观测海表温度的理想方式，而精确的SST现场测量数据对于印证和提高卫星遥感SST的反演精度起着至关重要的作用。接触式现场测量所测SST数据尽管精度较高，但破坏了海表皮温结构，所测SST为海表下厘米到米量级的数据，船载红外辐射计则与卫星遥感一样，获取的是微米级厚度的海表皮温，因而利用船载红外辐射计作为现场测最数据印证和提高卫星遥感SST的反演精度是目前比较先进的方法。本文使用的船载红外辐射计已被证明有着良好的精度以及较高的自动化程度，在本文中它和其他船载仪器组成船测系统通过获取SST、日照辐射量、水线下船体温度等数据并在经过处理之后用于对红外辐射计SST数据的比较分析。
　　本文针对以船载红外辐射计为核心的船测系统数据的处理，利用第四代数据分析和图像化计算机可视化语言（Interface data language，IDL，交互式数据语言）设计开发了集输入、处理、可视化等功能为一体的具有良好人机交互性图形用户界面的处理软件，旨在节省操作者大量时间和精力，达到更加高效、方便、快捷的处理和使用船测数据的目的。首先针对用户需求和红外辐射计处理算法进行分析研究，明确数据处理流程，并确定软件功能需求。而后对IDL语言的GUI规则和开发流程学习研究进而完成软件系统的前期设计。最后按照主控模块、输入模块、处理模块和可视化模块四个模块对软件系统进行开发，并对每个模块的开发过程做出详细的介绍。主控模块采用图形用户界面的方式负责用户和软件间的人机交互工作，输入模块完成待处理文件和数据的输入工作，处理模块负责按照用户操作对数据进行相应的处理并保存。输出模块将处理结果进行可视化方便用户分析使用。本系统成功实现船载红外辐射计数据预处理、船载红外辐射计数据与船载温度传感器数据、自容式温深仪数据以及日照辐射计数据间相互的匹配比较可视化、航线图绘制、黑体标定处理等功能。最后通过具体应用实例对软件系统的操作和功能进行展示。
　　本软件系统可节省用户大量的时间并减少操作的复杂度从而使误操作的可能也大大减小，使海表温度船测数据的处理和分析过程更加高效便捷。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．1．1 船载红外辐射计获取海表温度现状

1．1．2 IDL语言简介及其在软件开发现状

1．2 研究内容及意义

2 系统概况

2．1 系统设备介绍

2．2 系统数据介绍

2．3 本章小结

3 软件GUI设计原理

3．1 主控模块图形用户界面编程思路

3．2 GUI组件设计与激活

3．3 GUI循环控制与组件事件处理

3．4 组件通信

3．5 本章小结

4 系统功能与模块设计

4．1 功能需求分析

4．2 软件结构设计

4．3 模块设计方案

4．3．1 主控模块设计方案

4．3．2 输入模块设计方案

4．3．3 处理模块设计方案

4．3．4 可视化模块设计方案

4．4 本章小结

5 模块程序实现

5．1 主控模块程序实现

5．1．1 窗口主体程序

5．1．2 菜单栏程序

5．1．3 数据处理操作区程序

5．1．4 数据可视化区程序

5．2 输入模块编程实现

5．2．1 文件读入部分程序

5．2．2 数据读取部分程序

5．3 处理模块编程实现

5．3．1 时间获取函数程序

5．3．2 数据处理子程序

5．4 可视化模块编程实现

5．4．1 全时同序列图像可视化程序

5．4．2 每日图像可视化程序

5．5 本章小结

6 应用实例

6．1 ISAR走航情况分析

6．2 船测数据分析

6．3 本章小结

7 结论与展望

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文