多点异构激光雷达监测数据处理方法及可视化平台研究

摘要

目前，气候变化越来越剧烈，气候问题已成为全球关注的焦点问题，而对大气进行有效的监测，有助于我们快速又准确的掌握气象变化的规律，从而在面对突发性灾害天气时可以做出有效的预警和科学的处理。激光雷达作为一种主动遥感探测技术已经成为大气环境探测的重要手段和工具，但是目前激光雷达探测站点多属于单点探测，各单点激光雷达监测数据在数据类型、数据格式、数据精度、数据量纲等方面呈现出差异性，无法满足数据共享，同一尺度下分析对比雷达监测数据的需求。这种情况极大地阻碍了大尺度区域性大气环境参数的空间分布与变化规律深入分析工作的有效开展。因此，需要研究多点异构激光雷达监测数据处理方法并构建可视化平台。
　　本文在对国内外激光雷达监测数据处理现状分析的基础上，提出并研究了多点异构激光雷达监测数据处理方法及可视化平台。在可视化平台的构建过程中有待解决的几个关键问题主要为：各站点间的数据互为异构，不能直接相互利用；雷达监测数据离散性强，范围广，缺乏连续性；雷达监测数据量大，需要从整体数据挖掘大气参数的特性，无法从数据表面直接进行分析。
　　为解决以上问题，本文在研究多点异构激光雷达监测数据处理方法及可视化平台时主要做了以下工作：由于各站点的监测数据没有形成统一的数据分析利用标准，文中给出了大气激光雷达监测数据的统一定义；提出异构数据统一化转换方法使各个站点的异构监测数据转换为具有相同结构的数据，便于共享分析；设计基于灰预测理论的数据插值方法，使雷达监测数据连续化；设计并实现多点异构激光雷达监测数据可视化平台，借助可视化辅助手段对大气参数进行直观呈现，便于监测专业人员分析。并且，经过实验测试证明了多点异构激光雷达监测数据处理方法的有效性及可视化平台的合理性与准确性。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 本文相关内容国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容及章节安排

1.4 本章小结

2激光雷达监测数据特性分析及可视化平台框架

2.1 激光雷达监测数据特点

2.2 激光雷达数据可视化分析技术

2.3 多点异构激光雷达监测数据可视化平台框架

2.4 本章小结

3 多点激光雷达监测数据处理方法研究

3.1 大气激光雷达监测数据统一定义

3.2 垂直探测激光雷达异构监测数据统一化转换方法

3.3 激光雷达监测数据插值方法

3.4 激光雷达监测数据色彩映射方法

3.5 实验结果与分析

3.6 本章小结

4 多点异构激光雷达监测数据可视化平台设计

4.1 多点异构激光雷达监测数据可视化平台总体设计目标

4.2 激光雷达监测网网络拓扑结构

4.3 系统功能结构

4.4 平台主要功能模块设计

4.5 数据库设计

4.6 本章小结

5 多点异构激光雷达监测数据可视化平台主要功能模块实现

5.1 文件管理

5.2 监测数据可视化

5.3 站点相关信息管理

5.4 人员管理

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

在校参与项目及成果