基于卫星云图的台风云系分割和中心定位研究

摘要

台风是严重影响人类生产生活的灾害性天气系统之一，它给我国东南沿海各省市的工农业生产、交通运输和人民生命财产的安全造成严重威胁和极大损失，其伤亡人数之多在十大自然灾害中高居首位。我国又是世界上台风灾害最为严重的国家之一。准确的预报台风是事关国家和人民生命安全的大问题。台风中心位置的确定是分析预报台风的重要环节。而自动定位台风中心提高了定位的准确性，避免了人工定位中人的因素带来的不确定性。 本文以FY2号气象卫星云图为研究对象。因为准确地从多种云系中分割出台风云系是中心定位的前提，故本文先对卫星云图进行分割，以去掉非台风云系。在此过程中，首先，对原彩色图像进行二值化以便后续的处理；接着，利用数学形态学中开运算和面积特征去掉部分比台风云系小的非台风云系；但是，这时有些云图中尚还存在面积比台风云系面积大的非台风云系。基于此，本文提出了利用台风云墙近似圆形的特征，即偏心率，来去掉利用面积特征无法去掉的非台风云系。最后得到台风的密闭云墙区域。 在台风中心的自动定位中，为了提高算法的适应性，同时又保证定位的准确性，本文提出了从台风云系中去掉云墙的差值图像方法，在此，有效地利用了定位前的台风分割结果，从而解决了台风的螺旋云带和云墙相连使不同骨架段相连的问题；接着，再次利用了上一部分的分割结果，并结合原图像提取出了台风的螺旋云带；然后，在骨架化之前对螺旋云带进行空洞填充，以避免骨架化后出现圆环给中心定位造成的不良影响；最后，利用拟合对数螺旋线来拟合台风的螺旋云带，确定螺旋线的中心位置即为台风的中心位置。通过实验结果证明，本文提出的分割和中心定位方法是有效的。 本文的研究成果对台风预报具有良好的辅助作用，并具有实际应用价值。

目录

文摘

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第一章概述

第二章台云系的分割

第三章台风中心的自动定位

第四章结语

参考文献

第一章序言

第二章台风云系的分割研究

第三章台风中心自动定位研究

第四章未来发展趋势

参考文献