基于边缘检测法的风自记纸图像数字化

摘要

风自记纸是客观记录风向风速的珍贵观测资料。利用数字图像处理技术实现风自记纸迹线数据的提取和图像的数字化,是对气象历史档案的有效拯救,也是获取长序列历史分钟、小时等高分辨率风数据的有效途径,这些数据必将为极端天气事件成因和气候长期变化趋势原因分析提供有利条件。应用基于Otsu算法改进的Canny图像边缘检测方法设计开发了EL型电接风自记纸迹线数据提取软件系统,将读取的彩色风自记纸图像进行灰度处理,采用Canny算法对图像进行边缘检测,通过Radon变换求解图像的旋转角度对图像进行倾斜校正,采用Otsu算法对灰度图进行二值化,然后根据风自记纸的特征,从二值图中提取风速风向迹线,并经过去除噪音、细化、去毛刺等一系列处理获取风向风速网格和迹线坐标,根据风速风向计算方法将迹线数据转换生成分钟、小时和日最大风向风速。应用效果表明:系统对标准的EL型电接风自记纸图像识别率可达到100%,经与A文件中人工整理的风向风速记录对比,能够满足风自记纸图像数字化的数据质量和精度需求。