【摘要】：森林資源在人類發(fā)展中扮演著重要的角色,然而森林火災(zāi)卻是森林資源保護(hù)的最大阻礙,因此,對森林火災(zāi)的監(jiān)測和防護(hù)具有非常重要的意義。本文從煙霧的本質(zhì)屬性入手,對森林火災(zāi)煙霧的視頻圖像進(jìn)行深入探究,同時(shí)在空氣動力學(xué)理論的指導(dǎo)下,提取出煙霧的動力學(xué)特征作為林火識別的判據(jù),主要研究內(nèi)容如下:(1)采用視頻拍攝的方式收集煙霧圖像數(shù)據(jù),以煙霧的視頻圖像為研究對象,探索煙霧在其擴(kuò)散運(yùn)動過程中與空氣動力之間的關(guān)系,旨在發(fā)掘煙霧發(fā)生側(cè)移、運(yùn)動路徑變化的深層原因,尋找識別煙霧的特征目標(biāo)量,從而增加林火煙霧探測方法中煙霧的識別特征。(2)對煙霧圖像進(jìn)行顯性化處理和形態(tài)學(xué)處理,確定了煙霧提取區(qū)域,保證了后續(xù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。本文針對森林火災(zāi)煙霧自身的擴(kuò)散運(yùn)動,對煙霧進(jìn)行了散度和運(yùn)動路徑角分析,并繪制出煙霧的動力學(xué)曲線,計(jì)算出煙霧運(yùn)動路徑角,得到煙霧特有的動力學(xué)特征。通過對比分析,發(fā)現(xiàn)煙霧散度的正負(fù)值變化劇烈,且相對于云的動力學(xué)曲線及運(yùn)動路徑角來看,煙霧的動力學(xué)曲線波動范圍大,煙霧運(yùn)動路徑角范圍廣。(3)在數(shù)據(jù)處理中將整體的圖像數(shù)據(jù)分割為具有坐標(biāo)屬性的像素集合數(shù)據(jù),使圖像數(shù)據(jù)幾何化和數(shù)字化,減少了冗余數(shù)據(jù)量,提高了計(jì)算速度,加快了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。通過上述研究,表明煙霧在其擴(kuò)散運(yùn)動中具有獨(dú)特的動力學(xué)特征,可以用于林火煙霧識別。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S762;TP391.41
【圖文】：

逡逑位于制高點(diǎn)的攝像機(jī)，記錄著煙餅煙霧從開始產(chǎn)生到由于空氣作用煙霧消失的整逡逑個(gè)過程，形成一個(gè)時(shí)間序列圖像，每隔１０秒對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像采集，如圖２－１所逡逑示。視頻數(shù)據(jù)的優(yōu)勢是記錄了煙霧發(fā)生過程的整個(gè)時(shí)間、空間場景信息，其中包含了逡逑煙霧的特征，如煙霧楾色信息、煙霧各個(gè)時(shí)刻所處狀態(tài)、煙霧形狀等。逡逑＇．．．邋．．．邋．．逡逑圖２－１原始圖像數(shù)據(jù)逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｏｒｉｇｉｎａｌ邋ｉｍａｇｅ邋ｄａｔａ逡逑基于空氣動力學(xué)理論的煙霧運(yùn)動曲線，即煙霧動力學(xué)曲線，需要統(tǒng)計(jì)煙霧關(guān)鍵時(shí)逡逑刻的運(yùn)動狀態(tài)，因此原始獲得的圖像數(shù)據(jù)便不能不加分析和處理地直接用于后續(xù)的計(jì)逡逑算中。一方面原因是初始煙霧數(shù)據(jù)包含有不涉及，也不影響后續(xù)計(jì)算的冗余信息；另逡逑９逡逑

邐２林火煙霧圖像處理邐逡逑對應(yīng)在公式中本實(shí)驗(yàn)采用＝邋１９０／２５５，／？？妙＿／？邋＝邋２３０／２５５，逡逑［／６ｗ＿ｏｗ／，／？／ｇ／７＿ｏｗ／］為空矩陣，ｇｏｗｍａ邋＝邋ｌ，代進(jìn)公式對圖像進(jìn)行灰度處理，使得原逡逑始圖像的灰度級間隔變大，尺度值拉大，從而使得目標(biāo)區(qū)域變得更加明顯，突出。如逡逑圖邋２－２。逡逑

得到目標(biāo)區(qū)域。在林場森林大背景下，煙霧的出現(xiàn)使得視頻檢測設(shè)備先后采集的圖像逡逑數(shù)據(jù)不一致，因此對煙霧的提取可以采用背景差分方法。差分得到的目標(biāo)區(qū)域即煙霧逡逑存在區(qū)域，如圖２－４所示。逡逑■■■■逡逑■■■■逡逑ＭＭ逡逑圖２－４煙霧提取圖像逡逑Ｆｉｇ．邋２－４邋Ｓｍｏｋｅ邋ｅｘｔｒａｃｔ邋ｉｍａｇｅｓ逡逑１５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2770343