题 目 卫星云图推导云迹风的研究

摘 要：

本文针对卫星云图推导云迹风的问题，首先对卫星采集的灰度矩阵数据进行预处理， 并通过坐标变换将其投影到经纬度坐标上，经过等距节点插值方法，形成新的灰度矩阵， 并以此数据为依据，分别建立了基于相关系数法和基于灰度梯度以及边缘特征匹配的风矢场度量模型，对相应的坐标点进行了风矢量的计算以及等压面的求取。

针对问题 1，首先对地球和卫星建立空间几何模型，求取灰度矩阵行列号对应于地球经纬度的推导公式，然后对卫星采集的灰度数据进行降噪滤波处理，并根据海岸线经纬度经过公式反推得到其在卫星云图的位置坐标，最后画出带海岸线的卫星云图。

针对问题 2，首先经过坐标变换和节点插值形成投影平面上新的灰度矩阵，然后针对窗口大小和搜索范围固定的特征匹配模式，使用相关系数法建立风矢场度量模型，并加入图像预处理、云块识别、相关系数阈值检验、风矢质量检测和连续性检测等环节， 对指定位置上的风矢进行了计算，并进行了各处理环节的有效性分析。

针对问题 3，根据图像窗口匹配和特征匹配两种匹配类型，分别采用基于灰度梯度的风矢场模型和基于图像边缘特征提取的风矢场模型进行建模。采用 Sobel 算子对图像灰度梯度分类。从而自适应确定窗口大小。

针对问题 4，以 16×16 像素块为计算单位，对各像素点的温度值进行再处理。对各云块进行温度直方图分析，并计算能够表征云块整体云顶特征的加权平均温度，然后对云块内所有像素点进行温度调整，在通过对照温度数值预报文件，得出各风矢点的等压面。

关键词：坐标变换，相关系数法，风矢计算,自适应窗口，灰度梯度