中國極地科考K eogram數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng).pdf

1、近年來，越來越多的國家在南北極建立極光觀測站，對極光的特性和形態(tài)變化進行深入的研究。極光形態(tài)特征及其表現(xiàn)形式與地球磁場的變化及發(fā)生在磁層邊界層的諸多動力學過程有密切的關(guān)系，因此研究各類極光形態(tài)具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文首先介紹了極光圖像的研究背景以及極光圖像數(shù)據(jù)處理的發(fā)展與現(xiàn)狀，分析了極光數(shù)據(jù)處理中的問題以及引入極光概要圖（即Keogram圖）對極光研究的意義，然后提出了極光概要圖數(shù)據(jù)處理的方法以及極光概要圖的可

2、視化方法。本文的主要研究內(nèi)容是：
　　1.極光概要圖數(shù)據(jù)處理方法。包括極光概要圖磁子午線數(shù)據(jù)的提取，Keogram數(shù)據(jù)的合成以及數(shù)據(jù)的保存。是極光概要圖數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)算法。在對算法的實現(xiàn)中采用多通道數(shù)據(jù)處理的方法，并對數(shù)據(jù)處理的過程進行模塊化處理，使該算法能夠很好的嵌入到系統(tǒng)的各個模塊，保證了系統(tǒng)能同時處理不同波段、不同時間段的極光圖像，生成極光概要圖數(shù)據(jù)并使之可視化。
　　2.極光概要圖數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的核心功能。主要包含三個

3、模塊的設(shè)計：歷史數(shù)據(jù)處理模塊，實時數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)的批量處理模塊。三個模塊的數(shù)據(jù)處理邏輯過程各不相同。歷史數(shù)據(jù)的處理是處理本地存儲的數(shù)據(jù)，能夠處理任意波段，任意時間段內(nèi)的極光概要圖數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)處理主要側(cè)重于處理過程的實時性，同時處理三個波段的實時極光圖像。數(shù)據(jù)的批量處理是對十幾天甚至幾個月的數(shù)據(jù)進行批量處理并保存為Mat文件。
　　3.極光概要圖可視化方法及系統(tǒng)問題的解決。在數(shù)據(jù)可視化方面，本文實現(xiàn)了對歷史數(shù)據(jù)的跨天處理，使4

4、8小時之內(nèi)的極光概要圖可以連續(xù)的顯示，解決了由于極光數(shù)據(jù)跨度過大而導致偽彩色圖像不能精確顯示的問題，提出了動態(tài)可變的偽彩色圖映射方法，使局部的偽彩色圖可以更好的反映極光圖像的信息，并且可以實現(xiàn)在鼠標移動的操作下實現(xiàn)了單幀圖像的磁子午線與原始圖像的對應(yīng)方法。對于極光信息標注方面，用日歷的形式檢索各天的極光圖像，解決了極光數(shù)據(jù)存儲的復(fù)雜路徑問題，并在日歷中標注極光圖像的數(shù)量以及科研評價星標等信息標注。
　　在整個數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

5、中，也有許多可以繼續(xù)完善之處。極光概要圖數(shù)據(jù)處理的效率方面還有很大的優(yōu)化空間，需要對數(shù)據(jù)處理的算法更進一步改善，優(yōu)化時間復(fù)雜度，使處理時間進一步縮短。目前系統(tǒng)僅適用于處理北極黃河站所觀測的數(shù)據(jù)，由于存儲路徑格式，文件命名方法以及圖像類型的不同，該系統(tǒng)還不能處理其他科考站的數(shù)據(jù)，需要在系統(tǒng)的通用性方面做更多的研究。實時網(wǎng)絡(luò)傳輸中對于未傳輸完成的文件應(yīng)該加以標注，否則在處理實時數(shù)據(jù)時讀到不完整的壓縮文件時會造成程序的崩潰，以后需要提高解壓算