基于opencv的短时云图变化预测系统的设计与实现

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1、分类号：密级：学校代码：10414学号：2014160008专业学位硕士研究生学位论文基于OpenCV的短时云图变化预测系统的设计与实现DesignandRealizationofShort-termCloudImagesForecastingSystemBasedonOpenCV傅越院所：计算机信息工程学院导师姓名：江爱文学位类别：工程硕士专业领域：计算机技术二〇一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等

3、复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要天气预报与人们的日常生活息息相关，小到人们的日常出行、活动，大到国家的防灾减灾，不仅仅保障着经济平稳的发展更是为百姓的平安幸福做出了巨大的贡献。随着现在科技的发展，气象监测工具也随之发展迅速，气象云图因其含有丰富的信息而被广泛的应用。通过结合气象云图以及高性能的计算机使得对云图较为准确的预测成为了现实。首先，本文介绍了目前国内外关于云团检测以及跟踪的相关研究，然后分析

4、研究了关于运动目标的追踪以及预测的常用方法。虽然近些年对于短时云图预测的研究从未间断，但是由于云团非刚体以及突变的特性给实验研究造成了一定的困难。因此，本文结合了实际情况与系统需求之后，提出了金字塔光流法结合离散kalman滤波器的思路对气象云图实现预测的功能。本文实现的云图变化预测系统主要围绕三个步骤展开说明：第一个步骤是气象云图的预处理过程，在分析了云图的特征之后，采用了中值滤波算法对云图去除噪声，能够为后续的工作提供准确的数据。第二个步骤是提取云团的云导风场，在光流法运算中引入horn-s

5、chunck约束方程能够使算法具有全局的平滑性，再结合金字塔分层技术，能够减少光流运算中的迭代计算，有效的减少计算的时间。第三个步骤是对云团的追踪以及完成云图的预测功能，在这个步骤过程中引入了离散kalman滤波器，该模型能够对云团实现较为精准的定位并且能较好的实现云图的预测。本文设计实现的系统能够从本地文件夹中获取数据，通过结合信息量丰富的气象云图能够较为准确的对下一时刻的云图进行预测。关键词：云图预测；光流法；horn-schunck；金字塔算法；kalman滤波器IAbstractWeat

6、herforecastsarecloselyrelatedtopeople'sdailylives,forexample,people'sdailytravel,activities,disasterpreventionandmitigation,notonlytoensurethesmoothdevelopmentoftheeconomybutalsoforthepeople'speaceandhappinessmadeagreatcontribution.Withingthedevelopm

7、entofscienceandtechnology,meteorologicalmonitoringtoolsalsodevelopedrapidly,becauseoftherichinformation,weatherimagesarewidelyused.Bycombiningmeteorologicalcloudimagesandhigh-performancecomputers,makingpredictionsofcloudimagesmorerealistic.Firstofall

8、,thispaperintroducesthecurrentresearchonclouddetectionandtrackingathomeandabroad,andthenanalyzesandstudiesthecommonmethodsoftrackingandforecastingmovingobjects.Althoughthestudyofshort-termcloudpredictioninrecentyearshasneverbeeninterrupted,italsohave