基于卫星图像的台风自动检测及定位算法研究的开题报告.docx

基于卫星图像的台风自动检测及定位算法研究的开题报告
一、研究背景与意义
随着气候变化和人类活动的影响，各类自然灾害的发生频率和强度都在不断增加，其中台风是我国经常遭受的一种自然灾害。台风为大规模的低气压系统，其风力强劲、降雨量大，能够给人类造成巨大的经济和生命财产损失。因此，对于台风的自动检测和定位是减轻灾害影响、提高救援和预警效率的重要手段。
当前，台风的检测定位主要依靠人工观测和卫星遥感技术，其中卫星遥感技术的自动检测和定位具有操作简单、实时性强等优点。因此，本研究拟基于卫星遥感技术，研究台风的自动检测定位算法，为台风预警和救援提供科学依据。
二、研究内容
本研究拟从以下几个方面展开：
1.分析台风的形成规律和发展特征，明确台风卫星遥感图像的特点和构成要素。
2.探究卫星遥感图像的预处理方法，如辐射校正、预处理滤波等，提高图像质量和可用性。
3.建立台风自动检测算法，采用红外图像和水汽图像等多种卫星遥感图像数据，利用图像处理和机器学习等技术实现自动检测。
4.利用卫星高分辨率图像，研究台风的定位算法，提高台风定位的精度和实时性。
5.基于台风灾害的历史数据，分析台风变化规律，提出基于时间序列的台风预测方法，改善台风预警和救援效率。
三、研究方法
1.收集台风历史数据和卫星遥感图像数据，建立数据集。
2.对卫星遥感图像进行预处理，如辐射校正、预处理滤波等，提高图像质量和可用性。
3.基于机器学习算法，如卷积神经网络和支持向量机等，建立台风自动检测模型。
4.利用卫星高分辨率图像，建立台风定位算法，提高台风定位的精度和实时性。
5.分析台风灾害的历史数据，提出基于时间序列的台风预测方法。
四、预期成果
1.建立台风自动检测定位算法，实现自动化、高效化的台风预警和救援。
2.构建台风数据集，促进台风相关研究的深入开展。
3.提出基于时间序列的台风预测方法，为台风预警和救援提供科学依据。
五、研究进度安排
1.阶段一：收集台风历史数据和卫星遥感图像数据，研究卫星遥感图像的预处理方法。（2021.6-2021.8）
2.阶段二：建立台风自动检测模型，提高自动检测效率。（2021.9-2022.1）
3.阶段三：研究台风定位算法，提高台风定位的精度和实时性。（2022.2-2022.6）
4.阶段四：分析台风灾害的历史数据，提出基于时间序列的台风预测方法。（2022.7-2022.12）
5.阶段五：撰写论文，完成毕业设计。（2023.1-2023.5）
六、参考文献
[1]周华,王宁,陈士龙.台风半径特征及其对强度的影响[J].海洋学报,2014,36(9):68-76.
[2]钱珂,赵文秀,陈乾林.基于卫星遥感影像的台风自动检测[J].电子技术应用,2016,42(22):123-125.
[3]黄兴中.基于遥感监测与时空统计的台风风暴潮风险评估研究[D].广州:华南师范大学,2021.
[4]LiuJ,HuangY,HongZ,etal.Atyphoonintensityalgorithmbasedonmulti-satelliteobservations[J].NaturalHazards,2020,103(1):23-38.
[5]MaY,LiX,DingH.Typhoondetectionfrommulti-satellitepassivemicrowavedatausingmachinelearningalgorithms[J].RemoteSensing,2019,11(18):2192.