电网微气象卫星遥感灾害监测预警系统设计与实现

摘要

随着我国电网规模的不断扩大，覆盖范围的不断延伸，大量电网线路和资源穿越复杂的微气象环境区域，局部微地形环境所产生的极端微气象灾害对电网的影响和破坏日益明显。我国20世纪中叶至21世纪均不同程度地发生过比较严重的微气象灾害，微气象灾害对电网造成的影响也相当严重，因此建立完整的电网微气象灾害应对管理系统已迫在眉睫。本文在此基础上，针对电网可靠性和灾害监测预警的要求，基于遥感影像的各种气象灾害反演方法设计了一套电力微气象灾害监测与预警系统，可用于雾霾、洪涝、滑坡和冰雪等微气象灾害的监测预警，重点介绍了雾霾反演的实现和灾害监测预警平台的搭建，从灾害反演、建设思路、软件架构、软件功能等方面进行了阐述，同时改进了雾霾模块中的AOT反演方法，使程序能更快的获取反演结果。具体研究工作如下：
　　（1）对电网微气象灾害的影响进行分析，学习遥感影像预处理的方法，使用光学或微波影像进行反演和监测，编写程序实现相关算法对光学遥感影像进行预处理，如辐射定标、几何校正、影像裁剪、波段运算与合成等，最终构建相应的预处理程序模块。
　　（2）根据暗像元法实现了基于 MODIS影像的雾霾监测模块，改进了反演流程中的AOT查找表算法，提高雾霾模块的反演速度，在雾霾模块的AOT反演过程中，使用查找表计算像元的大气表观反射率时，在查找表中匹配每个像元的太阳天顶角、卫星天顶角和相对方位角，计算像元与这三个参数的拟合度，同时完成所有像元的角度信息匹配后在查找表中一次循环计算带入多个像元的参数，减少文件读写和参数运算，提高程序反演的效率。
　　（3）设计并实现微气象卫星遥感灾害监测平台，通过编写插件管理程序添加各个灾害反演模块，同时实现对外部可执行程序的调用与扩展，对常见遥感影像的信息进行读取和显示，提高平台各项功能。使用SIM900A硬件模块，通过上位机编程实现微气象灾害的自动预警，对反演中监测到相应的灾害信息，以短信的形式自动通知相关人员，确保灾害消息的准确性和及时性。

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第一章绪 论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及目的

1.4 本论文的结构安排

第二章遥感影像预处理的模块设计

2.1 遥感影像的读取

2.2 遥感影像预处理的流程

2.3 光学遥感影像预处理的程序实现

2.4 本章小结

第三章基于微波遥感影像的微气象灾害评估模块集成

3.1 插件模块调用的逻辑模型

3.2 模块接口设计

3.3 主程序与灾害评估模块的交互

3.4 本章小结

第四章基于光学遥感影像的雾霾灾害监测模块构建

4.1 MODIS数据与软件模块设计

4.2 云检测算法及程序

4.3 AOT反演的程序实现及优化

4.4 检测指标及反演结果分析

4.5 本章小结

第五章微气象灾害监测预警系统的设计与实现

5.1 需求分析

5.2 微气象灾害监测预警平台的设计和架构

5.3 平台的插件管理与模块集成

5.4 遥感信息显示及短信预警模块

5.5 本章小结

第六章全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献