一种基于引力模型的海洋锋信息提取方法

摘要

一种基于引力模型的海洋锋信息提取方法，所属领域是信息技术领域，主要用于海洋锋的自动提取。本发明提出了基于万有引力公式的引力模型，并基于该模型进行锋面检测。首先对选取的海洋表面温度数据进行中值滤波，去除相关噪声和细小边缘，对滤波后数据进行去0处理和归一化，利用函数增强处理后数据的对比度，最后利用万有引力公式计算3*3邻域像素对中心像素的引力和，选取合适阈值进行图像二值化，得到最终的海洋锋信息。本发明简单灵活，锋面定位精度高，能降低噪声对锋面检测的影响。

主权项

一种基于引力模型的海洋锋信息提取方法，其特征在于，通过对原始数据的归一化和增强，基于引力公式计算邻域像素对中心点的引力幅值，并将各个像素点的引力幅值与预设的阈值比较，从而得到海洋表面温度锋信息，所述方法包括以下步骤：步骤(1)：读取海洋表面温度数据，数据格式为hdf，选取特定海洋锋面区域，对选取的海洋表面温度数据进行3*3模板的二维中值滤波，滤除相关噪声和细小边缘；步骤(2)：对滤波后的数据进行判定，若像素点值为0，则将该像素点加一个极小量0.001，若像素点值大于0，则将该像素点的值保留；步骤(3)：针对每一个像素点，选取该像素点的3*3邻域，将3*3邻域内的像素点同除该3*3邻域中的最大值，达到对该3*3邻域的归一化；步骤(4)：基于函数进行数据增强，其中，X_new(i,j)为增强后像素值，X_old(i,j)为原始像素值，para是3*3邻域中心点与该邻域最大值的比值；步骤(5)：针对3*3邻域，基于和两式，计算8邻域中每一个像素对中心点像素的引力值，其中，是8邻域像素与中心点的距离，k，l为8邻域像素的坐标，i，j为中心点的坐标，m_k,l为8邻域像素的像素值，m_i,j为中心像素的像素值，G为引力常量，和分别为8邻域像素点对中心点的x和y方向的引力值；当计算3*3邻域的引力时，将i，j作为原点，即取0；因此，邻域像素对中心点像素的引力和为中心点的引力幅值为其中，F^x和F^y分别为邻域像素对中心点像素x和y方向的引力，遍历海洋表面温度图像，计算每一个像素点的引力幅值；步骤(6)：基于得到的引力幅值，计算整个实验区域的累计引力直方图，选取累计引力直方图达到某一比例值时对应的引力幅值为阈值，然后对每一个像素点进行判定，若像素点的引力幅值大于阈值，则将该像素点作为锋面点，若该像素点的引力幅值小于阈值，则将该像素点作为非锋面点。