遥感图像处理和环境参数测量实验设备制造技术

遥感图像处理和环境参数测量实验设备是一种可用于水环境和水质、大气环境的遥感自动化监测、遥感图像处理与反演计算的仿真实验系统，该平台包括虚拟的遥感地面接收站计算机ＲＲＣ、遥感信息处理与计算主机ＭＣ、以太网交换机ＳＷＩＴＣＨ、自动监测采集装置ＡＭＭ、地面监测传感器ＭＳ，在这种实验环境下，能够使学生在遥感卫星地面站的环境数据接收、地面水质或大气参数传感器的自动化采集、遥感信息处理，遥感信息与地面传感器监测信息同步处理、反演计算模型及计算机应用软件开发等方面，得到认知性、综合性和创新性的训练和培养。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种可用于水环境和水质、大气环境的遥感自动化监测、 遥感图像处理与反演计算的仿真实验系统。属于遥感信息处理及实验室仪器设备
胃眾坟不用于水环境和水质、大气环境的遥感应用技术，涉及信息获取与处理、通信、 计算机软件、环境工程等
，是一项综合性的工程技术。在环境工程、遥 测遥控电子工程类专业的本科大学生和研究生教学和课程实验中，由于受到实验 条件的限制，在环境遥感自动化监测与反演计算应用开发等方面，难以使学生得 到整体性地认知和系统性地实验训练。目前在大学本科专业的实验室中，用于遥感监测及遥感信息处理的实验，对 于培养相近于环境工程、电子信息工程类专业的大学本科学生和研究生来说，缺 乏系统性和整体性。学生们在学习遥感监测技术、遥感信息处理技术等课程后， 空中遥感数据处理和地面传感器的数据采集是分开进行实验的，没有相应的系统 和完整地实验和实践训练。对于遥感数据处理的实验，学生一般是通过遥感图像处理软件(比如美国的 ENVI遥感图像处理系统)，或者"仿真和计算软件Matlab"(比如Matlab6.0软 件，美国公司开发的)，或者"统计分析软件SPSS"，在一台计算机上来进行遥 感图像处理及反演仿真实验，其遥感图像实验数据是事先安装在计算机的数据库 中的，但它不能够模拟卫星地面接收站接收数据并建立实时的实验遥感仿真数据 库。对于地面传感器的数据自动化采集以及处理的实验，学生一般是通过实验室 的水质、气体传感器进行实验。上述的空中遥感数据处理和地面传感器的数据采集是分开进行实验的。比如，河海大学通信工程专业、电子信息工程专业开设的"遥感技术基础"，以及清华 大学环境工程开设的"环境遥感技术"课程，其实验课是分开进行的。学生难以 通过实验系统完整地理解从遥感卫星地面站的环境数据接收，地面水质或大气参 数传感器的自动化采集到遥感和地面传感器的同步信息处理及反演计算整个过 程。
技术实现思路
技术问题本技术的目的在于针对上述状况，提出一种遥感图像处理和 环境参数测量实验设备。在这种实验环境下，能够使学生在遥感卫星地面站的环 境数据接收、地面水质或大气参数传感器的自动化采集、遥感信息处理，遥感信 息与地面传感器监测信息同步处理、反演计算模型及计算机应用软件开发等方面， 得到认知性、综合性和创新性的训练和培养。技术方案本技术的遥感图像处理和环境参数测量实验设备包括虚拟的 遥感地面接收站计算机RRC、遥感信息处理与计算主机MC、以太网交换机 SWITCH、自动监测采集装置AMM、地面监测传感器MS，自动监测采集装置 AMM与遥感信息处理与计算主机MC之间互联以19.2Kbps的速率传送数据包； 遥感信息处理与计算主机MC和遥感地面接收站计算机RRC与以太网交换机 SWITCH组成局域网络，遥感信息处理与计算主机MC的功能端口 Port 3是以太 网RJ45/MC接口 ，功能端口 Port 6是以太网交换机SWITCH的RJ45电接口 I ; Port 3连接以太网交换机SWITCH的Port 6，遥感地面接收站计算机RRC的功能 端口 Port 4是以太网交换机SWITCH的RJ45/RRC接口 ，功能端口 Port 7是以太 网交换机SWITCH的RJ45电接口 II;遥感地面接收站计算机RRC通过功能端口 Port4经功能端口 Port 7与以太网交换机SWITCH的RJ45电接口 II连接；遥感地 面接收站计算机RRC通过RS422传输接口 Port 5与遥感地面接收站系统连接； 遥感信息处理与计算主机MC的功能端口 Port 1是RS232串行通信接口 I ，自动 监测采集装置AMM的功能端口 Port 2是RS232串行通信接口 II ，功能端口 Port 1 和功能端口 Port 2相互对应连接；自动监测采集装置AMM通过Port 2经Portl与 遥感信息处理与计算主机MC连接。地面监测传感器MS包括水质监测智能传感器MSI 、综合参数水质监测传感 器MS2，空气质量指数检测仪MS3、相对湿度测量传感器MS4。水质监测智能传感器MS1以RS232串行接口方式通过限流电阻与非门集成电 路(IC01)的输入端连接；综合参数水质监测传感器MS2以RS232串行接口方式通过串联电阻与调理运算放大器的输入端连接；空气质量指数检测仪MS3的1号接线端子与多路切换器的S7端相连接，2 号接线端子与多路切换器的S5端相连接，3号接线端子连接插头座的12脚；多 路切换器的S1、 S2、 S3 、 S4及RST端与插头座的1脚相连接，多路切换器的 D2端与插头座的11脚相连接，多路切换器的SDA和SCLK端分别连接插头座的 2、 3脚。相对湿度测量传感器MS4由集成湿敏电阻以及运算放大器组成的信号调理电 路构成；集成湿敏电阻的一端经过第一电阻连接第一运算放大器的In+端，集成湿 敏电阻的另外一端经过第二电阻连接第二三极管的集电极；第一运算放大器的In-端分别与第一电容、第一三极管、第一二极管连接，第 一运算放大器的输出端连接第四运算放大器的U2端，第四运算放大器的输出端 经过第十三电阻与第五运算放大器的Inl端连接，第五运算放大器的In2端分别连 接第十四电阻、第十五电阻和第十八电阻，第五运算放大器的输出端Uo与第二插 头座的脚13连接。虚拟的遥感地面接收站计算机RRC负责接收遥感数据，并传送给遥感信息处 理与计算主机MC。以太网交换机SWITCH是连接RRC和MC的局域网络设备。 自动监测装置AMM负责收集地面监测传感器MS (n)的信息，并传送给遥感信 息处理与计算主机MC。地面监测传感器MS (n)是测量传感器，构建仿真实验 系统时可以根据不同的需要，选配不同的传感器MS (n)。以地表水质测量为例， 地面监测传感器MS是COD、 PH等传感器。遥感信息处理与计算主机MC可以 自动获取虚拟的遥感地面接收站计算机RRC传送来的遥感数据，也能获取从自动 监测采集装置AMM传送来的地面监测数据。遥感信息处理与计算主机MC的主要功能包括，进行遥感图像校正、增强与 融合处理，数据挖掘和建立反演模型，以及实时给出环境参数值和变化趋势图。 遥感信息处理与计算主机MC对接收到的遥感数据与地面站监测到的数据进行数 据挖掘并建立反演模型，建模目的是根据地面监测值的光谱特性，建立从遥感光 学参数到被测环境的物理参数的映射关系。这样一来，MC就可以根据收到的遥6感数据，实时地给出被测环境的水质或大气环境的定量或定性值。有益效果本技术能够从卫星地面站的遥感数据接收，地面传感器的自 动化采集到信息处理及反演计算整个过程进行仿真实验和应用开发实验。本技术开创了完全新型的遥感和地面自动化监测信息处理与反演计算的 实验平台，在这个具有系统性和综合性的实验平台下，有利于学生综合性、创新 性和研究性的实验训练和培养。本技术设计研制的实验系统设备能够进行遥感地面接收、地面自动监测 采集装置、遥感和地面监测传感器信息融合处理等多种实验功能。主要功能有 ①实时的实验遥感数据不是事先安装在计算机的数据库中，它可以模拟卫星地面 接收站接收数据并建立实时的实验遥感仿真数据库；②能够建立实时的实验遥感 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种遥感图像处理和环境参数测量实验设备，其特征是该平台包括虚拟的遥感地面接收站计算机ＲＲＣ、遥感信息处理与计算主机ＭＣ、以太网交换机ＳＷＩＴＣＨ、自动监测采集装置ＡＭＭ、地面监测传感器ＭＳ，自动监测采集装置ＡＭＭ与遥感信息处理与计算主机ＭＣ之间互联以１９．２Ｋｂｐｓ的速率传送数据包；遥感信息处理与计算主机ＭＣ和遥感地面接收站计算机ＲＲＣ与以太网交换机ＳＷＩＴＣＨ组成局域网络，遥感信息处理与计算主机ＭＣ的功能端口Ｐｏｒｔ３是以太网ＲＪ４５／ＭＣ接口，功能端口Ｐｏｒｔ６是以太网交换机ＳＷＩＴＣＨ的ＲＪ４５电接口Ⅰ；Ｐｏｒｔ３连接以太网交换机ＳＷＩＴＣＨ的Ｐｏｒｔ６，遥感地面接收站计算机ＲＲＣ的功能端口Ｐｏｒｔ４是以太网交换机ＳＷＩＴＣＨ的ＲＪ４５／ＲＲＣ接口，功能端口Ｐｏｒｔ７是以太网交换机ＳＷＩＴＣＨ的ＲＪ４５电接口Ⅱ；遥感地面接收站计算机ＲＲＣ通过功能端口Ｐｏｒｔ４经功能端口Ｐｏｒｔ７与以太网交换机ＳＷＩＴＣＨ的ＲＪ４５电接口Ⅱ连接；遥感地面接收站计算机ＲＲＣ通过ＲＳ４２２传输接口Ｐｏｒｔ５与遥感地面接收站系统连接；遥感信息处理与计算主机ＭＣ的功能端口Ｐｏｒｔ１是ＲＳ２３２串行通信接口Ⅰ，自动监测采集装置ＡＭＭ的功能端口Ｐｏｒｔ２是ＲＳ２３２串行通信接口Ⅱ，功能端口Ｐｏｒｔ１和功能端口Ｐｏｒｔ２相互对应连接；自动监测采集装置ＡＭＭ通过Ｐｏｒｔ２经Ｐｏｒｔ１与遥感信息处理与计算主机ＭＣ连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炜，徐梦溪，
申请(专利权)人：黄炜，徐梦溪，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]