森林防火保护自然资源论文提纲

论文题目：基于图像识别技术的森林防火监测系统设计

摘要：森林在生态系统中起着关键作用,它能够净化空气,维持大气平衡,同时也提供人类生活所必需的自然资源。然而,由于种种原因森林资源正在逐年递减,其中森林火灾无疑是破坏力最强的,因此森林火灾的监测技术已经成为全世界共同关注的研究课题,对森林进行实时监测、使森林火灾带来的损失最小化显得尤为重要。近年来,图像识别技术和无线数字微波通信技术高速发展,在许多领域得到了广泛应用,比如城市交通、智能家居、物流、环境保护、实时监测等。为了实现远程实时监测森林的环境状态,本文结合图像识别技术,H.264视频压缩技术和无线数字微波通信技术,设计了森林防火监测系统。监测系统由多个监测点和远程监测中心组成,它们之间通过无线传输网络实现视频图像数据的传输。该监测系统能够实时的采集森林的视频图像,并将其发送到远程监测中心,监测中心通过对视频图像进行火灾识别,实现对森林的实时监测功能。根据具体需求对硬件选型,设计图像采集模块,实现森林视频图像数据的采集和压缩,然后通过无线传输网络传输至远程监测中心。监测中心管理软件的开发环境采用Microsoft Visual Studio 2012,Socket网络通信技术可以建立监测点与监测中心主机的TCP连接,接收监测点传来的视频图像,并将接收到的数据信息存储在数据库中,方便以后查询。火灾图像识别采用基于RGB、YCbCr和HSI颜色空间的火灾检测算法。将RGB图像分别转换到YCbCr和HSI颜色空间并提取三种颜色空间各个通道的灰度图像,采用PCA降维法对各通道的特异性进行分析,并通过建立ROC曲线求取识别判据中的阈值。通过实验,本监测系统能够完成森林视频图像的采集和传输,并对图像数据进行可靠的分析处理,实现了对森林环境状态的实时监测。

关键词：森林火灾;图像识别;颜色空间

学科专业：通信与信息系统

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 本课题主要研究内容及论文结构

第2章 系统相关技术及总体设计方案

2.1 常见颜色空间简介

2.1.1 RGB颜色空间

2.1.2 YCbCr空间

2.1.3 HSI空间

2.2 H.264 编解码标准

2.3 无线传输技术

2.4 系统需求分析

2.5 系统总体设计方案

2.6 本章小结

第3章 系统硬件平台搭建

3.1 图像采集模块

3.1.1 HSV-E1 重型数字云台

3.1.2 SNC-CS20 摄像机

3.2 无线传输模块

3.3 太阳能供电模块

3.3.1 太阳能光伏组件设计

3.3.2 稳压电路

3.3.3 Boost拓扑电路

3.3.4 DC-AC逆变电路

3.4 本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 图像去噪预处理

4.1.1 均值滤波

4.1.2 中值滤波

4.2 基于混合颜色模型的火灾图像检测算法

4.2.1 提取图像颜色空间及其各个通道分量

4.2.2 RGB颜色空间的火焰像素识别判据

4.2.3 YCbCr颜色空间的火焰像素识别判据

4.2.4 HSI颜色空间的火焰像素识别判据

4.2.5 混合颜色空间中火焰像素识别判据

4.3 监测中心管理软件设计

4.3.1 开发环境及工具介绍

4.3.2 系统登录流程

4.3.3 火灾信息列表模块

4.3.4 监测点信息列表模块

4.4 数据库设计

4.4.1 数据库选择

4.4.2 数据库连接

4.5 无线传输模块网络通信

4.6 本章小结

第5章 系统测试

5.1 森林火灾图像识别算法测试

5.2 上位机软件测试

5.2.1 上位机开发平台及网络测试

5.2.2 上位机界面测试

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢