[发明专利]环境遥感与自动化同步监测信息处理及仿真平台

说明书

技术领域

本发明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、遥感图象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技术领域。

背景技术

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、环境工程等技术领域，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象处理及反演仿真实验，其遥感图象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。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于针对上述状况，提出一种环境遥感与自动化同步监测信息处理及仿真平台。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：本发明的环境遥感与自动化同步监测信息处理及仿真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Port1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MS1、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；