[发明专利]一种海冰综合监测系统及方法

权利要求书

1.一种海冰综合监测系统，其特征在于：所述海冰综合监测系统包括海冰参数识别模块、数据综合管理模块、系统界面模块；

所述海冰参数识别模块，包括海冰数据采集单元、海冰参数识别单元，实时采集海冰数据、处理海冰数据，识别海冰密集度、厚度、海冰类型参数；

所述数据综合管理模块，包括数据标准化单元、数据存储单元，将海冰照片数据转化为行业要求的标准格式以及海冰参数信息存储到数据库中；

所述系统界面模块，包括人机交互单元、数据显示单元，为用户提供操作、浏览的海冰综合监测系统界面。

2.如权利要求1所述的海冰综合监测系统，其特征在于：

所述海冰数据采集单元采用可见光摄像机实时拍摄海冰数据，将海冰数据通过数据标准化单元转化为行业要求的标准格式传输到数据存储单元中，同时为海冰参数识别模块、数据显示单元提供海冰数据；

所述海冰参数识别单元识别海冰密集度参数、海冰厚度参数、海冰类型参数，存储到数据存储单元中。

3.如权利要求1所述的海冰综合监测系统，其特征在于：所述数据标准化单元将海冰照片数据、海冰参数数据转化为行业要求的标准格式存储到数据存储单元中；

所述数据存储单元采用SQLite数据存储海冰数据。

4.如权利要求1所述的海冰综合监测系统，其特征在于：所述人机交互单元包括海冰密集度操作部分与海冰厚度操作部分；

所述海冰密集度操作部分通过数据存储单元获取海冰照片数据，经由海冰参数识别单元自动识别海冰密集度，同时提供调节阈值接口、分割海冰照片两种操作识别海冰密集度；

所述海冰厚度识别界面通过人为画线的方式识别海冰厚度。

5.如权利要求1所述的海冰综合监测系统，其特征在于：所述数据显示单元显示包括海冰数据显示部分与海冰参数综合显示部分，所述海冰数据显示部分实时显示海冰数据采集单元采集到的海冰照片数据，同时实时显示图像处理之后的海冰照片；所述海冰参数综合显示部分包括数据以表格形式显示、折线图形式显示、与地图结合的方式显示。

6.一种海冰综合监测方法，采用权利要求1所述海冰综合监测系统，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将海冰数据采集单元采集到的海冰照片数据，或在数据存储单元选择的海冰照片数据进行灰度化，使其变为单通道图像，采用双边滤波算法去除环境噪声，得到清晰的冰水轮廓，使用自适应阈值操作分割海冰与海水，求出海冰的像素点的个数为a,整张海冰图片的像素点个数为b，计算得到海冰的密集度V，如式(1)所示：

步骤2：在数据存储单元中选择海冰照片数据，找出图片中的标定球，标定球在世界坐标系中的直径为L，对标定求沿着直径画出两条线，求出两条直线在像素坐标系中的长度别L1、L2，沿着海冰侧面分别画出两条线H1、H2；计算得到海冰在世界坐标系中的真实厚度H，如式(2)所示：

步骤3：在海冰数据采集单元采集到的海冰照片数据或在数据存储单元选择海冰数据照片提取海冰照片数据，采用三种特征提取方法提取不同类型海冰特征，分别为Hu不变矩、均值梯度直方图、方差特征提取方法，采用支持向量机机器学习算法对海冰数据进行分类。

7.如权利要求6所述的海冰综合监测方法，其特征在于：所述海冰数据分为三类：破碎冰、重叠冰、平整冰。

8.如权利要求6所述的海冰综合监测方法，其特征在于：所述Hu不变矩特征提取方法：采用零阶矩和二阶矩的方式提取海冰图像特征。