CN201259552Y - 遥感图像处理和环境参数测量实验设备 - Google Patents

Abstract

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。

Description

遥感图像处理和环境参数测量实验设备

技术领域

本实用新型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。

发明内容

技术问题：本实用新型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：本实用新型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Port 4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Port2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；

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In1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U_O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：本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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数据及地面传感器同步监测的数据库，并对其进行数据库管理和仿真实验；③接收的实验遥感数据以及多个地面传感器监测数据通过网络连接，并能够进行网络传输实验；④能够进行遥感图像校正、信息融合以及反演模型计算等仿真实验；⑤能够进行地理信息处理和管理、界面的图形图像显示和人机交互实验；⑥能够作为遥感和地面监测数据反演计算的工程应用软件开发平台使用。

目前，国内外还没有类似的实验系统。在这个实验系统上，有利于学生综合性和创新性的实验研究及应用开发实验。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的实施例电原理图。

图3是RS-IPC2007 V1.0版应用软件系统原理方框图。

图4是自动监测采集装置AMM的原理方框图。

图5是自动监测采集装置AMM的“单片机系统”实施例电原理图。

图6是自动监测采集装置AMM的“MS1～MS3接口及信号调理电路”实施例电原理图。

图7是自动监测采集装置AMM的“MS4接口及信号调理电路”实施例电原理图。

具体实施方式

图1中的MC是遥感信息处理与计算主机，RRC是遥感地面接收站计算机，SWITCH是以太网交换机，AMM是自动监测采集装置，MS n是传感器(或检测仪)。

图2中的MC(遥感信息处理与计算主机)和RRC(遥感地面接收站计算机)与SWITCH(以太网交换机)组成局域网络。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。Port3连接SWITCH以太网交换机的Port 6。RRC的功能端口Port 4是以太网RJ45/RRC接口，功能端口Port 7是以太网交换机SWITCH的RJ45电接口II。RRC(遥感地面接收站计算机)通过功能端口Port 4经功能端口Port 7与SWITCH(以太网交换机)的RJ45电接口II连接。RRC遥感地面接收站计算机通过RS422传输接口Port 5与遥感地面接收站系统连接。

MC(遥感信息处理与计算主机)的功能端口Port 1是RS232串行通信接口I，AMM(自动监测采集装置)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。AMM通过Port 2经Port1与MC连接。

遥感信息处理与计算主机MC采用HP xw6400工作站，其配置是，操作系统，Windows XP Professional x64 Edition；处理器，采用EM64T技术的Intel至强双核处理器5100，主频1.60GHz；高速缓冲内存4MB；芯片组Intel 5000X；内存8GB；图形NVIDIA Quadro NVS 285；硬盘驱动器2个；四通道驱动器控制器。MC上安装了RS-IPC2007 V1.0版应用软件系统。

遥感地面接收站计算机RRC采用HP pc，其配置是，处理器采用PentiumE2160；主频1800MHz；主板芯片组，Intel Q965；内存，512MB；硬盘容量，80GB；操作系统，Windows XP Professional SP2。

以太网交换机SWITCH采用TP-LINK公司生产的千兆以太网交换机，型号是TP-LINK TL-SG1024。交换方式为存储转发方式，48Gbps背板带宽，包转发率为10M时是14,880packets/sec；100M时是148,800packets/sec。该交换机不支持VLAN。MAC地址表为8K。传输速率是10/100/1000Mbps。支持网络标准IEEE802.3、IEEE 802.3u、IEEE 802.3ab和IEEE 802.3x。端口数是24，端口类型为10/100/1000Base-T。无网管功能，支持全双工、半双工。

遥感信息处理与计算主机MC上安装了RS-IPC2007 V1.0版应用软件系统。图3中的1″～7″是RS-IPC2007 V1.0版应用软件系统的各子系统，具体地说，1″是系统管理软件，2″是遥感数据库管理系统，3″是通信服务软件，4″遥感图像预处理软件，5″是反演模型建模软件，6″是地面数据采集软件，7″是地理信息系统，8″是界面显示软件。

图4是自动监测采集装置AMM的原理方框图。图5是自动监测采集装置AMM的“单片机系统”实施例电原理图。图6是自动监测采集装置AMM的“MS1～MS3接口及信号调理电路”实施例电原理图。图7是自动监测采集装置AMM的“MS4接口及信号调理电路”实施例电原理图。

自动监测采集装置AMM主要由“单片机系统”，“MS1～MS3接口及信号调理电路”和“MS4接口及信号调理电路”组成。MS1～MS4是传感器(或检测仪)。

自动监测采集装置AMM中的核心器件采用MS-51系列单片机IC3(见图3)。单片机IC3(单片机型号：89CS2051)对传感器(或检测仪)MSn进行顺序控制采样，采集的传感器MSn信号经过处理后，通过RS232/RS485/RS422串行接口或者同步时钟脉冲信号与MC(遥感信息处理与计算主机)通信。

MSn传感器(或检测仪)主要包括水质、水文、湿度传感器和空气质量检测仪。目前，水质传感器比较成熟的监测参数有：水温、PH、溶解氧(DO)、电导率、浊度、氧化还原电位(ORP)、COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、总氮、总磷。

水质监测参数其他的还有：氟化物、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、硫酸盐、磷酸盐、活性氯、TOD、BOD、UV、油类、酚、叶绿素、金属离子(如六价铬)等等。水文传感器监测参数有水位和流速等。与遥感相关的在线监测参数主要有水温、浊度、高锰酸盐指数、叶绿素、硝酸盐、油类、透光度等。空气质量检测仪器可以测量一氧化碳、硫化氢、氧气、二氧化碳等气体以及测量大气混浊度和大气污染物浓度。

MS1是水质监测智能传感器，设计选择法国在线式常规五项参数水质监测智能传感器(温度、电导、PH、溶解氧、浊度)，型号是SERES2000，用于模拟测量水质。

MS2是美国的综合参数水质监测传感器(在常规五项基础上，支持多达15项监测项目)，型号是Hydrolab 4a，用于模拟测量水质。

MS3是空气质量指数检测仪，用于模拟测量空气的质量。型号是BDZ3-HBD5AQI。BDZ3-HBD5AQI采用了有机蒸汽(TVOC)气体测试技术，是没有化学选择性的传感器。所选用的传感器是当前国际流行的空气质量传感器。适用于公共场所的空气质量监督、污染源环境检测、生产场合空气质量监督、环保部门空气质量指数巡检、施工现场空气毒性检测、公共安全事件大气质量快速测试、各种气体泄露探测以及装修后室内空气质量检测等领域。

空气质量指数检测仪MS3(型号是BDZ3-HBD5AQI)的技术指标和功能主要有：①内置单片机微机，系统设计有最先进的硬件系统。所有数据可以掉电保存。②任何温度只需插入样品，即刻读出电化学气体参数和温度值。③100组数据记录，可设置自动或手动记录。④可阅读/打印记录。⑤RS232/485双工接口，可与微机联机采样。⑥惰性气体调零，标准样品，或替代品标定。⑦全部操作键盘设置、窗口提示。⑧可以量化单纯气体的浓度，同时提供8个标定表供用户自行建立没有提供数据库的气体的标定数据。⑨Twin毒气标准或爆炸限80％时报警，用户可标定和设置。

MS1、MS2均带有RS232/RS485/RS422串行接口，可直接传输到自动监测采集装置AMM。MS1、MS2也均具有良好的防水性设计的传感器探头接口，能够避免传感器松脱、积水和受损。

MS4是相对湿度测量传感器，它由集成湿敏电阻和信号调理电路构成。

对照图1、图2，本发明包括MC遥感信息处理与计算主机，RRC遥感地面接收站计算机，SWITCH以太网交换机，AMM自动监测采集装置，MSn传感器。AMM与MC设备之间互联以19.2Kbps的速率传送数据包。

MC(遥感信息处理与计算主机)和RRC(遥感地面接收站计算机)与SWITCH(以太网交换机)组成局域网络。MC通过功能端口Port 3连接功能端口Port6，与SWITCH相连接。MC通过功能端口Port 1连接功能端口Port 2，与AMM(自动监测采集装置)相连接。RRC(遥感地面接收站计算机)通过功能端口Port 5连接遥感地面接收站系统。RRC通过功能端口Port 4连接功能端口Port 7，与SWITCH相连接。

MC的功能端口Port 1是RS232串行通信接口I，AMM(自动监测采集装置)的功能端口Port 2是RS232串行通信接口II。MC的功能端口Port 3是以太网RJ45/MC接口，RRC的功能端口Port 4是以太网RJ45/RRC接口，RRC的功能端口Port 5是RS422传输接口，功能端口Port 6是以太网交换机SWITCH的RJ45电接口I，功能端口Port 7是以太网交换机SWITCH的RJ45电接口II。

对照图4，自动监测采集装置AMM主要由“单片机系统”，“MS1～MS3接口及信号调理电路”和“MS4接口及信号调理电路”组成。单片机系统通过的RS232串行通信接口II(功能端口Port 2)，即第三插头座JS3与MC(遥感信息处理与计算主机)的RS232串行通信接口I(功能端口Port 1)相互连接。

对照图4，“单片机系统”通过第一插头座JS1与“MS1～MS3接口及信号调理电路”的第二插头座JS2对应连接。“MS4接口及信号调理电路”的第五运算放大器1A5的信号输出端U_O连接“MS1～MS3接口及信号调理电路”中的第二插头座JS2的“13”脚。

对照图4，水质监测智能传感器MS1，综合参数水质监测传感器MS2及空气质量指数检测仪MS3连接到“MS1～MS3接口及信号调理电路”。相对湿度测量传感器MS4连接到“MS4接口及信号调理电路”。

对照图5，单片机IC3(型号：AT89C2051)的P1接口与驱动器IC2(型号：74LS245)的B1～B7连接。IC3的管脚“12”至管脚“19”与IC2的管脚“18”至“11”对应连接。单片机IC3的P3.5/1、P3.4/0、P3.3与选择器模块IC1的S1～S3端对应连接。单片机IC3的XTAL1、XTAL2与晶体振荡器JZ(11.0592MHz)对应连接，IC3的“20”管脚连接VCC电源。IC3的P1.0和P1.1分别通过第一上拉电阻R8和第二上拉R9与VCC电源连接。看门狗(watch dog)IC4电路(型号：MAX705)的RST端和与非门IC5(型号：74LS00)的输入端“1”、“2”对应连接，与非门IC5的输出端“3”与单片机IC3的RST端对应连接。单片机IC3的TRA和与非门IC5的输入端“4”、“5”对应连接，与非门IC5的输出端“6”与输出光电转换器IC7(型号：GB12005)的发光二极管对应连接，输出光电转换器IC7的光敏三极管集电极与输出串行通信接口IC8(型号：MAX483)的DI端对应连接，输出串行通信接口IC8的A(管脚“6”)、B端(管脚“7”)为输出(OUT)。

对照图5，输入串行通信接口IC9的A、B端(管脚“6”和“7”)为输入(IN)。输入串行通信接口IC9的RO端与输入光电转换器IC6(型号：GB12005)的发光二极管对应连接，输入光电转换器IC6的光敏三极管集电极与与非门IC5的输入端“9”、“10”对应连接，与非门IC5的输出端“8”和与非门IC5的输入端“12”、“13”对应连接，与非门IC5的输出端“11”与单片机IC3的RES端对应连接。

对照图5，输出串行通信接口IC8的输出(OUT)和输入串行通信接口IC9的输入(IN)为自动监测装置(AMM)的Port 2功能端口。Port 2功能端口的插头座是JS3第三插头座，IC8的“5”管脚、“6”管脚、“7”管脚和第三插头座JS3的“5”管脚、“6”管脚、“7”管脚对应连接，输入串行通信接口IC9的“5”管脚、“6”管脚、“7”管脚和第三插头座JS3的“1”管脚、“2”管脚、“3”管脚对应连接。Port 2功能端口与遥感信息处理与计算主机RRC的RS232串行通信接口(Port 1功能端口)相互连接。AMM与MC设备之间互联以19.2Kbps的速率传送数据包。

对照图5，JS1第一插头座通过选择器模块IC1(型号：RB110)接入，与选择器模块IC1的D1～D19端对应连接，选择器模块IC1的O1～O8端与驱动器IC2(型号：74LS245)的A1～A8对应连接。

对照图6，MS1水质监测智能传感器(型号：SERES2000)的接线端子“1”通过限流电阻R01和非门IC01(型号：74HC04)的“1”输入端连接，非门IC01的输出端与触发器IC02的时钟端“4”管脚连接。MS1的接线端子“2”通过隔离电容C01、串联电阻R02，与触发器IC02的数据端“3”管脚连接。触发器IC02的输出S和Q端分别连接JS2第二插头座的“6”和“7”脚。触发器IC02的数据端“3”管脚与SET端和多路切换器IC04的D3端相连接。触发器IC02的RST端和JS2第二插头座的“8”脚连接。

对照图6，MS2综合参数水质监测传感器(型号是Hydrolab 4a)的接线端子“1”与多路切换器IC04的D4端相连接。MS2的接线端子“2”通过缓冲电阻2R02和调理运算放大器IC03的“IN(—)”端连接。MS2的接线端子“3”接地。调理运算放大器IC03的“IN(+)”端通过接地电阻R03接地。调理运算放大器IC03的“OUT”端通过隔离电阻R04连接非门IC01的“3”输入端，非门IC01的“4”输出端连接JS2第二插头座的“10”脚。调理运算放大器IC03的“OUT”端通过积分电容C04、积分电阻R07接地。

对照图6，MS3空气质量指数检测仪(型号是BDZ3-HBD5AQI)的接线端子“1”与多路切换器IC04的S6端相连接，MS3的接线端子“2”与多路切换器IC04的S5端相连接，MS3的接线端子“3”连接JS2第二插头座的“12”脚。I多路切换器C04的S1、S2、S3、S4及RST端与JS2第二插头座的“1”脚相连接，IC04的D2与JS2第二插头座的“11”脚相连接，IC04的SDA和SCLK端分别连接JS2第二插头座的“2”、“3”脚。

对照图6，JS2第二插头座的“1”～“21”脚与图3中JS1第一插头座“1”～“21”脚对应相连接。

对照图7，MS4是相对湿度测量传感器，它由集成湿敏电阻PCRC以及1A1第一运算放大器～1A5第五运算放大器组成的信号调理电路构成。

对照图7，集成湿敏电阻PCRC型号为PCRC-55，集成湿敏电阻的一端经过第一电阻1R1连接第一运算放大器1A1的In+端，集成湿敏电阻的另外一端经过第二电阻1R2连接第二三极管VT2(型号为2N4963)的集电极。

对照图7，第一运算放大器1A1的In-端分别与第一电容1C1、第一三极管VT1(型号为2N4922)和第一二极管VD1(型号为1N703)连接。第一运算放大器1A1的输出端连接第四运算放大器1A4的U2端，第一运算放大器1A1的输出端并分别与第七电阻1R7、第八电阻1R8、第十电阻1R10和第二电容1C2连接。第四运算放大器1A4的输出端经过第十三电阻1R13，与第五运算放大器1A5(型号为LF353)的In1端连接，第五运算放大器1A5的In2分别连接第十四电阻1R14、第十五1R15和第十八电阻1R18，第五运算放大器1A5的输出端U_O与图5中的第二插头座J2的“13”脚连接，即与图5中多路切换器IC04-S8管脚连接。

对照图7，第二三极管VT2的基极连接第二运算放大器1A2(型号为LM389)的U2端，第二运算放大器1A2的U1端分别连接第三电阻1R3和第四电阻1R4。第二运算放大器1A2的输出端经过第五电阻1R5与第三三极管VT3(型号为2N4922)的集电极连接。第三三极管VT3的发射极经过第三电容1C3与第三运算放大器1A3(型号为LF353)的In2端相连。

对照图7，第三运算放大器1A3的In1端与第十三电阻1R13和第四电容1C4相连，1A3的输出端OUT分别与第十六电阻1R16和第十七电阻1R17连接，并第四二极管VD4(型号为1N703)与第十四电阻1R14、第十五电阻1R15、第十八电阻1R18相连。

对照图7，第四三极管VT4(型号为2N4922)的基极与第十六电阻1R16和第三二极管VD3的负极相连，第四三极管VT4的发射极接地(GND)，其集电极连接第十八电阻1R18。

遥感信息处理与计算主机MC安装了RS-IPC2007 V1.0版应用软件系统(参见图3)，包括系统管理软件1″，遥感数据库管理系统2″，通信服务软件3″，遥感图像预处理软件4″，反演模型建模软件5″，地面数据采集软件6″，地理信息系统7″，界面显示软件8″。

所述的系统管理软件1″实时管理由通信服务软件发来的数据包，按照预先定义的数据包的格式读出数据包中各个字段的数据。然后，一方面将这些数据传给遥感数据库作为资料存档；另一方面，可根据需要将这些数据解析后以图形或数据的方式反映在MC的监视器屏幕上显示。

所述的遥感数据库管理系统2″负责对遥感地面接收站计算机RRC和自动监测采集装置AMM传送上来的各项实时数据和遥感图像数据进行分类归档。

所述的通信服务软件3″负责接收遥感地面接收站计算机RRC发来的遥感数据，并在系统管理软件1″管理下将数据包，按照预先定义的数据包的格式读出数据包中各个字段的数据，然后将这些数据传给遥感数据库存档。

所述的遥感图像预处理软件4″，能够对接收到的遥感图像进行校正、增强处理及多源遥感信息融合。遥感图像校正包括辐射校正、几何校正、图像镶嵌。图像增强包括彩色图像增强和空间域图像增强。多源遥感信息融合包括多时相遥感数据融合、多传感器遥感数据的融合、遥感图像数据与非图像数据的融合。

所述的反演模型建模软件5″，通过建立从遥感图像数据到地面监测值的映射关系，得到适用的反演模型，以便于以后对遥感图像进行反演，从而直接推断出被测环境的监测值。模型可有线性和非线性之分。其中，非线性模型分为显性模型与隐性模型两种类型。

所述的地面数据采集软件6″实时接收AMM测量得到的地面数据。所述的地理信息系统7″是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分被测环境空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理被测环境区域内分布的被测参数变化和变化过程。

所述的界面显示软件8″负责界面的数据、曲线及图形图像显示和人机交互。其中，人机交互包括读取感兴趣时间的遥感数据和地面监测数据，及调用适合的反演模型进行反演等界面友好的操作。

在建立反演模型的过程中，首先需要选择同步的遥感数据和地面监测数据，然后选择合适的数据驱动模型找出两者之间的映射关系，此数据驱动模型即为建立好的反演模型。

Claims (2)

1.一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。

2.根据权利要求1所述的遥感图像处理和环境参数测量实验设备，其特征是地面监测传感器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(R01)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(R02)与调理运算放大器(IC03)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(IC04)的S7端相连接，2号接线端子与多路切换器(IC04)的S5端相连接，3号接线端子连接插头座(JS2)的12脚；多路切换器(IC04)的S1、S2、S3、S4及RST端与插头座(JS2)的1脚相连接，多路切换器(IC04)的D2端与插头座(JS2)的11脚相连接，多路切换器(IC04)的SDA和SCLK端分别连接插头座(JS2)的2、3脚。

相对湿度测量传感器MS4由集成湿敏电阻(PCRC)以及运算放大器(1A1～1A5)组成的信号调理电路构成；集成湿敏电阻(PCRC)的一端经过第一电阻(1R1)连接第一运算放大器(1A1)的In+端，集成湿敏电阻(PCRC)的另外一端经过第二电阻(1R2)连接第二三极管(VT2)的集电极；

第一运算放大器(1A1)的In-端分别与第一电容(1C1)、第一三极管(VT1)、第一二极管(VD1)连接，第一运算放大器(1A1)的输出端连接第四运算放大器(1A4)的U2端，第四运算放大器(1A4)的输出端经过第十三电阻(1R13)与第五运算放大器(1A5)的In1端连接，第五运算放大器(1A5)的In2端分别连接第十四电阻(1R14)、第十五电阻(1R15)和第十八电阻(1R18)，第五运算放大器(1A5)的输出端U_O与第二插头座(J2)的脚13连接。

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