小波閾值法礦山遙感成像系統設計研究范文

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摘要：傳統的遙感成像系統存在著成像精確度低的問題，為了讓成像系統更加完善，引入小波閾值法，分別對礦山遙感信息成像系統進行硬件和軟件設計。在傳統硬件方面選擇運行速率更高的DSP芯片，采用可編程控制器對芯片進行數據元控制，并對光譜儀進行波長排序整改，在硬件設計的基礎之上通過對電磁波進行采集處理，運用小波閾值法進行礦山成像。通過系統檢測得出結果：小波閾值法礦山遙感信息成像系統比傳統遙感成像方法精確度更高，由此可見此方法更加完善。

關鍵詞：小波閾值法；遙感技術；圖像處理；成像系統設計

我國是礦產資源大國之一，地域遼闊、地形多樣，礦產地區多位于盆地、丘陵等地勢復雜地區，當前的礦山工作的調查區域范圍大、深度廣，要求的工作程序技術難度大并且成本也很高，這就為我們的礦產開發開采工作帶來很大難度[1]。針對遙感技術目前在礦山中的應用，把小波閾值法運用到礦山遙感信息成像系統之中。小波閾值法在遙感技術的應用之中有圖像處理、語言合成、信號采集以及故障檢測等功能，簡單來說就是一種更加詳細多元化。因此我們要研究基于小波閾值法礦山遙感信息成像系統設計方法。

1系統硬件設計

在設計礦山遙感信息成像系統時，主要的硬件設備為芯片、控制器以及光譜儀，通過這些硬件處理采集到的有效信號，實現數字化成像。（1）DSP芯片設計。當前的礦山勘探及開采主要運用到遙感技術，DSP芯片作為遙感信息制圖成像技術中的核心，它主要就是將收集到的各項數據進行處理。由于DSP芯片計算迅速，接受信號能力強，可以精確對有效信號進行多步驟計算，可見它是系統設計中的重要組成部分。因此要選擇的芯片型號為TMS320DM6446，以此作為遙感成像系統的數字信號處理核心。（2）可編程控制器設計。由于DSP芯片以及其他相關硬件設備在數據處理時會產生大量的計算程序，對此需要功能更加強大的可編程控制器即PLC進行程序控制[2]。從可編程控制器的電源、CPU的使用量、存儲器空間以及輸入輸出接口這幾個方面對控制器進行程序設計，再將PLC與計算機和傳感儀相連接，通過設計好的控制器程序對DSP處理的數字信號進行控制。（3）成像光譜儀設計。光譜儀由棱鏡或衍射光柵構成，通過運用光譜儀采集測量區域的表面光線，將光線分解并按照波長排列，以此將實際物體進行制圖。這里就要采用型號為solaar-929的光譜儀。

2系統軟件設計

在硬件設施保證的情況下，對于礦山遙感信息成像系統進行軟件設計，通過軟件來進行制圖成像。軟件系統的實施流程如下圖1所示。遙感信息成像大致步驟如上圖1所示，根據上述工作流程，設計軟件控制系統。（1）采集電磁波。系統軟件設計中，對于采集有效數據是十分重要的。因此采集電磁波信號是軟件設計工作的第一步。制定一個采集程序，對所要成像的區域進行區域劃分，定制數據采集點，收集對巖心、礦山資源深度、滲透度等數據反射的電磁波，將得到的數據分層記錄，做好類別區分。再將這些數據進行信息化處理，將影像數據進行校正、投影區域合并，將其合成完整影像。（2）小波閾值法成像。將得到影像電磁波信號進行計算。假設電磁波信號為Xi，樣點數量為n，遙感信號為Yi，函數公式如下所示：公式中隨著樣點的數量n變化和遙感信號Yi的波值變動，得到電磁波信號Xi，將得到結果進行檢測，無效數據重新集成處理，再對它的信息識別效率進行計算，公式如下：公式中x為信息量，s為識別能力，據此求出成像的信息識別率，當F≥95%時，證明識別成功。將上述得到有效數據進行成像處理，設定遙感分辨率中影像總數目為T，每個像素元為P，設定參數為j，則函數公式如下所示：通過成像數據Q隨著參數j的變動不斷變化，根據像素元得到成像數集，按照此數集通過傳感器進行信息成像。當Q≥94.5%時，說明成像精確度達到預計要求，進行證明此系統設計有效，得到的結果更加精確，由此設計完成。

3系統測

為了更好的檢測小波閾值法礦山遙感信息成像系統設計的有效性，對它的性能進行系統檢測，檢測它的成像精確程度。在此操作平臺的基礎之上，設置系統測試參數，要求信息量滿足10GB、20GB、30GB、40GB和50GB，同時保證系統內存大于16GB，工作頻次保持450MHz，對此展開測試。測試結果如下表1所示。通過系統測試得到上述表1中的結果，根據表1可知文中所提出的小波閾值法成像系統與傳統遙感成像系統相比，在5個不同信息量參數中，文中所提出的系統成像精確率均高于傳統遙感系統成像率，平均值更是高出4.42%，由此可見此小波閾值法的遙感信息成像系統更有效。

4結語

在國家科技發展水平不斷提高的今天，對于礦山勘探開采技術的需求也在不斷增加，因此創新技術是當下礦產結構發展的重要前提。小波閾值法在遙感信息成像系統設計中提高了成像的精確度，讓計算結果更加貼近現實，使得礦山工作順利開展。但遙感信息技術中小波閾值法的應用還不夠廣泛，還要加大推行力度。

參考文獻

[1]杜春梅,冀志剛,張琛.基于小波閾值法的礦山遙感圖像非局部均值去噪[J].金屬礦山,2017,32(3):116-120.

[2]張元軍.基于雙邊濾波與小波閾值法的礦區遙感圖像處理[J].金屬礦山,2017，64(9):170-173.

作者：張月娟 王鳳舞 單位：甘肅省定西市臨洮農業學校