本发明涉及一种沙尘暴入侵云计算定位系统，包括：警戒线数据存储设备，设置在直升机上，用于预先存储警戒线位置数据，所述警戒线位置数据包括各个警戒点的定位数据；飞行数据检测设备，设置在直升机上，用于检测并输出直升机的飞行数据，所述飞行数据包括即时高度和即时GPS位置；成像设备，设置在直升机上，用于面向直升机下方进行飞行图像采集，以获得并输出下方实时图像；成分调整设备，与所述成像设备连接，用于对所述下方实时图像中的每一个像素点的色调成分、亮度成分和饱和度成分进行归一化处理。通过本发明，能够判断出沙尘暴是否到达监控的城市警戒线。
1.一种沙尘暴入侵云计算定位系统，其特征在于，所述系统包括：
警戒线数据存储设备，设置在直升机上，用于预先存储警戒线位置数据，所述警戒线位置数据包括各个警戒点的定位数据；
飞行数据检测设备，设置在直升机上，用于检测并输出直升机的飞行数据，所述飞行数据包括即时高度和即时GPS位置；
CMOS传感设备，设置在直升机上，用于面向直升机下方进行飞行图像采集，以获得并输出下方实时图像；
成分调整设备，与所述CMOS传感设备连接，用于接收下方实时图像，并对所述下方实时图像中的每一个像素点的色调成分、亮度成分和饱和度成分进行归一化处理，以将所述下方实时图像中的每一个像素点的色调成分、亮度成分和饱和度成分都归一化调整到0到1的数值区间内，以获得并输出调整后色调成分、调整后亮度成分和调整后饱和度成分，所述成分调整设备的操作在云端进行；
数据比较设备，与所述成分调整设备连接，用于接收各个像素点的调整后色调成分、调整后亮度成分和调整后饱和度成分，针对每一个像素点，将1减去调整后亮度成分以获得第一提取数据，将1减去调整后色调成分以获得第二提取数据，将1减去调整后饱和度成分以获得第三提取数据，将所述第二提取数据和所述第三提取数据的乘积除以所述第一提取数据以获得数据运算结果，取各个像素点的数据运算结果的平均值以作为比较因子；
其中，在所述数据比较设备中，当所述比较因子小于预设参考阈值时，确定所述下方实时图像为高明度图像；
其中，在所述数据比较设备中，当所述比较因子大于等于预设参考阈值时，确定所述下方实时图像为低明度图像；
参数修正设备，与所述数据比较设备连接，用于接收所述比较因子，还用于在接收到所述高明度图像时，选择高电平切割限值并作为目标切割限值输出，用于在接收到所述低明度图像时，选择低电平切割限值并作为目标切割限值输出；
图像切割设备，分别与所述CMOS传感设备和所述参数修正设备连接，用于接收所述下方实时图像以及所述目标切割限值，并基于所述目标切割限值从所述下方实时图像中切割出待分析区域，所述图像切割设备基于所述目标切割限值从所述下方实时图像中切割出待分析区域包括：当所述目标切割限值为所述高电平切割限值时，将所述下方实时图像中亮度值小于等于所述高电平切割限值的像素点组成所述待分析区域，以及当所述目标切割限值为所述低电平切割限值时，将所述下方实时图像中亮度值大于等于所述低电平切割限值的像素点组成所述待分析区域；
前锋区域检测设备，与所述图像切割设备连接，用于接收所述待分析区域，并基于沙尘暴前锋卷动形状以及沙尘暴颜色范围从所述待分析区域中提取出沙尘暴前锋区域；
前锋分析设备，设置在直升机上，与所述前锋区域检测设备连接，用于获取沙尘暴前锋区域和下方实时图像，还与所述飞行数据检测设备连接以获得所述即时高度和所述即时GPS位置，基于所述即时高度、所述即时GPS位置以及所述沙尘暴前锋区域在所述下方实时图像的位置确定所述沙尘暴前锋区域的即时GPS位置；
位置对比设备，设置在直升机上，分别与所述警戒线数据存储设备和所述前锋分析设备连接，用于接收所述警戒线位置数据和所述沙尘暴前锋区域的即时GPS位置，并将所述沙尘暴前锋区域的即时GPS位置与所述警戒线位置数据中的各个警戒点的定位数据进行逐一匹配，在匹配都失败时，发出未触及警戒线信号，以及在匹配成功时，发出触及警戒线信号并发出匹配到的警戒点的定位数据；
射频发送设备，设置在直升机上，用于将所述触及警戒线信号以及所述匹配到的警戒点的定位数据发送到沙尘暴防控中心服务器处，或用于将所述未触及警戒线信号发送到沙尘暴防控中心服务器处。
云计算定位系统
技术领域
[0001] 本发明涉及云计算领域，尤其涉及一种云计算定位系统。
背景技术
[0002] 云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。
[0003] 好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。
[0004] 被普遍接受的云计算特点如下：(1)超大规模。“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。(2)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。(3)高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。(4)通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种云计算定位系统，通过图像分析的方式，获取沙尘暴前锋区域的即时GPS位置，将所述沙尘暴前锋区域的即时GPS位置与所述警戒线位置数据中的各个警戒点的定位数据进行逐一匹配，在匹配都失败时，发出未触及警戒线信号，以及在匹配成功时，发出触及警戒线信号并发出匹配到的警戒点的定位数。
[0006] 根据本发明的一方面，提供了一种沙尘暴入侵云计算定位系统，所述系统包括：
[0007] 警戒线数据存储设备，设置在直升机上，用于预先存储警戒线位置数据，所述警戒线位置数据包括各个警戒点的定位数据；
[0008] 飞行数据检测设备，设置在直升机上，用于检测并输出直升机的飞行数据，所述飞行数据包括即时高度和即时GPS位置；
[0009] CMOS传感设备，设置在直升机上，用于面向直升机下方进行飞行图像采集，以获得并输出下方实时图像；
[0010] 成分调整设备，与所述CMOS传感设备连接，用于接收下方实时图像，并对所述下方实时图像中的每一个像素点的色调成分、亮度成分和饱和度成分进行归一化处理，以将所述下方实时图像中的每一个像素点的色调成分、亮度成分和饱和度成分都归一化调整到0到1的数值区间内，以获得并输出调整后色调成分、调整后亮度成分和调整后饱和度成分，所述成分调整设备的操作在云端进行；
[0011] 数据比较设备，与所述成分调整设备连接，用于接收各个像素点的调整后色调成分、调整后亮度成分和调整后饱和度成分，针对每一个像素点，将1减去调整后亮度成分以获得第一提取数据，将1减去调整后色调成分以获得第二提取数据，将1减去调整后饱和度成分以获得第三提取数据，将所述第二提取数据和所述第三提取数据的乘积除以所述第一提取数据以获得数据运算结果，取各个像素点的数据运算结果的平均值以作为比较因子。
[0012] 本发明至少具有以下三个重要发明点：
[0013] (1)针对图像整体执行基于色调成分、亮度成分和饱和度成分的统计分析，并利用了云计算平台，从而在保证数据精度的同时，提高了运算效率；
[0014] (2)根据当前拍摄环境的不同照明场景，选择能够快速有效分割出包括对象的区域的电平切割限值，以提高后续图像的识别速度；
[0015] (3)将所述沙尘暴前锋区域的即时GPS位置与所述警戒线位置数据中的各个警戒点的定位数据进行逐一匹配，从而能够快速判断出是否需要发出沙尘暴预警信号。
附图说明
[0016] 以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
[0017] 图1为根据本发明实施方案示出的沙尘暴入侵云计算定位系统的CMOS传感设备的结构示意图。
具体实施方式
[0018] 下面将参照附图对本发明的沙尘暴入侵云计算定位系统的实施方案进行详细说明。
[0019] 通过实验，专家们发现，土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。风是土壤最直接的动力，其中气流性质、风速大小、土壤风蚀过程中风力作用的相关条件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。这项实验还证明，植物措施是防治沙尘暴的有效方法之一。专家认为植物通常以3种形式来影响风蚀：分散地面上一定的风动量，减少气流与沙尘之间的传递；阻止土壤、沙尘等的运动。
[0020] 沙尘暴的形成有着人为因素以及气象因素的影响。在人为因素方面，沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物，而且与人类活动有对应关系。人为过度放牧、滥伐森林植被，工矿交通建设尤其是人为过度垦荒破坏地面植被，扰动地面结构，形成大面积沙漠化土地，直接加速了沙尘暴的形成和发育。在气象因素方面，沙尘暴的形成是以东亚特殊的大气环流为背景，并与冬季风紧密联系在一起，他的发生主要与冬半年西伯利亚、蒙古高压驱动下的冷锋过境有关，属冷锋型沙尘暴。
[0021] 沙尘暴对城市的危害性极大。为了帮助市民和相关部门尽快做好防范措施，需要对沙尘暴的蔓延情况进行识别，通常是在城市周边设置沙尘暴警戒线，一旦沙尘暴跨越过这些警戒线，则需要立即进行沙尘暴的城市预警。当前，并不存在具体实现沙尘暴城市预警的实施机制。
[0022] 为了克服上述不足，本发明搭建了一种沙尘暴入侵云计算定位系统，能够实现高效的沙尘暴入侵定位以及与警戒线位置数据中的各个警戒点的定位数据的逐一匹配。
[0023] 根据本发明实施方案的沙尘暴入侵云计算定位系统包括：
[0024] 警戒线数据存储设备，设置在直升机上，用于预先存储警戒线位置数据，所述警戒线位置数据包括各个警戒点的定位数据；
[0025] 飞行数据检测设备，设置在直升机上，用于检测并输出直升机的飞行数据，所述飞行数据包括即时高度和即时GPS位置；
[0026] CMOS传感设备，如图1所示，设置在直升机上，用于面向直升机下方进行飞行图像采集，以获得并输出下方实时图像；
[0027] 成分调整设备，与所述CMOS传感设备连接，用于接收下方实时图像，并对所述下方实时图像中的每一个像素点的色调成分、亮度成分和饱和度成分进行归一化处理，以将所述下方实时图像中的每一个像素点的色调成分、亮度成分和饱和度成分都归一化调整到0到1的数值区间内，以获得并输出调整后色调成分、调整后亮度成分和调整后饱和度成分，所述成分调整设备的操作在云端进行。
[0028] 接着，继续对本发明的沙尘暴入侵云计算定位系统的具体结构进行进一步的说明。
[0029] 在所述沙尘暴入侵云计算定位系统中，还包括：
[0030] 数据比较设备，与所述成分调整设备连接，用于接收各个像素点的调整后色调成分、调整后亮度成分和调整后饱和度成分，针对每一个像素点，将1减去调整后亮度成分以获得第一提取数据，将1减去调整后色调成分以获得第二提取数据，将1减去调整后饱和度成分以获得第三提取数据，将所述第二提取数据和所述第三提取数据的乘积除以所述第一提取数据以获得数据运算结果，取各个像素点的数据运算结果的平均值以作为比较因子；
[0031] 其中，在所述数据比较设备中，当所述比较因子小于预设参考阈值时，确定所述下方实时图像为高明度图像；
[0032] 其中，在所述数据比较设备中，当所述比较因子大于等于预设参考阈值时，确定所述下方实时图像为低明度图像。
[0033] 在所述沙尘暴入侵云计算定位系统中，还包括：
[0034] 参数修正设备，与所述数据比较设备连接，用于接收所述比较因子，还用于在接收到所述高明度图像时，选择高电平切割限值并作为目标切割限值输出，用于在接收到所述低明度图像时，选择低电平切割限值并作为目标切割限值输出。
[0035] 在所述沙尘暴入侵云计算定位系统中，还包括：
[0036] 图像切割设备，分别与所述CMOS传感设备和所述参数修正设备连接，用于接收所述下方实时图像以及所述目标切割限值，并基于所述目标切割限值从所述下方实时图像中切割出待分析区域，所述图像切割设备基于所述目标切割限值从所述下方实时图像中切割出待分析区域包括：当所述目标切割限值为所述高电平切割限值时，将所述下方实时图像中亮度值小于等于所述高电平切割限值的像素点组成所述待分析区域，以及当所述目标切割限值为所述低电平切割限值时，将所述下方实时图像中亮度值大于等于所述低电平切割限值的像素点组成所述待分析区域；
[0037] 前锋区域检测设备，与所述图像切割设备连接，用于接收所述待分析区域，并基于沙尘暴前锋卷动形状以及沙尘暴颜色范围从所述待分析区域中提取出沙尘暴前锋区域；
[0038] 前锋分析设备，设置在直升机上，与所述前锋区域检测设备连接，用于获取沙尘暴前锋区域和下方实时图像，还与所述飞行数据检测设备连接以获得所述即时高度和所述即时GPS位置，基于所述即时高度、所述即时GPS位置以及所述沙尘暴前锋区域在所述下方实时图像的位置确定所述沙尘暴前锋区域的即时GPS位置；
[0039] 位置对比设备，设置在直升机上，分别与所述警戒线数据存储设备和所述前锋分析设备连接，用于接收所述警戒线位置数据和所述沙尘暴前锋区域的即时GPS位置，并将所述沙尘暴前锋区域的即时GPS位置与所述警戒线位置数据中的各个警戒点的定位数据进行逐一匹配，在匹配都失败时，发出未触及警戒线信号，以及在匹配成功时，发出触及警戒线信号并发出匹配到的警戒点的定位数据；
[0040] 射频发送设备，设置在直升机上，用于将所述触及警戒线信号以及所述匹配到的警戒点的定位数据发送到沙尘暴防控中心服务器处，或用于将所述未触及警戒线信号发送到沙尘暴防控中心服务器处。
[0041] 在所述沙尘暴入侵云计算定位系统中：
[0042] 所述数据比较设备的运算操作被放置在网络对端的云计算平台处进行。
[0043] 在所述沙尘暴入侵云计算定位系统中，还包括：
[0044] 数据存储设备，与所述数据比较设备连接，用于存储所述预设参考阈值。
[0045] 以及，在所述沙尘暴入侵云计算定位系统中：
[0046] 所述高电平切割限值的数值分布范围在200-255之间，所述低电平切割限值的数值分布范围在0-64之间。
[0047] 另外，所述飞行数据检测设备通过GPS导航系统获得所述即时GPS位置。GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98％的24颗GPS卫星星座己布设完成。
[0048] 利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，他极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。
[0049] 采用本发明的沙尘暴入侵云计算定位系统，针对现有技术中沙尘暴定位分析困难的技术问题，一方面，通过针对图像整体执行基于色调成分、亮度成分和饱和度成分的统计分析，并根据当前拍摄环境的不同照明场景，选择能够快速有效分割出包括对象的区域的电平切割限值，以提高后续图像的识别速度，另一方面，将沙尘暴前锋区域的即时GPS位置与警戒线位置数据中的各个警戒点的定位数据进行逐一匹配，以高精度地确定出沙尘暴前锋区域是否到达城市警戒线。
[0050] 可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
