本文是受气象局委托的一个项目,主要是针对风速风向自记纸资料数字化问题,提出了基于方向滤波的风向风速自记纸数字化算法。并着重研究了自记纸扫描后的倾斜校正,原坐标轴弯曲校正,以及曲线跟踪和提取等问题。由于自记纸是由横纵坐标线组成的网格图,并且水平坐标线较长,为了避免图像倾斜对实验结果的影响,本文首先对图像进行了Canny边缘检测,并利用经简化的Radon变换求解出图像的旋转角度将图像校正。然后,根据横纵坐标轴之间的规则,对风速风向自记纸图像进行水平和垂直方向的投影,利用投影分析的方法检测所有水平和垂直坐标线的位置。接着,根据风速风向自记纸中风向的读取规则,对风向资料区域进行分割,根据分割的结果得出风向数据。最后,采用方向滤波和骨架法对风速曲线进行滤波和跟踪,并根据其垂直方向投影的最大值位置来提取风速曲线的中心线。该法能够自适应地提取坐标轴曲线以及风向风速数据曲线,并相应地从风速风向自记纸中准确读取数据值。本文除了对风向风速自记纸数字化算法的理论进行了细致地分析,还通过MATLAB语言对图像旋转校正、水平和竖直方向坐标线提取、风向风速数据的拟合提取与量化分析等算法进行了仿真实验。与此同时,还对文章中所提出的创新算法进行了验证。从实验结果的显示与比对来看,证明该算法比较有效,可以准确地提取自记纸中所需要的数据。