一种针对探地雷达数据的数据处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种针对探地雷达数据的数据处理方法以及系统。所述方法包括：识别探地雷达数据中的桥梁数据；将识别出的桥梁数据替换为其他数据，抑制数据衔接部分的能量差异；对数据替换后的探地雷达数据进行去干扰处理，压制规则的和随机的干扰信号；将被替换的所述桥梁数据还原到去干扰处理后的探地雷达数据中的原始位置上。相较于现有技术，根据本发明专利技术的方法及系统，可以有效消除路桥过渡段在信号处理过程中产生的水平干扰信号，从而为道路状况诊断提供可靠的数据支持。

【技术实现步骤摘要】
一种针对探地雷达数据的数据处理方法及系统
本专利技术涉及交通领域，具体涉及一种针对探地雷达数据的数据处理方法及系统。
技术介绍
在交通领域，通常使用探地雷达对道路进行勘测，从而确定道路状况。使用探地雷达设备采集数据后，获取的数据称为原始数据，需进行数据处理后，再进行图像解释工作，找到有病害的部位。数据处理的目的是压制规则的和随机的干扰信号，提高地质雷达图像分辨率，突出电磁波振幅、波形及其随时间、里程变化等有用的异常信息。然而，在实际场景中，在路桥过渡段，即路基和桥梁的连接部位，由于路基部分和桥梁部分的原始波形的能量差异显著，导致滤波等算法进行处理后，出现水平干扰信号，可称为边界效应。近似于滑动平均时异常点对于正常点的干扰作用，这些干扰信号掩盖了该部位的真实信号。
技术实现思路
本专利技术提供了一种针对探地雷达数据的数据处理方法，所述方法包括：识别探地雷达数据中的桥梁数据；将识别出的桥梁数据替换为其他数据，抑制数据衔接部分的能量差异；对数据替换后的探地雷达数据进行去干扰处理，压制规则的和随机的干扰信号；将被替换的所述桥梁数据还原到去干扰处理后的探地雷达数据中的原始位置上。在一实施例中，将识别出的桥梁数据替换为其他数据，其中，将识别出的桥梁数据替换为路基数据。在一实施例中，将识别出的桥梁数据替换为路基数据，其中，镜像复制所述桥梁数据左侧或右侧的相邻区域作为替换所述桥梁数据的路基数据。在一实施例中，将识别出的桥梁数据替换为路基数据，其中，重复复制所述桥梁数据左侧或右侧边界相邻的1道或多道数据并组合作为替换所述桥梁数据的路基数据。在一实施例中，将识别出的桥梁数据替换为路基数据，其中：重复复制所述桥梁数据左侧或右侧边界相邻的1道或多道数据；对复制的数据加微小随机扰动后组合作为替换所述桥梁数据的路基数据。在一实施例中，当识别出的桥梁数据为不完整桥梁数据时，将被分割的桥梁数据拼接成完整的桥梁数据。在一实施例中，在识别桥梁数据的过程中，确定桥梁数据的边界，确保识别出的桥梁数据不包含路基数据。在一实施例中：作为识别对象的探地雷达数据为图像格式；识别所述探地雷达数据中的桥梁数据图像。本专利技术还提出了一种存储介质，所述存储介质上存储有可实现本专利技术所述方法的程序代码。本专利技术还提出了一种针对探地雷达数据的数据处理系统，所述系统包括：桥梁识别模块，其配置为识别探地雷达数据中的桥梁数据；数据替换模块，其配置为将识别出的桥梁数据替换为其他数据；去干扰模块，其配置为对数据替换后的探地雷达数据进行去干扰处理，压制规则的和随机的干扰信号，数据还原模块，其配置为将被替换的所述桥梁数据还原到去干扰处理后的探地雷达数据中的原始位置上。相较于现有技术，根据本专利技术的方法及系统，可以有效消除路桥过渡段在信号处理过程中产生的水平干扰信号，从而为道路状况诊断提供可靠的数据支持。本专利技术的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本专利技术的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本专利技术而被了解。本专利技术的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1和图2是现有技术去干扰处理前后的探地雷达数据图；图3和图8是根据本专利技术不同实施例的方法流程图；图4是根据本专利技术一实施例的方法的部分流程图；图5～图7是根据本专利技术一实施例的方法的桥梁数据识别结果示意图；图9是根据本专利技术一实施例的原始探地雷达数据图；图10是根据本专利技术一实施例的数据替换后的探地雷达数据图；图11是根据本专利技术一实施例的去干扰处理并数据还原后的探地雷达数据图；图12是根据本专利技术一实施例的系统结构简图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此本专利技术的实施人员可以充分理解本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本专利技术。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。在交通领域，通常使用探地雷达对道路进行勘测，从而确定道路状况。使用探地雷达设备采集数据后，获取的数据称为原始数据，需进行数据处理后，再进行图像解释工作，找到有病害的部位。数据处理的目的是压制规则的和随机的干扰信号，提高地质雷达图像分辨率，突出电磁波振幅、波形及其随时间、里程变化等有用的异常信息。然而，在实际场景中，在路桥过渡段，即路基和桥梁的连接部位，由于路基部分和桥梁部分的原始波形的能量差异显著，导致滤波等算法进行处理后，出现水平干扰信号，可称为边界效应。近似于滑动平均时异常点对于正常点的干扰作用，这些干扰信号掩盖了该部位的真实信号。如图1以及图2所示，图1为原始数据。水平条纹区域即桥梁，两侧为路基部分。两个部分边界清晰，差异明显。图2为采用现有技术方法处理图1的原始数据后的数据。桥梁两侧的过渡段区域出现了明显的水平干扰信号。针对上述问题，本专利技术提出了一种针对探地雷达数据的数据处理方法。在本专利技术的方法中，在对探地雷达数据进行去干扰的信号处理之前，首先将桥梁数据替换掉，从而从探地雷达数据中消除路基部分和桥梁部分的原始波形的显著的能量差异。之后再进行去干扰的信号处理，这样就能避免在去干扰的信号处理过程中产生水平干扰信号。在去干扰的信号处理之后，再将被替换的桥梁数据还原到原有位置上，这样，不仅保证了桥梁数据本身的原貌，又避免了在去干扰的信号处理过程中产生水平干扰信号影响桥梁数据与路基部分数据衔接处。相较于现有技术，根据本专利技术的方法及系统，可以有效消除路桥过渡段在信号处理过程中产生的水平干扰信号，从而为道路状况诊断提供可靠的数据支持。接下来基于附图详细描述根据本专利技术实施例的方法的详细流程，附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。如图3所示，在一实施例中，方法包括：识别探地雷达数据中的桥梁数据(S310)；将识别出的桥梁数据替换为其他数据，抑制数据衔接部分的能量差异(S320)；对数据替换后的探地雷达数据进行去干扰处理，压制规则的和随机的干扰信号(S330)；将被替换的所述桥梁数据还原到去干扰处理后的探地雷达数据中的原始位置上(S340)。具体的，在一实施例中，去干扰处理的目的是压制规则的和随机的干扰信号，提高地质雷达图像分辨率，突出电磁波振幅、波形及其随时间、里程变化等有用的异常信息。具体的，在一实施例中，去干扰处理包括背景去噪、水平滤波、垂直带通滤波、增益。在本专利技术的方法中，关键点之一在于准确、全面的识别探地雷达数据中的桥梁数据。如果识别过程中出现识别错误或是识别遗漏，势必直接影响到最终的信号处理效果。在现有技术中，识别探地雷达数据中的桥梁数据通常采用人工标记的方式。由于雷达文件的数据量通常十分庞大，采用人工方式标记桥梁，不仅大大加大了工作量，而且遗漏桥梁的几率也很大。为保证桥梁数据识别的准确性，避免出现识别遗漏，并进一步提高工作效率，在一实施例中，基于桥梁识别模型进行桥梁数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对探地雷达数据的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：识别探地雷达数据中的桥梁数据；将识别出的桥梁数据替换为其他数据，抑制数据衔接部分的能量差异；对数据替换后的探地雷达数据进行去干扰处理，压制规则的和随机的干扰信号；将被替换的所述桥梁数据还原到去干扰处理后的探地雷达数据中的原始位置上。

【技术特征摘要】
1.一种针对探地雷达数据的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：识别探地雷达数据中的桥梁数据；将识别出的桥梁数据替换为其他数据，抑制数据衔接部分的能量差异；对数据替换后的探地雷达数据进行去干扰处理，压制规则的和随机的干扰信号；将被替换的所述桥梁数据还原到去干扰处理后的探地雷达数据中的原始位置上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将识别出的桥梁数据替换为其他数据，其中，将识别出的桥梁数据替换为路基数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将识别出的桥梁数据替换为路基数据，其中，镜像复制所述桥梁数据左侧或右侧的相邻区域作为替换所述桥梁数据的路基数据。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将识别出的桥梁数据替换为路基数据，其中，重复复制所述桥梁数据左侧或右侧边界相邻的1道或多道数据并组合作为替换所述桥梁数据的路基数据。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将识别出的桥梁数据替换为路基数据，其中：重复复制所述桥梁数据左侧或右侧边界相邻的1道或多道数据；对复制的数据加微小...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜翠，张千里，马伟斌，陈锋，刘杰，程远水，安哲立，许学良，张文达，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11