地物回波去除方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及大气科学技术领域，具体涉及一种地物回波去除方法、装置、设备及存储介质，包括如下步骤：计算探测到的检测回波上每个回波点的多个特征物理量；其中，所述检测回波包括云雾回波和地物回波，每个所述特征物理量用于表示所述回波点对应的一种回波特征；对多个所述特征物理量进行运算，得到判定值；其中，所述判定值能够反映云雾回波与地物回波的差异；根据所述判定值确定所述回波点是否为地物回波；在确定所述回波点是地物回波的情况下，去除所述回波点处的回波。利用回波点所携带的回波特征计算得到多个特征物理量来进行回波类型的判断，可增大识别的准确度，进而有效剔除地物回波，保证雷达数据的可靠性。保证雷达数据的可靠性。保证雷达数据的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
地物回波去除方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及大气科学
，具体涉及一种地物回波去除方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]毫米波测云雷达具有灵敏度高、图像分辨率高和长时间连续观测等特点，用于港口和沿海地区的云雾探测，对沿海地区的航空、航海等交通安全和运输效率具有重要意义。
[0003]由于云雾的高度较低，一般在200～500m之间，为保证能够探测到云雾，毫米波测云雷达需要以较低仰角进行探测，甚至是负仰角。在这种探测模式下，雷达图像易受低空山地和海岛等杂波污染，影响图像的分析利用。目前毫米波测云雷达的质量控制方法主要是利用回波信号和谱数据等进行地杂波的识别和抑制，在数据进入采集系统前就进行过滤，该方法并不能有效剔除地物回波，导致所得到的云雾回波被污染，影响雷达数据的使用。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决现有技术中不能有效剔除地物回波，导致所得到的云雾回波被污染，影响雷达数据的使用的技术问题，从而提供一种地物回波去除方法，包括如下步骤：
[0005]计算探测到的检测回波上每个回波点的多个特征物理量；其中，所述检测回波包括云雾回波和地物回波，每个所述特征物理量用于表示所述回波点对应的一种回波特征；
[0006]对多个所述特征物理量进行运算，得到判定值；其中，所述判定值能够反映云雾回波与地物回波的差异；
[0007]根据所述判定值确定所述回波点是否为地物回波；
[0008]在确定所述回波点是地物回波的情况下，去除所述回波点处的回波。
[0009]优选地，所述特征物理量包括以下至少两个：回波强度区域平均值、径向速度区域平均值、速度谱宽区域平均值、退偏振因子区域平均值、径向速度方差、回波强度的纹理、回波强度沿径向的库间变化程度。
[0010]优选地，每个特征物理量具有对应的隶属函数；其中，所述对多个所述特征物理量进行运算，得到判定值，包括：
[0011]利用预先构建好的隶属函数，对所述回波点的每个特征物理量进行归一化计算，得到对应的隶属函数值；其中，所述隶属函数值越大表示所述回波点处的回波为地物回波的概率越大；
[0012]将各个特征物理量对应的隶属函数值相加求和，得到所述判定值；
[0013]其中，所述根据所述判定值确定所述回波点是否为地物回波，包括：
[0014]判断所述判定值是否小于等于预设阈值；如果所述判定值大于所述预设阈值，则所述回波点为地物回波。
[0015]优选地，所述计算探测到的检测回波上每个回波点的多个特征物理量，包括：
[0016]获取每个回波点的回波强度、径向速度、速度谱宽和退偏振因子；
[0017]利用所述回波强度计算得到所述回波强度区域平均值、回波强度的纹理、回波强度沿径向的库间变化程度；
[0018]利用所述径向速度计算得到所述径向速度区域平均值、径向速度方差；
[0019]利用所述速度谱宽计算得到所述速度谱宽区域平均值；
[0020]利用所述退偏振因子计算得到所述退偏振因子区域平均值。
[0021]优选地，所述方法还包括：将探测到的检测回波上每个回波点插值到预设度数间隔的径向上；
[0022]通过第一数学模型计算得到所述回波强度区域平均值、径向速度区域平均值、速度谱宽区域平均值、退偏振因子区域平均值，所述第一数学模型为：
[0023][0024]式中，Value
i,j
表示第i个径向、第j个距离库的回波强度、径向速度、速度谱宽或退偏振因子，N
A
表示沿径向的点个数，N
R
表示沿距离库的点个数，一般取奇数；
[0025]和/或，通过第二数学模型计算得到所述回波强度的纹理，所述第二数学模型为：
[0026][0027]式中，Z
i,j
表示第i个径向、第j个距离库的回波强度，N
A
表示沿径向的点个数，N
R
表示沿距离库的点个数；
[0028]通过第三数学模型计算得到所述回波强度沿径向的库间变化程度，所述第三数学模型为：
[0029][0030][0031]式中，M表示同一径向上相邻两个距离库上回波强度的变化程度，Z
r
表示变化阈值，N
A
表示沿径向的点个数，N
R
表示沿距离库的点个数；
[0032]通过第四数学模型计算得到所述径向速度方差，所述第四数学模型为：
[0033][0034]式中，V
i,j
表示第i个径向、第j个距离库的径向速度，表示N
A
*
R
个回波点径向速度的平均值，N
A
表示沿径向的点个数，N
R
表示沿距离库的点个数。
[0035]优选地，通过以下步骤建构隶属函数：
[0036]收集历史检测回波；其中，所述历史检测回波为在被监测区域探测到的云雾回波
和地物回波；
[0037]计算所述云雾回波和地物回波中每个回波点的特征物理量，基于所述特征物理量分别构建所述云雾回波和地物回波的特征物理量分布密度曲线；
[0038]基于所述云雾回波和地物回波的特征物理量分布密度曲线，获取特征物理量的分布参数，根据所述分布参数构建特征物理量对应的隶属函数。
[0039]优选地，所述基于所述云雾回波和地物回波的特征物理量分布密度曲线，获取特征物理量的分布参数，根据所述分布参数构建特征物理量对应的隶属函数，包括：
[0040]获取特征物理量的第一分布阈值T1、第二分布阈值T2和第三分布阈值T3；其中，所述第一分布阈值T1和第三分布阈值T3分别为判定为地物回波的上下阈值，所述第二分布阈值T2为判定为地物回波时分布曲线的峰值；
[0041]根据所述第一分布阈值T1、第二分布阈值T2和第三分布阈值T3，构建所述隶属函数为：
[0042][0043]式中，所述M表示隶属函数值，所述Value表示计算检测回波上回波点的特征物理量值。
[0044]优选地，所述计算探测到的检测回波上每个回波点的多个特征物理量，包括：
[0045]计算地物影响区中每个回波点的特征物理量；其中，所述地物影响区为晴空下地物回波出现的区域。
[0046]本实施例还提供了一种地物回波去除装置，包括
[0047]第一计算模块，用于计算探测到的检测回波上每个回波点的多个特征物理量，其中，所述检测回波包括云雾回波和地物回波，每个所述特征物理量用于表示所述回波点对应的一种回波特征；
[0048]第二计算模块，用于对多个所述特征物理量进行运算，得到判定值；其中，所述判定值能够反映云雾回波与地物回波的差异；
[0049]确定模块，用于根据所述判定值确定所述回波点是否为地物回波；
[0050]去除模块，用于在确定所述回波点是地物回波的情况下，去除所述回波点处的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地物回波去除方法，其特征在于，包括如下步骤：计算探测到的检测回波上每个回波点的多个特征物理量；其中，所述检测回波包括云雾回波和地物回波，每个所述特征物理量用于表示所述回波点对应的一种回波特征；对多个所述特征物理量进行运算，得到判定值；其中，所述判定值能够反映云雾回波与地物回波的差异；根据所述判定值确定所述回波点是否为地物回波；在确定所述回波点是地物回波的情况下，去除所述回波点处的回波。2.如权利要求1所述的地物回波去除方法，其特征在于，所述特征物理量包括以下至少两个：回波强度区域平均值、径向速度区域平均值、速度谱宽区域平均值、退偏振因子区域平均值、径向速度方差、回波强度的纹理、回波强度沿径向的库间变化程度。3.如权利要求1或2所述的地物回波去除方法，其特征在于，每个特征物理量具有对应的隶属函数；其中，所述对多个所述特征物理量进行运算，得到判定值，包括：利用预先构建好的隶属函数，对所述回波点的每个特征物理量进行归一化计算，得到对应的隶属函数值；其中，所述隶属函数值越大表示所述回波点处的回波为地物回波的概率越大；将各个特征物理量对应的隶属函数值相加求和，得到所述判定值；其中，所述根据所述判定值确定所述回波点是否为地物回波，包括：判断所述判定值是否小于等于预设阈值；如果所述判定值大于所述预设阈值，则所述回波点为地物回波。4.如权利要求2所述的地物回波去除方法，其特征在于，所述计算探测到的检测回波上每个回波点的多个特征物理量，包括：获取每个回波点的回波强度、径向速度、速度谱宽和退偏振因子；利用所述回波强度计算得到所述回波强度区域平均值、回波强度的纹理、回波强度沿径向的库间变化程度；利用所述径向速度计算得到所述径向速度区域平均值、径向速度方差；利用所述速度谱宽计算得到所述速度谱宽区域平均值；利用所述退偏振因子计算得到所述退偏振因子区域平均值。5.如权利要求4所述的地物回波去除方法，其特征在于，所述方法还包括：将探测到的检测回波上每个回波点插值到预设度数间隔的径向上；通过第一数学模型计算得到所述回波强度区域平均值、径向速度区域平均值、速度谱宽区域平均值、退偏振因子区域平均值，所述第一数学模型为：式中，Value
i，j
表示第i个径向、第j个距离库的回波强度、径向速度、速度谱宽或退偏振因子，N
A
表示沿径向的点个数，N
R
表示沿距离库的点个数；和/或，通过第二数学模型计算得到所述回波强度的纹理，所述第二数学模型为：
式中，Z
i，j
表示第i个径向、第j个距离库的回波强度，N
A
表示沿径向的点个数，N
R
表示沿距离库的点个数；通过第三数学模型计算得到所述回波强度沿径向的库间变化程度，所述第三数学模型为：为：式中，M表示同一径向上相邻两个距离库上回波强度的变化程度，Z
r
表示变化阈值，N
A

【专利技术属性】
技术研发人员：徐韵佳，杨川，刘光普，初奕琦，刘可邦，
申请(专利权)人：福建省大气探测技术保障中心，
类型：发明
国别省市：