一种星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114814781A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210220921.3(22)申请日2022.03.08(71)申请人中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地址450001河南省郑州市高新区科学大道62号(72)发明人张国平邢帅徐青吕亮陈坤吴立亭李鹏程郭松涛李辉王丹菂张鑫磊戴莫凡田绿林(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119专利代理师吴敏(51)Int.Cl.G01S7/48(2006.01)G01C5/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法(57)摘要本发明提出一种星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，属于地面光子提取技术领域。首先将目标区的星载光子计数激光雷达数据分割成多个长段和对应若干短段，利用长段的高程差和短段的高程差计算每个短段的地形指数，根据计算出的地形指数对原有的布料模拟中的布料颗粒间的回弹距离进行调整，利用调整后布料模拟算法对获取的数据进行地面光子的提取。本发明考虑到星载光子计数激光雷达数据覆盖区域较广，区域内地形差异较大，采用分段的方式，用不同短段下的地形指数来准确表征对应短段下的地形，提取每段的地面光子，保证了提取地面光子的准确性，提高了地面光子提取精度。CN114814781ACN114814781A权利要求书1/2页1.一种星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)获取目标区的星载光子计数激光雷达数据；2)将获取的星载光子计数激光雷达数据分别按照设定第一分割阈值和第二分割阈值分为多个长段和与之对应若干短段，根据长段的高程差和对应短段的高程差计算每个短段的地形指数；3)根据每个短段的地形指数计算对应短段距离内的布料颗粒间的回弹距离；4)根据布料颗粒间的回弹距离采用布料模拟算法，对获取的星载光子计数激光雷达数据进行地面光子的提取。2.根据权利要求1所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，所述每个短段的地形指数的计算公式为：式中，TIi是第i个短段的地形指数，EDsi是第i个短段的高程差，EDli是第i个短段对应的长段的高程差。3.根据权利要求1或2所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，所述每个短段布料颗粒的回弹距离的计算公式为：RDi＝EDi‑particle*TIi式中，RDi是第i个短段的布料颗粒的回弹距离，EDi‑particle是第i个短段中布料颗粒间的最大高差，TIi是第i个短段的地形指数。4.根据权利要求1所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，所述步骤4)还包括对地面光子进行噪声检测及滤除：粒子之间的高程差不满足设定条件时布料会发生损坏，将损坏处的光子作为噪声剔除。5.根据权利要求4所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，所述设定条件根据3σ原理确定，即当颗粒之间的高程差超过μ+3σ时，布料就会损坏。6.根据权利要求1所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，在进行布料模拟时，需要的参数包括布粒间距、每次迭代中粒子在重力作用下的移动距离、布料粒子和相应光子之间的最大高差。7.根据权利要求6所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，所述布粒间距根据提取地面光子的个数确定，当提取的地面光子个数越多时，布粒间距越小。8.根据权利要求6所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，每次迭代中粒子在重力作用下的移动距离为9.8m。9.根据权利要求6所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，所述布料粒子和相应光子之间的最大高差根据提取地面光子的个数确定，当提取的地面光子个数越多时，布料粒子和相应光子之间的最大高差越小。10.根据权利要求1所述的星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，其特征在于，所述第一分割阈值和第二分割阈值根据对应长段与短段组合计算的地形指数与归一化数字地形模型之间的相关性确定，分别选取相关性最高时对应的长段距离和短段距离作为2CN114814781A权利要求书2/2页第一分割阈值和第二分割阈值。3CN114814781A说明书1/7页一种星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法技术领域[0001]本发明涉及一种星载光子计数激光雷达数据的地面光子提取方法，属于地面光子提取技术领域。背景技术[0002]高精度的地面高程对于理解前所未有的环境变化至关重要。基于星载光子计数激光雷达数据能够反演出大范围内的地面高程，有利于进行环境监测。而这种高灵敏度的激光雷达很容易被太阳噪声、大气噪声和暗电流触发