[發明專利]基于時序雷達遙感的海上風電提取方法及系統

有效

• 申請號: 202110120133.2
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112946643B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 田波;張婷;顧靖華;睿杰;袁慶;范惠芳;姜文浩;張雷
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/292;G01S7/35
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種基于時序雷達遙感的海上風電提取方法，其特征在于，包括：

步驟M1：獲取合成孔徑雷達影像，并對合成孔徑雷達影像預處理，得到預處理后的時序雷達影像數據集；

步驟M2：確定研究區域并將確定的研究區域創建為全球海岸矢量網格；

步驟M3：基于全球海岸矢量網格，基于像素的動態閾值法提取海上風電場；

步驟M4：利用時序影像提取單個風電機組的建造時間；

述步驟M3包括：

步驟M3.1：選取年內所有雷達影像數據集中做平均值合成，將整年時間序列的數據集轉化為年度合成的雷達影像；

步驟M3.2：對年度合成的雷達影像做直方圖分析，僅保留預設百分位范圍內的像元以清除漂浮物與臨時移動物體，得到清除后的年度合成的雷達影像；

步驟M3.3：將清除后的年度合成的雷達影像采用動態閾值法提取具有高后向散射強度特征的目標，將海上風力發電機與海水背景區分開來；

步驟M3.4：在初步海上風電的提取基礎上，使用形態學方法去除提取結果中存在的噪聲像素；

步驟M3.5：利用面積濾波進一步移除包括島嶼和石油平臺干擾目標；

所述步驟M3.3包括：

將年度合成的雷達影像網格中每個像素的后向散射強度BS與動態閾值T進行比較，當后向散射強度BS大于等于動態閾值T時，則當前像素為提取目標，賦值為1；當后向散射強度BS小于動態閾值T時，則當前像素不符合提取條件，賦值為0；

具體公式如下：

其中，Binary decision表示二值結果，BS_max為每個網格內后向散射強度的最大值，BS_min為每個網格內后向散射強度的最小值，T為動態閾值。

2.根據權利要求1所述的基于時序雷達遙感的海上風電提取方法，其特征在于，所述步驟M1中對合成孔徑雷達影像預處理包括：更新合成孔徑雷達影像的軌道狀態向量，去除影像中的熱噪聲和邊界噪聲，消除噪聲后對影像進行輻射校正，對輻射校正后的影像進行地形校正。

3.根據權利要求1所述的基于時序雷達遙感的海上風電提取方法，其特征在于，所述步驟M4包括：通過對單個風電機組后向散射強度的時間序列曲線進行M-K突變型統計檢驗來得到單個風電機組建造時間。

4.一種基于時序雷達遙感的海上風電提取系統，其特征在于，包括：

模塊M1：獲取合成孔徑雷達影像，并對合成孔徑雷達影像預處理，得到預處理后的時序雷達影像數據集；

模塊M2：確定研究區域并將確定的研究區域創建為全球海岸矢量網格；

模塊M3：基于全球海岸矢量網格，基于像素的動態閾值法提取海上風電場；

模塊M4：利用時序影像提取單個風電機組的建造時間；

所述模塊M3包括：

模塊M3.1：選取年內所有雷達影像數據集中做平均值合成，將整年時間序列的數據集轉化為年度合成的雷達影像；

模塊M3.2：對年度合成的雷達影像做直方圖分析，僅保留預設百分位范圍內的像元以清除漂浮物與臨時移動物體，得到清除后的年度合成的雷達影像；

模塊M3.3：將清除后的年度合成的雷達影像采用動態閾值法提取具有高后向散射強度特征的目標，將海上風力發電機與海水背景區分開來；

模塊M3.4：在初步海上風電的提取基礎上，使用形態學方法去除提取結果中存在的噪聲像素；

模塊M3.5：利用面積濾波進一步移除包括島嶼和石油平臺干擾目標；

所述模塊M3.3包括：

將年度合成的雷達影像網格中每個像素的后向散射強度BS與動態閾值T進行比較，當后向散射強度BS大于等于動態閾值T時，則當前像素為提取目標，賦值為1；當后向散射強度BS小于動態閾值T時，則當前像素不符合提取條件，賦值為0；

具體公式如下：

其中，Binary decision表示二值結果，BS_max為每個網格內后向散射強度的最大值，BS_min為每個網格內后向散射強度的最小值，T為動態閾值。