[發明專利]一種雷達降雨檢測方法、裝置、計算機設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202110520287.0
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113450308B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 衛延波;周濤;張瑩文;陳菲;許應豪;宋會麗;王培鑫
• 申請（專利權）人: 洛陽師范學院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/46;G06V10/762;G06V10/774
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 林楊

1.一種雷達降雨檢測方法，其特征在于，所述雷達降雨檢測包括以下步驟：

獲取雷達圖像并進行預處理；

對所述雷達圖像進行特征提取；

計算所述雷達圖像的特征與預設的若干聚類類心的距離，所述聚類類心包括有雨雷達圖像的聚類類心以及無雨雷達圖像的聚類類心；

判斷所述雷達圖像的特征與聚類類心的距離最小的聚類類心是否為有雨雷達圖像的聚類類心；若是，則獲取的雷達圖像為有雨雷達圖像，否則為無雨雷達圖像；

所述對所述雷達圖像進行特征提取，包括以下步驟：

獲取所述雷達圖像在方向上的自相關系數；

選取若干滿足預設條件的所述自相關系數進行提取并構造成相關系數向量特征；

雷達圖像回波在方位上的自相關系數為：

式中，E(·)為方位向上回波強度的期望值，τ方位向上的滯后方位角，θ是方位角，x(θ)是方位向上的后向散射回波強度；

所述聚類類心通過以下步驟確定：

獲取特征數據集S＝{s₁,s₂,…,s_N}，并設定分類個數K；其中，N為數據集中數據個數；

從所述特征數據集S中任意選擇m₁(0),m₂(0),…,m_k(0)作為C₁，C₂，…，C_k類的初始類心；

對所述特征數據集S進行分類；

所述對所述特征數據集S進行分類，包括以下步驟：

依次計算出每個特征數據到每個聚類中心的歐式距離；

根據最小距離原則，將每個特征數據依次劃分到類心最近的類中；

C_i類經過j次迭代后類心m_i(j)為：

其中，n_i是C_i類中數據個數；

若m_i(j)＝m_i(j-1)，則K均值聚類算法收斂，分類結束，得到聚類類心；否則，重復上述步驟。

2.根據權利要求1所述的雷達降雨檢測方法，其特征在于，對獲取的雷達圖像進行預處理包括以及步驟：

利用預設模板對極坐標雷達圖像進行中值濾波以抑制同頻干擾；

選取有效觀測區域作為分析區域。

3.根據權利要求2所述的雷達降雨檢測方法，其特征在于，所述預設模板為3×3的2-D模板：

f'(r,θ)＝median{f(r,θ)}

式中，f(r,θ)為在極坐標位置(r,θ)處的雷達圖像回波強度值；f'(r,θ)為對雷達圖像濾波后的回波強度值；

將3×3中值濾波器模板所對應雷達圖像中的9個像素點值進行排序，選取中間的像素點值賦給與濾波器模板中心重合的雷達圖像坐標位置處；

將中值濾波器模板在雷達圖像進行遍歷得到中值濾波后的雷達圖像。

4.根據權利要求1所述的雷達降雨檢測方法，其特征在于，度量數據集中相關性系數向量特征s_m與聚類中心m_i之間的歐氏距離為：

d_i(s_m,m_i)＝||s_m-m_i||

式中，m_i和m_j分別是有雨雷達圖像特征的聚類中心和無雨雷達圖像特征的聚類中心。