[發(fā)明專利]一種激光雷達(dá)全波形數(shù)據(jù)分解測深方法、裝置及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111168056.4
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113608195B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樂源;吳臨;諶一夫;董玉森;張東方;趙倩;李帥;王力哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11473
• 代理人: 閆冬

本發(fā)明提供一種激光雷達(dá)全波形數(shù)據(jù)分解測深方法、裝置及電子設(shè)備，其中，激光雷達(dá)全波形數(shù)據(jù)分解測深方法包括：獲取探測研究水域的全波形數(shù)據(jù)；根據(jù)全波形數(shù)據(jù)的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，確定第一有效波形數(shù)據(jù)；對第一有效波形數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，得到第二有效波形數(shù)據(jù)和噪聲數(shù)據(jù)；根據(jù)第二有效波形數(shù)據(jù)和噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，確定正確通道數(shù)據(jù)；根據(jù)正確通道數(shù)據(jù)進(jìn)行基于曲率的高斯迭代分解，確定高斯回波參數(shù)組；根據(jù)高斯回波參數(shù)組進(jìn)行優(yōu)化，確定真實水表時間和真實水底時間；根據(jù)真實水表時間和真實水底時間，確定研究水域的水深。本發(fā)明通過多通道數(shù)據(jù)對研究水域進(jìn)行解算及聯(lián)合驗證，有效地排除了大量噪聲數(shù)據(jù)，提升了水深計算精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種激光雷達(dá)全波形數(shù)據(jù)分解測深方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

機載激光雷達(dá)測深（Airborne Laser bathymetric，ALB）技術(shù)能夠快速、高精度獲取研究水域水深及水下地形，近年來得到了快速發(fā)展，其在淺海及島礁水深測量、河道水深測量以及水下地形地貌測繪等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。

由于激光雷達(dá)系統(tǒng)單通道數(shù)據(jù)傳輸方式無法滿足數(shù)據(jù)傳輸量較大等情形，目前，激光雷達(dá)測深多采用多通道數(shù)據(jù)聯(lián)合。而在多通道聯(lián)合處理方面，例如使用近紅外通道確定水面回波位置，使用深水通道確定水底回波位置等傳統(tǒng)方法，無法對回波中的錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行有效剔除，導(dǎo)致計算結(jié)果會包含大量的噪聲點，降低了水深計算的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是：如何有效排除噪聲數(shù)據(jù)，提升水深計算精度。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種激光雷達(dá)全波形數(shù)據(jù)分解測深方法，包括：

獲取探測研究水域的全波形數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述全波形數(shù)據(jù)的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，確定第一有效波形數(shù)據(jù)；

對所述第一有效波形數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，得到第二有效波形數(shù)據(jù)和噪聲數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述第二有效波形數(shù)據(jù)和所述噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，確定正確通道數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述正確通道數(shù)據(jù)進(jìn)行基于曲率的高斯迭代分解，確定高斯回波參數(shù)組；

根據(jù)所述高斯回波參數(shù)組進(jìn)行優(yōu)化，確定真實水表時間和真實水底時間；

根據(jù)所述真實水表時間和所述真實水底時間，確定所述研究水域的水深。

可選地，所述全波形數(shù)據(jù)包括多條原始回波數(shù)據(jù)，且每條所述原始回波數(shù)據(jù)包括通道一、通道二、通道三和通道四的所述通道數(shù)據(jù)，其中，所述通道一的所述通道數(shù)據(jù)適用于確定水表回波數(shù)據(jù)，所述通道二、通道三和通道四的所述通道數(shù)據(jù)適用于確定所述水表回波數(shù)據(jù)和水底回波數(shù)據(jù)；所述根據(jù)所述全波形數(shù)據(jù)的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，確定第一有效波形數(shù)據(jù)包括：

疊加所述原始回波數(shù)據(jù)的所述通道一、所述通道二、所述通道三和所述通道四的所述通道數(shù)據(jù)，得到疊加回波數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述疊加回波數(shù)據(jù)，確定所述疊加回波數(shù)據(jù)的有效波形范圍；

根據(jù)所述有效波形范圍，確定所述通道一、所述通道二、所述通道三和所述通道四的所述第一有效波形數(shù)據(jù)。

可選地，所述有效波形范圍包括有效波形的邊界；所述根據(jù)所述疊加回波數(shù)據(jù)，確定所述疊加回波數(shù)據(jù)的有效波形范圍包括：

根據(jù)所述疊加回波數(shù)據(jù)，確定所述疊加回波數(shù)據(jù)的波峰序列；

確定所述波峰序列的累計標(biāo)準(zhǔn)差；

根據(jù)所述累計標(biāo)準(zhǔn)差和所述波峰序列確定所述邊界。

可選地，所述根據(jù)所述第二有效波形數(shù)據(jù)和所述噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，確定正確通道數(shù)據(jù)包括：