[发明专利]一种电离层三维运动状态重构方法

权利要求书

1.一种用于电离层三维状态重构的方法，其特征在于：将回波抑制后的数据从彼此独立的二维数据计算形成三维数据集，利用MATLAB处理数据并还原电离层三维的运动状态，包括如下步骤：

(1)对原始电离层回波数据进行抑制处理；

(2)将彼此独立的二维数据计算形成三维数据集；

(3)读取回波抑制后的数据并进行重建数据预处理；

(4)利用isosurface函数计算三维数据集在显示平面中的累计投影；

(5)采用Canny算子方法来处理电离层外轮廓边缘的构造；

(6)设置颜色并渲染，绘制三维图形，改变视点与视线角度进行明暗处理操作，最后输出三维图形。

2.如权利要求1所述的用于电离层三维状态重构的方法，其特征在于：所述的对原始电离层回波数据进行抑制处理，包括以下步骤：

(1)第一次傅里叶变换后的某一距离元多普勒数据序列为x_n，相位序列为在-2π～2π生成随机相位改变相位后为

(2)采取小波软阈值收缩处理；

(3)信号重构并且进行加权相消处理；

(4)对处理后的数据进行连续10次解相位处理；

(5)最后进行第二次傅里叶变换，从而得到抑制后有效的回波数据。

3.如权利要求1所述的用于电离层三维状态重构的方法，其特征在于：所述isosurface函数是MATLAB中绘制三维隐函数图像的一个函数工具，其函数原理如下：

(1)原型：isosurface(x，y，z，v，isovalue)；

(2)参数：v是关于网格数据x，y，z的体数据，isovalue是对应于v的水平基下的关联数据；

(3)举例：如果使用isosurface(x，y，z，v，isovalue，colors)就可以设置颜色，然后利用patch命令，对面，颜色值等进行显示；

对于重建图像的颜色、阴影及显示效果设置：完成三维重建后，为增加模型的真实感和立体感，需要利用view、daspect、colormap、lighting等函数设置图像的显示效果，其中观察视角由view函数定义，X轴、Y轴和Z轴的显示比例由daspect函数定义，图像的颜色集由colormap函数定义，lighting函数则定义显示图像的光线阴影。

4.如权利要求1所述的用于电离层三维状态重构的方法，其特征在于：所述Canny算子方法包括以下步骤：

(1)先将原始图像A(x,y)进行高斯平滑去噪得到B(x,y)：

$G(x,y)=\underset{x-m}{\overset{x+m}{\Σ}}\underset{y-m}{\overset{y+m}{\Σ}}\exp |-\frac{x^2+y^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}|,m=\frac{n-1}{2}$

n表示高斯滤波器窗口大小；

(2)再使用微分算子求出偏导数(Bx,By)：

$G_x=\frac{1}{2}.\left[\begin{array}{cc}-1& 1\\ -1& 1\end{array}\right]$

$G_y=\frac{1}{2}.\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -1& -1\end{array}\right]$

$\left|B\right|=\sqrt{\left({B_x}^2+{B_y}^2\right)},\mathrm{\θ}=\arctan \frac{By}{Bx}$

|B|表示梯度大小；

(3)接着沿幅角方向检测模值的极大值点，即边缘点，遍历8个方向图像像素，把每个像素偏导值与相邻像素的模值比较，取其MAX值为边缘点，置像素灰度值为0，此时即可初步得到边缘点；

(4)最后对经过非极大值抑制后的图像进行双阈值检测，两个阈值作用后得到两个图像，较大阈值检测出的图像去除了大部分噪声，但是也损失了有用的边缘信息，较小阈值检测得到的图像则保留着较多的边缘信息，以此为基础，补充丢失的信息，连接图像边缘，至此算法过程结束。