[发明专利]一种基于高程的地形探测算法

说明书

本发明公开了一种基于高程的地形探测算法，所述算法包括如下步骤：S1：输入目标点的坐标参数后，从发射点发射雷达射线，将目标点和发射点之间的区域进行栅格化坐标处理从而得到这条射线上的点的高程数据；S2：随后将射线上的点投影到地形上得到与射线点相对应的地形点数据，以此获取各个射线点的高度以及地形点高度信息；S3：依次遍历输出坐标点和目标坐标点的雷达射线点高度和地形点高度，随后判断地形点高度是否高于雷达射线点高度；S4：若当前地形点高于射线点则说明雷达与目标物之间存在遮挡物，此时保存该地形点的高程数据；若当前地形点低于射线点，则跳过当前地形点。

技术领域

本发明涉及一种地形探测算法，具体涉及一种基于高程的地形探测算法。

背景技术

数字高程模型（DEM，Digilal Elevation Model）是描述地表起伏形态 特征（区域地貌形态）的空间数据模型，通过DEM单元网格进行表征。DEM 单元网格采用由DEM数据构成的矩阵进行描述，DEM数据包括平面坐标 （X，Y）数据和高程（Z）数据。

雷达通过发射和接收无线电波，可以实现对目标物体的探测，例如， 探测目标物体的距离、方位、高度、速度、形状和目标类型等。在实施探 测时，雷达通过发射雷达波束并接收雷达波束被目标物体的回波信号进行 探测。回波信号中，除了目标物体反射雷达波束的回波信号（无线电波） 之外，由于雷达波束在传播过程中，一部分雷达波束还会触及地物，例如， 地表、山丘及建筑物。因而，可能被地表、山丘及建筑物等阻挡并形成反 射，使得该部分雷达波束不能有效传播到目标物体，从而不可避免地接收 到地物的反射回波，即地杂波，对从目标物体反射回的回波信号形成干扰， 即地形起伏形成了对雷达波束的遮挡，造成雷达的探测误差，降低了雷达 对目标物体的探测精度。尤其是实时仿真下视雷达回波探测中的高分辨雷 达回波仿真探测，由于照射区局部效应明显，表现为局部照射角变化快、 使得由DEM数据构成的DEM单元网格之间相互遮挡现象显著增多。因而， 高分辨雷达回波仿真探测需要充分考虑由于地形起伏形成的DEM单元网 格之间对雷达波束的遮挡效应，将遮挡雷达波束的DEM单元网格的回波信 号进行过滤。

由于确定DEM单元网格是否被遮挡的技术问题牵涉到复杂的几何计 算，目前，针对DEM单元网格的遮挡确定方法，遮挡算法一般采用类似于 目标遮挡的计算方法，即射线追踪法。

射线追踪法作为一种快速有效的波场近似计算方法，以建立的地质模 型为基础，研究不同的激发点发出的射线经地质界面反射后可以被接收到 的回波信号信息，从而了解不同的观测系统对于特定地质条件下信息采集 的效果。但由于DEM单元网格数目非常大，往往数百万计，而采用射线追 踪法计算时，又需要数万以上的射线，因而，通过数万射线与数百万DEM 单元网格面元求交，算法复杂，耗时多，计算量和数据存储量非常大，严 重制约了DEM单元网格遮挡判断的计算，工程实现困难。

现有数字高程模型粗差探测与剔除算法分为基于坡度的粗差探测算法；基于参数统计的粗差探测算法；基于主成分分析的粗差探测算法；基于趋势面的粗差探测算法。目前，数字高程模型粗差探测与剔除算法的研究也取得了很多成果，但同时也存在粗差剔除率不高、不适应所有地形以及粗差误判率高等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有滤波算法不完善，并不能完全分离非地面点，这些残留非地面点在局部地形区域表现出粗差的特性，粗差的存在会严重扭曲数字高程模型，极大影响所生成数字高程模型的精度使得操作员难以判断雷达和目标点之间是否存在障碍物，目的在于提供一种基于高程的地形探测算法，解决上述的问题。

本发明通过下述技术方案实现：