一种基于自适应DBSCAN的激光雷达回波水下地形检测方法技术

本发明专利技术公开一种基于自适应DBSCAN的激光雷达回波水下地形检测方法，该方法首先读入ICESat

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应DBSCAN的激光雷达回波水下地形检测方法


[0001]本专利技术属于海洋激光探测
，尤其涉及一种基于自适应DBSCAN的激光雷达回波水下地形检测方法。

技术介绍

[0002]星载光子计数激光雷达在测深测绘方面显示出诸多优势，具有较强的穿透力并且可以昼夜工作。激光雷达信号中获得水下地形是当前激光雷达信号的重要应用之一。ICESat
‑
2搭载第一颗星载光子计数激光雷达于2018年9月发射。激光雷达探测器和可以穿透水柱的绿色激光，ATLAS已经在非常干净的水域中实现了深度达40m的海底探测由于ICESat
‑
2探测器的灵敏度，原始数据光子非常嘈杂(主要是由于太阳背景)，尤其是在白天。因此，一种有效的方法对于从原始噪声光子中检测测深信号光子至关重要。
[0003]传统的DBSCAN标准方法仍存在一些异常值，有固定半径和最小聚类阈值的标准DBSCAN的结果在海面附近保留了大量的噪声光子。这可能是因为深水中的光子密度远高于浅水中的光子密度，因此具有固定参数的DBSCAN适用于深水，同时在高密本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应DBSCAN的激光雷达回波水下地形检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1：对输入的ICESat
‑
2的ATL03数据沿垂直高程方向进行截取，截取范围应包含海面和海底地形；S2：ATL03数据以沿轨距离方向为横轴，对沿轨距离轴作缩小处理，缩小倍数为：t
i
＝(x
max
‑
x
min
)/(y
max
‑
y
min
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，x
min
和x
max
是当前数据段最小沿轨距离和最大沿轨距离，y
min
和y
max
分别是当前数据段最小和最大高程；S3：将S1获得的截取后的数据，按照连续N个激光雷达数据进行分段，每一段作为一个光子信号数据集D，对于每一段，均执行S4～S12；S4：计算得到瞬时海面高程S
suf
和海面光子累计上表面S
up
和底面S
down
；S5：将高于S
down
的光子数据剔除，剩余总光子信号数设为Nt，计算海底平均光子数的光子数据剔除，剩余总光子信号数设为Nt，计算海底平均光子数S6：将光子信号数据集D沿垂直方向上划分为M帧，每个垂直帧设定为h；如果当前帧内包含的信号总数大于等于则认定为当前帧是水下地形信号和噪声主导，最后得到这些帧的总信号数是N1，这些帧的数量为M1；如果当前帧内包含的信号总数小于则认定为当前帧是噪声主导，最后得到这些帧的总信号数是N2，这些帧的数量为M2；S7：计算DBSCAN中的候选半径ε的数据集D
ε
：D
ε
＝{ε
k
|1≤k≤N}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中k＝1，2，...，N；S8：对每一个ε
k
，分别计算平均水下地形和噪声光子信号数N
sn
，以及平均噪声光子信号数N
no
；；其中，x
min
′
和x
max
′
是当前数据段缩小后最小沿轨距离和最大沿轨距离；S9：遍历k值，计算候选的最小聚类阈值minpts数据集D
mpts
：其中round()是四舍五入取整函数；S10：选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，谢丛霜，张镇华，钟纯怿，黄海清，王天愚，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：