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专利号: 2018109030195
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种快速获取雷达基本反射率三维等值线数据的方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)从待处理的雷达反射率数据中,获取预设仰角的扫描层数据,计算该扫描层中每个方位角的扫描线上的第i库数据的空间位置坐标,并形成与各扫描线上每库数据相对应的雷达数据点结构,其中i表示该扫描线上的任意一个数据点,且1≤i≤扫描线上的数据点个数;

2)在上述雷达数据点结构中,对相邻的两条扫描线上依次分别取相邻的第i、i+1库位置的两点,共计四点作为顶点依次连接构建成一个四边形面片,进而构建所有四边形面片,得到一个四边形网格;

3)对每个四边形面片连接一条对角线,将每个四边形面片分割成两个三角形,由此构成一个三角形网格;

4)上述三角形网格中,各条相邻扫描线上距离雷达中心最远的两个数据点的连线构成三角形网格的边界;对于预设反射率因子集合中任一反射率因子Z,在三角形网格的边界上寻找到起始边,使反射率因子Z值在该起始边两个顶点的反射率数值之间,当起始边存在时,则先进行非闭合等值线搜索再进行闭合等值线搜索;当起始边不存在时,则进行闭合等值线搜索,得到反射率因子Z对应的等值线;重复上述步骤完成对预设的反射率因子集合中所有反射率因子对应的等值线搜索,获取雷达基本反射率三维等值线数据;

步骤4)中非闭合等值线搜索的过程如下:

A、根据从边界找到的起始边的两个顶点,通过插值计算出该起始边上与反射率因子Z值相等的点坐标,并加入到等值线的点集中,然后在起始边所处的三角形的另外两条边上寻找同样符合条件的新边,即Z值在该边两个顶点的反射率数值之间,把该新边作为当前起始边,对新边两个顶点进行插值计算得出该边上与反射率因子Z值相等的点坐标,将该点坐标加入等值线点集中,并将当前三角形从待搜索三角形中剔除;

B、找到与所述新边相邻的三角形,在该三角形的另外两条边中继续寻找同样符合条件的第二新边,即Z值在该边两个顶点的反射率数值之间,把符合条件的第二新边作为当前起始边,对第二新边两个顶点进行插值计算得出该边上与反射率因子Z值相等的点坐标,将该点坐标加入等值线点集中,并将当前三角形从待搜索三角形中剔除;

C、重复执行步骤B,直到找到的反射率因子Z值相等的点坐标位于边界上,一条非闭合等值线的等值线点集搜索完毕;将等值线的点集中的各点坐标顺次连接,形成一条非闭合等值线;

从未被剔除边界中继续搜索另一条起始边,重复步骤A‑C,直到边界中找不到这样的起始边后,完成反射率因子Z对应的所有非闭合等值线搜索;

步骤4)中闭合等值线搜索的过程如下:

a、从未被剔除三角形中搜索任意符合条件的边作为起始边,即反射率因子Z的数值在该起始边两个顶点的反射率数值之间,若找不到这样的起始边则结束闭合等值线搜索;若找到符合条件的起始边,进入下一步;

b、对找到的起始边两个顶点进行插值计算得出该边上与反射率因子Z值相等的点坐标,将该点坐标加入等值线点集中;然后在该起始边所处的任意一三角形的另外两条边上寻找同样符合条件的新边,即Z值在该边两个顶点的反射率数值之间,把该新边作为当前起始边,对新边两个顶点进行插值计算得出该边上与反射率因子Z值相等的点坐标,将该点坐标加入等值线点集中,并将当前三角形从待搜索三角形中剔除;

c、把该新边作为起始边寻找另外的三角形,在找到的三角形的另外两条边中继续寻找同样符合条件的第二新边,即Z值在该边两个顶点的反射率数值之间,把符合条件的第二新边作为起始边,对第二新边两个顶点进行插值计算得出该边上与反射率因子Z值相等的点坐标,将该点坐标加入等值线点集中,并将当前三角形从待搜索三角形中剔除;

d、重复执行c,直到找到的与反射率因子Z值相等的点坐标位于步骤A中找到的起始边上,则一条闭合等值线的等值线点集搜索完毕;将等值线点集中的各点坐标顺次连接,形成一条闭合等值线;

e、从未被剔除的三角形中继续搜索另一条起始边,重复步骤a‑c,直到找不到起始边,完成所有反射率因子Z对应的所有闭合等值线搜索。

2.根据权利要求1所述快速获取雷达基本反射率三维等值线数据的方法,其特征在于:

步骤1)中,设定雷达中心经纬度坐标为:(radarLX,radarLY,radarHKm),在该雷达某扫描层仰角为elevaAngle,方位角为AZ_angle的扫描线上,其首库距离为firstGate,库长为W,则其第i库数据所在的空间经纬度位置坐标按照如下公式计算:xDis=((firstGate+(i‑1)*W)*cos(elevaAngle))*sin(AZ_angle)   (1)yDis=((firstGate+(i‑1)*W)*cos(elevaAngle))*cos(AZ_angle)   (2)LY=radarLY+yDis/(π*EarthRadius)*180   (3)LX=radarLX+xDis/(π*EarthRadius*cos(LY*π/180))*180   (4)disKM=firstGate+(i‑1)*W;   (5)

H=radarHKm+disKM*sin(elevaAngle)+disKM/(1.21*2*EarthRadius)   (6)其中,xDis为第i库数据在地面上投影距离雷达中心横向距离,yDis为第i库数据在地面上投影距离雷达中心纵向距离,LY为第i库数据的纬度坐标,LX为第i库数据的经度坐标,H为第i库数据的高度坐标,disKM为当前数据点距离雷达中心的空间距离,EarthRadius为地球半径,取:6371.004km。

3.根据权利要求1所述快速获取雷达基本反射率三维等值线数据的方法,其特征在于:

步骤3)中,每个四边形面片由对角线剖分两三角形时,各对角线剖分方向一致。

4.根据权利要求1所述快速获取雷达基本反射率三维等值线数据的方法,其特征在于:

步骤4)中,对获得扫描层的基本反射率等值线根据反射率因子Z值赋予相应颜色。