(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111622566.4 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 浙江大学嘉兴研究院 地址 314031 浙江省嘉兴 市秀洲区智富中 心48幢401室 (72)发明人 童奕澄　方菁　肖达　张凯　刘东　 (74)专利代理 机构 杭州天勤知识产权代理有限 公司 33224 专利代理师 彭剑 (51)Int.Cl. G01S 17/95(2006.01) G01S 7/497(2006.01) G01S 7/495(2006.01) G01S 7/48(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种双视场高光谱分辨率激光雷达数据质 量自动判别的方法 (57)摘要 本发明公开了一种双视场高光谱分辨率激 光雷达数据质量自动判别的方法， 包括： 选取突 变性故障数据对应的特征参数； 绘制对应特征参 数的概率密度分布； 确定模糊隶属函数； 建立突 变性故障数据判别方程与确定对应权重与阈值； 计算气溶胶散射比， 并设置阈值； 输出突变性故 障数据的判断结果； 选取规律性故障数据对应的 特征参数； 建立对应特征参数的样本集； 对样本 集进行Bootstrap抽样； 对抽样结果进行决策树 分类； 对分类结果进行投票表决； 根据表决的众 数输出规律性故障数据的判断结果。 利用本发 明， 可实现高光谱分辨率激光雷达故障数据自动 化的判别， 在减小人力成本的同时， 还可有效保 证其后期数据 产品的可靠性。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 114488197 A 2022.05.13 CN 114488197 A 1.一种双视场高光谱分辨率激光雷达数据质量自动判别的方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： (1)选取与突变性故障数据对应的突变性特 征参数； (2)选取相关正常数据与突变性故障数据绘制对应突变性特 征参数的概 率密度分布； (3)根据突变性特 征参数的概 率密度分布确定模糊隶属函数； (4)根据模糊隶属函数建立突变性故障数据判别方程P以及与方程中各参数对应的权 重， 并根据实验结果确定方程阈值T； (5)计算气溶胶散射比R， 并设置阈值 为10； (6)提取待判别数据的突变性特征参数， 输入到突变性故障数据判别方程P进行判断； 若P≥T， 且R<10， 则输出为突变性故 障数据， 并直接结束所有步骤； 否则输出为非突变性故 障数据， 并继续执 行步骤(7)； (7)选取与规 律性故障数据对应的规 律性特征参数； (8)对于待判别数据， 结合 规律性特征参数建立对应的样本集； (9)对样本集进行Bo otstrap抽样， 并对抽样结果进行决策树分类； (10)对分类结果进行投票表决， 根据表决的众数输出规律性故障数据的判断结果； 若 表决众数为 故障， 则输出为规律性 故障数据； 若表决众数为无故障， 则输出为正常无故障数 据。 2.根据权利要求1所述的双视场高光谱分辨率激光雷达数据质量自动判别的方法， 其 特征在于， 步骤(1)中， 所述的突变性特征参数包括相邻回波 数据强度变化δZ、 相关系数r以 及平均气溶胶退偏比 具体表达式如下： 式中， Z代表相邻回波数据的强度变化平均绝对差， 表达式如下： 式中， Zj(j＝1,2,3 …n)代表任意一个 回波信号， 下角标1和2分别代表两个相邻的回波 信号； n代表单条廓 线信号采集的点数； i代表第i个数据点； 代表连续正常相 邻回波数据的平均值； δa代表气溶胶退偏比。 3.根据权利要求2所述的双视场高光谱分辨率激光雷达数据质量自动判别的方法， 其权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114488197 A 2特征在于， 步骤(3)中， 所述各个突变性特 征参数的隶属度函数采用梯形折线型， 结果如下： 式中， PZ、 Pr与Pδ分别代表 δZ、 r与 的隶属度函 数， a、 b、 c与d为根据步骤(2)中突变性 特 征参数概 率密度分布确定的相关参数。 4.根据权利要求3所述的双视场高光谱分辨率激光雷达数据质量自动判别的方法， 其 特征在于， 步骤(4)中， 所述 突变性故障数据判别方程P的公式如下： P＝a1·PZ+a2·Pr+a3·Pδ 式中， a1、 a2与a3分别为方程对应的系数。 5.根据权利要求1所述的双视场高光谱分辨率激光雷达数据质量自动判别的方法， 其 特征在于， 步骤(4)中， 阈值T的值 为0.35。 6.根据权利要求1所述的双视场高光谱分辨率激光雷达数据质量自动判别的方法， 其 特征在于， 步骤(5)中， 所述气溶胶散射比R的计算过程如下： 高光谱分辨 率激光雷达获得三个通道的激光雷达方程： 式中， Pi表示系统距离 校正后的激光雷达衰减后向散射信号， i＝1,2或3， 分别代表小视 场混合通道、 分子 通道以及大视场通道； Oj表示不同通道的重叠因子， j＝1或2； 表示气溶 胶或大气分子的平行通道后向散射系数， ||代表平行分量， k＝a与k＝m分别表示气溶胶与 大气分子； r与r0分别表示探测的起始高度与终点高度； αk表示气溶胶或大气分子的消光系 数； Tk表示气溶胶或分子通道的透过率； 通过上述三个激光雷达方程解得βa， 双视场高光谱分辨率激光雷达观测的气溶胶散射 比通过下式计算获得： 式中， βm可通过1976 美国标准大气模型获得， R≥10即可判断有云的干扰。 7.根据权利要求1所述的双视场高光谱分辨率激光雷达数据质量自动判别的方法， 其权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114488197 A 3