CN103778633B - 确定数字高程模型单元网格遮挡的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定数字高程模型单元网格遮挡的方法及装置。依次选取预先构建的DEM中的每一DEM单元网格，获取与所述选取的DEM单元网格相邻的两个DEM单元网格，所述相邻的两个DEM单元网格与所述选取的DEM单元网格位于预先设置的探测雷达同一侧；构建选取的DEM单元网格分别与所述相邻的两个DEM单元网格的矢量，基于构建的矢量确定选取的DEM单元网格对应的散射平面；计算散射平面的法向矢量；构建选取的DEM单元网格与探测雷达的参考矢量，计算法向矢量与参考矢量的夹角，若夹角大于90度，确定该选取的DEM单元网格被遮挡。应用本发明，可以降低确定遮挡所需的时间、减少数据存储量。

Description

确定数字高程模型单元网格遮挡的方法及装置

技术领域

本发明涉及雷达仿真技术，尤其涉及一种数字高程模型(DEM，DigitalElevation Model)单元网格的遮挡确定方法及装置。

背景技术

数字高程模型(DEM，Digital 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。

发明内容

本发明的实施例提供一种确定数字高程模型单元网格遮挡的方法，降低确定遮挡所需的时间、减少数据存储量。

本发明的实施例还提供一种确定数字高程模型单元网格遮挡的装置，降低确定遮挡所需的时间、减少数据存储量。

为达到上述目的，本发明实施例提供的一种确定数字高程模型单元网格遮挡的方法，该方法包括：

依次选取预先构建的数字高程模型中的每一数字高程模型单元网格；

对于每一个选取的数字高程模型单元网格：

获取与所述选取的数字高程模型单元网格相邻的两个数字高程模型单元网格，所述相邻的两个数字高程模型单元网格与所述选取的数字高程模型单元网格位于预先设置的探测雷达同一侧；

分别构建选取的数字高程模型单元网格与所述相邻的两个数字高程模型单元网格中的每一个的矢量，基于构建的矢量确定选取的数字高程模型单元网格对应的散射平面；

计算所述散射平面的法向矢量；

构建选取的数字高程模型单元网格与探测雷达的参考矢量，计算所述法向矢量与所述参考矢量的夹角，若夹角大于90度，确定该选取的数字高程模型单元网格被遮挡。

其中，所述分别构建选取的数字高程模型单元网格与所述相邻的两个数字高程模型单元网格中的每一个的矢量包括：

按照预先设置的中心点等效策略，将选取的数字高程模型单元网格等效为选取中心点，分别将所述相邻的两个数字高程模型单元网格等效为第一相邻中心点以及第二相邻中心点；

连接选取中心点与第一相邻中心点，得到第一矢量，连接选取中心点与第二相邻中心点，得到第二矢量。

其中，利用下式计算所述散射平面的法向矢量：

$\stackrel{\→}{OM}=\stackrel{\→}{OE}\×\stackrel{\→}{ON}$

式中，为散射平面的法向矢量；

为第一矢量；

为第二矢量。

其中，利用下式计算所述法向矢量与参考矢量的夹角：

$\mathrm{\θ}=arccos\left(\frac{\stackrel{\→}{OM}\·\stackrel{\→}{OS}}{\left|\stackrel{\→}{OM}\right|\left|\stackrel{\→}{OS}\right|}\right)$

式中，θ为法向矢量与参考矢量的夹角；

为选取的数字高程模型单元网格与探测雷达的参考矢量。

其中，构建所述数字高程模型包括：

读取预先获取的目标区域数字高程模型数据以及探测雷达数字高程模型数据；

根据预先设置的网格构建策略，利用读取的目标区域数字高程模型数据构建包含多个数字高程模型单元网格的数字高程模型；

根据探测雷达数字高程模型数据，将探测雷达标注在构建的数字高程模型中。

其中，所述目标区域数字高程模型数据为等高线数据，所述根据预先设置的网格构建策略，利用读取的目标区域数字高程模型数据构建包含多个数字高程模型单元网格的数字高程模型包括：

根据预先设置的网格构建策略，确定待构建数字高程模型的分辨率，根据确定的分辨率，将包含等高线数据的等高线地形图划分成网格；

遍历等高线地形图中每一等高线上的采样点，根据采样点的高程数据变化率以及该采样点的高程数据值，计算该采样点所在的网格的高程数据值；

遍历划分的网格，获取未计算高程数据值的网格，查找并得到与所述未计算高程数据值的网格最邻近的已计算高程数据值的网格，将各最邻近网格的高程数据值应用于预先设置的计算策略，得到所述未计算高程数据值的网格的高程数据值。

其中，所述方法进一步包括：

过滤数字高程模型中确定被遮挡的数字高程模型单元网格，基于过滤得到的数字高程模型模型进行雷达回波计算。

一种确定数字高程模型单元网格遮挡的装置，该装置包括：单元网格选取模块、散射平面构建模块、法向矢量计算模块以及遮挡处理模块；

单元网格选取模块，用于依次选取预先构建的数字高程模型中的每一数字高程模型单元网格，对于每一个选取的数字高程模型单元网格：获取与所述选取的数字高程模型单元网格相邻的两个数字高程模型单元网格，所述相邻的两个数字高程模型单元网格与所述选取的数字高程模型单元网格位于预先设置的探测雷达同一侧；

散射平面构建模块，用于分别构建选取的数字高程模型单元网格与所述相邻的两个数字高程模型单元网格中的每一个的矢量，基于构建的矢量确定选取的数字高程模型单元网格对应的散射平面；

法向矢量计算模块，用于计算散射平面构建模块构建的散射平面的法向矢量；

遮挡处理模块，用于构建选取的数字高程模型单元网格与探测雷达的参考矢量，计算所述法向矢量与所述参考矢量的夹角，若夹角大于90度，确定该选取的数字高程模型单元网格被遮挡。

较佳地，进一步包括：

判断单元，用于在监测到遮挡处理模块在确定选取的数字高程模型单元网格被遮挡后，判断该选取的数字高程模型单元网格是否为预先构建的数字高程模型中的最后一个数字高程模型单元网格，如果是，结束流程；否则，通知单元网格选取模块从预先构建的数字高程模型的未选取数字高程模型单元网格中，选取任一数字高程模型单元网格。

较佳地，所述散射平面构建模块包括：中心点等效单元、第一矢量单元、第二矢量单元以及散射平面构建单元；

中心点等效单元，用于按照预先设置的中心点等效策略，将选取的数字高程模型单元网格等效为选取中心点，分别将所述相邻的两个数字高程模型单元网格等效为第一相邻中心点以及第二相邻中心点；

第一矢量单元，用于连接选取中心点与第一相邻中心点，得到第一矢量；

第二矢量单元，用于连接选取中心点与第二相邻中心点，得到第二矢量；

散射平面构建单元，用于基于第一矢量单元的第一矢量以及第二矢量单元的第二矢量，构建散射平面。

由上述技术方案可见，本发明实施例提供的一种确定数字高程模型单元网格遮挡的方法及装置，通过将探测雷达标注在DEM模型中，构建选取的DEM单元网格与探测雷达的参考矢量，查找与选取的DEM单元网格位于探测雷达同一侧的两相邻DEM单元网格，从而形成散射平面，并通过计算散射平面的法向矢量与参考矢量的夹角，根据夹角的大小确定该选取的DEM单元网格是否被遮挡。由于只需针对DEM单元网格进行有限的向量点积和叉乘计算，计算的数据量少，从而降低了确定遮挡所需的时间、减少计算中间过程中所需的数据存储量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本发明实施例确定数字高程模型单元网格遮挡的方法流程示意图。

图2为本发明实施例构建的数字高程模型示意图。

图3为基于遮挡确定方法得到的第一实施例的雷达回波波形示意图图。

图4为基于遮挡确定方法得到的第二实施例的雷达回波波形示意图图。

图5为基于遮挡确定方法得到的第三实施例的雷达回波波形示意图图。

图6为本发明实施例确定数字高程模型单元网格遮挡的装置结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

现有采用射线追踪法确定DEM单元网格是否被遮挡，一方面，由于DEM单元网格数目非常大，往往数百万计，另一方面，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。

本发明实施例中，考虑到每一DEM单元网格内的DEM数据有起伏，且各DEM单元网格所在的空间都不同。如果一DEM单元网格所在空间的起伏面的倾斜度与雷达照射方向的角度相同，则该DEM单元网格可以确定为被雷达照射。因而，可以将确定DEM单元网格是否被遮挡的技术问题转换为雷达照射角度与DEM单元网格(散射元)所在平面的倾斜角度的对比。进一步地，由于散射元所在平面与该散射元所在平面的法向矢量正交，因而，本发明实施例中，雷达照射角度与DEM单元网格所在平面的倾斜角度的对比的技术问题又可转换为雷达照射角度与散射元所在平面的法向矢量对比的技术问题。这样，针对当前高分辨毫米波雷达杂波仿真需求，本发明实施例中，提出一种确定数字高程模型单元网格遮挡的方法，通过该方法，可以降低确定遮挡所需的时间、减少数据存储量。进一步地，通过判断DEM单元网格是否被遮挡，如果被遮挡，则在后续回波信号计算中，确认该DEM单元网格对雷达回波没有贡献，因而，无需考虑该DEM单元网格；如果判断DEM单元网格没有被遮挡，则在后续回波信号计算中，确认该DEM单元网格对雷达回波有贡献，因而，需要计算该DEM单元网格的雷达回波。并最终将所有未被遮挡的DEM单元网格的雷达回波进行累加，可得到总的雷达回波，从而对目标物体进行分析，提高了雷达对目标物体的探测精度。

图1为本发明实施例确定数字高程模型单元网格遮挡的方法流程示意图。参见图1，该流程包括：

步骤101，依次选取预先构建的DEM模型中的每一DEM单元网格，获取与所述选取的DEM单元网格相邻的两个DEM单元网格，所述相邻的两个DEM单元网格与所述选取的DEM单元网格位于预先设置的探测雷达同一侧；

本步骤中，构建DEM模型包括：

A11，读取预先获取的目标区域DEM数据以及探测雷达DEM数据；

本步骤中，需要对目标区域中的网格进行遮挡判断，以确定在计算总的雷达回波时，是否需要考虑该网格。

本发明实施例中，DEM数据可以通过地形图数据、和/或，摄影测量与遥感影像数据、和/或，地表测量数据进行转换得到。每一DEM数据由平面坐标(X，Y)数据和高程(Z)数据组成。

关于获取目标区域DEM数据以及探测雷达DEM数据，例如，可以利用数据采集设备对地表原始数据进行高程采样，获得地表多个采样点的高程值为公知技术，在此略去详述。

A12，根据预先设置的网格构建策略，利用读取的目标区域DEM数据构建包含多个DEM单元网格的DEM模型；

本步骤中，可以考虑DEM模型分辨率、DEM数据存储格式、DEM数据精度和可信度等，并结合目标区域DEM数据以及探测雷达DEM数据的范围值，确定网格构建策略。例如，要求的DEM模型分辨率高，则构建的DEM模型中，包含的DEM单元网格数也越多。

以地形图数据中的等高线数据为例，根据预先设置的网格构建策略，利用读取的目标区域DEM数据构建包含多个DEM单元网格的DEM模型包括：

B11，根据预先设置的网格构建策略，确定待构建DEM模型的分辨率，根据确定的分辨率，将包含等高线数据的等高线地形图划分成网格；

本步骤中，将等高线地形图的四边形包围盒划分成网格，从而形成后续DEM模型中的DEM单元网格。

B12，遍历等高线地形图中每一等高线上的采样点，根据采样点的高程数据变化率以及该采样点的高程数据值，计算该采样点所在的网格的高程数据值；

本步骤中，计算采样点所在的网格的高程数据值为公知技术，在此略去详述。

B13，遍历划分的网格，获取未计算高程数据值的网格，查找并得到与所述未计算高程数据值的网格最邻近的已计算高程数据值的网格，将各最邻近网格的高程数据值应用于预先设置的计算策略，得到所述未计算高程数据值的网格的高程数据值。

本步骤中，预先设置的计算策略可以是将各最邻近网格的高程数据值进行数学平均，也可以是各最邻近网格的高程数据值进行加权平均，还可以是其它计算方法。

这样，通过划分网格，并计算网格的高程数据值，从而得到包含多个DEM单元网格的DEM模型。

A13，根据探测雷达DEM数据，将探测雷达标注在构建的DEM模型中。

本步骤中，利用探测雷达DEM数据，获取探测雷达的中心DEM数据，将探测雷达作为点，根据与DEM模型的相对空间信息，标注在DEM模型中。

较佳地，采用自然坐标系(X轴、Y轴、Z轴)构建DEM模型。对于以其它格式，例如，以经纬度表示的DEM数据，可以先转换为平面坐标(X，Y)数据和高程(Z)数据，再映射在自然坐标系中。

本发明实施例中，同一侧是指选取的DEM单元网格与相邻的两个DEM单元网格位于探测雷达在平面坐标(X，Y)系投影的同一侧。

步骤102，构建选取的DEM单元网格分别与所述相邻的两个DEM单元网格的矢量，基于构建的矢量确定选取的DEM单元网格对应的散射平面；

本步骤中，构建选取的DEM单元网格分别与所述相邻的两个DEM单元网格的矢量包括：

C11，按照预先设置的中心点等效策略，将选取的DEM单元网格等效为选取中心点，分别将所述相邻的两个DEM单元网格等效为第一相邻中心点以及第二相邻中心点；

本步骤中，预先设置的中心点等效策略可以是网格几何中心等效策略，也可以是网格中DEM数据平均等效策略等。例如，以选取的DEM单元网格为例，计算选取的DEM单元网格的几何中心点作为选取中心点，并以该几何中心点对应的DEM数据作为选取中心点的DEM数据。当然，实际应用中，也可以计算选取的DEM单元网格内包含的采样点数，以采样点的DEM数据的平均值作为选取中心点的DEM数据。

C12，连接选取中心点与第一相邻中心点，得到第一矢量，连接选取中心点与第二相邻中心点，得到第二矢量。

本步骤中，在自然坐标系中，计算选取中心点的DEM数据与第一相邻中心点的DEM数据的差值，得到第一矢量。举例来说，设选取中心点(O)的DEM数据在自然坐标系中的坐标为(x_O,y_O,z_O)，第一相邻中心点(E)的DEM数据在自然坐标系中的坐标为(x₁,y₁,z₁)，则第一矢量可以表示为(x₁-x_O,y₁-y_O,z₁-z_O)，即：

$\stackrel{\→}{OE}=(x_1-x_O,y_1-y_O,z_1-z_O)$

式中，为基于选取中心点(O)和第一相邻中心点(E)构建的第一矢量。

同样地，在自然坐标系中，计算选取中心点的DEM数据与第二相邻中心点(N)的DEM数据的差值，得到第二矢量。第二矢量可以表示为：

$\stackrel{\→}{ON}=(x_2-x_O,y_2-y_O,z_2-z_O)$

式中，为基于选取中心点(O)和第二相邻中心点(N)构建的第二矢量；

(x₂,y₂,z₂)为第二相邻中心点(N)的DEM数据在自然坐标系中的坐标。

根据第一矢量以及第二矢量，可以确定一平面，该平面为基于构建的矢量确定选取的DEM单元网格对应的散射平面。

步骤103，计算散射平面的法向矢量；

本步骤中，散射平面的法向矢量通过将第一矢量叉乘第二矢量得到。即：

$\stackrel{\→}{OM}=\stackrel{\→}{OE}\×\stackrel{\→}{ON}$

式中，为散射平面的法向矢量。

步骤104，构建选取的DEM单元网格与探测雷达的参考矢量，计算法向矢量与参考矢量的夹角，若夹角大于90度，确定该选取的DEM单元网格被遮挡。

本步骤中，构建选取的DEM单元网格与探测雷达的参考矢量包括：

按照预先设置的中心点等效策略，将探测雷达等效为雷达中心点，连接选取中心点与雷达中心点，得到参考矢量。

本步骤中，设等效的雷达中心点(S)的DEM数据在自然坐标系中的坐标为(x₃,y₃,z₃)，则参考矢量可以表示为：

$\stackrel{\→}{OS}=(x_3-x_O,y_3-y_O,z_3-z_O)$

式中，为基于选取中心点(O)和雷达中心点(S)构建的参考矢量。

计算法向矢量与参考矢量的夹角包括：

计算法向矢量与参考矢量的点积；

计算法向矢量的模与参考矢量的模的乘积；

计算点积除以乘积的商；

查询计算的商的反余弦值，得到法向矢量与参考矢量的夹角。

本发明实施例中，法向矢量与参考矢量的夹角计算公式如下：

$\mathrm{\θ}=arccos\left(\frac{\stackrel{\→}{OM}\·\stackrel{\→}{OS}}{\left|\stackrel{\→}{OM}\right|\left|\stackrel{\→}{OS}\right|}\right)$

式中，θ为法向矢量与参考矢量的夹角。

本发明实施例中，若计算得到的夹角不大于90度，则确定该选取的DEM单元网格不被遮挡。

本发明实施例中，在确定该选取的DEM单元网格被遮挡后，该方法还可以进一步包括：

遍历DEM模型，直至已选取完所有的DEM单元网格。

本步骤中，针对DEM模型中的每一DEM单元网格，都执行遮挡判断流程，直至完所有的DEM单元网格的遮挡判断。

实际应用中，该方法还可以进一步包括：

过滤DEM模型中确定被遮挡的DEM单元网格，基于过滤得到的DEM模型进行雷达回波计算。

本步骤中，由于消除了被遮挡的DEM单元网格引起的雷达回波干扰，因而，使得进行雷达回波计算的精度高，提高了雷达对目标物体的探测精度。

图2为本发明实施例构建的数字高程模型示意图。参见图2，示出了DEM单元网格和探测雷达(天线)的几何空间相对位置，假设探测雷达所在位置为S，选取的DEM单元网格所在位置为O，与选取的DEM单元网格相邻的两个DEM单元网格所在位置分别为E和N。本发明实施例中，相邻网格为朝S方向的网格。

本发明实施例中，需要判断选取的DEM单元网格是否被探测雷达天线所照射，连接选取的DEM单元网格与探测雷达，可得到参考矢量连接O与E，得到第一矢量连接O与N，得到第二矢量

由第一矢量和第二矢量构建一个散射平面OEN。散射平面OEN的法向矢量通过第一矢量和第二矢量的叉乘获得，即

探测雷达照射该选取的DEM单元网格的入射角(法向矢量与参考矢量的夹角)，可利用矢量点乘进行求解。即：

$\mathrm{\θ}=arccos\left(\frac{\stackrel{\→}{OM}\·\stackrel{\→}{OS}}{\left|\stackrel{\→}{OM}\right|\left|\stackrel{\→}{OS}\right|}\right)$

图3为基于遮挡确定方法得到的第一实施例的雷达回波波形示意图图。

图4为基于遮挡确定方法得到的第二实施例的雷达回波波形示意图图。

图5为基于遮挡确定方法得到的第三实施例的雷达回波波形示意图图。

参见图3至图5，图中横坐标为时间，纵坐标为幅度，稍上的曲线为仿真曲线，稍下的曲线为实采曲线。每一图中包含实采回波波形以及采用本发明实施例方法得到的仿真回波波形，通过图中第一实施例至第三实施例的对比可见，采用本发明实施例确定数字高程模型单元网格遮挡的方法，得到的仿真回波波形与实采回波波形相似度高，说明在仿真回波的计算过程中，DEM网格单元的遮挡计算是精确有效的，精度较高。进一步地，本发明实施例的遮挡确定方法，已应用到毫米波高分辨杂波模拟技术研究项目中，该项目研究成果已提供给导弹控制系统仿真国防科技重点实验室使用，用于支撑其毫米波高分辨导引头的半实物仿真，取得了良好的效果。

由上述可见，本发明实施例确定数字高程模型单元网格遮挡的方法，通过将探测雷达标注在DEM模型中，利用如果一DEM单元网格所在空间的起伏面的倾斜度与探测雷达照射方向的角度相同，则可以确定该DEM单元网格被雷达照射的机理，通过在DEM模型中，构建选取的DEM单元网格与探测雷达的参考矢量，查找与选取的DEM单元网格位于探测雷达同一侧的两相邻DEM单元网格，从而形成散射平面，并通过计算散射平面的法向矢量与参考矢量的夹角，根据夹角的大小确定该选取的DEM单元网格是否被遮挡。只需针对DEM单元网格进行有限的向量点积和叉乘计算，相对于通过数万射线与数百万DEM单元网格面元求交进行遮挡判断的射线追踪法，大大减少了计算的数据量，使得计算所需资源开销小，资源利用效率高，从而降低了确定遮挡所需的时间、减少计算中间过程中所需的数据存储量。

图6为本发明实施例确定数字高程模型单元网格遮挡的装置结构示意图。参见图6，包括：单元网格选取模块、散射平面构建模块、法向矢量计算模块以及遮挡处理模块。

单元网格选取模块，用于依次选取预先构建的DEM模型中的每一DEM单元网格，获取与所述选取的DEM单元网格相邻的两个DEM单元网格，所述相邻的两个DEM单元网格与所述选取的DEM单元网格位于预先设置的探测雷达同一侧；

散射平面构建模块，用于构建选取的DEM单元网格分别与所述相邻的两个DEM单元网格的矢量，基于构建的矢量确定选取的DEM单元网格对应的散射平面；

法向矢量计算模块，用于计算散射平面构建模块构建的散射平面的法向矢量；

遮挡处理模块，用于构建选取的DEM单元网格与探测雷达的参考矢量，计算法向矢量与参考矢量的夹角，若夹角大于90度，确定该选取的DEM单元网格被遮挡。

本发明实施例中，若夹角不大于90度，则确定该选取的DEM单元网格不被遮挡。

作为可选的实施例，该装置还可以进一步包括：

判断单元(图中未示出)，用于在监测到遮挡处理模块在确定选取的DEM单元网格被遮挡后，判断该选取的DEM单元网格是否为预先构建的DEM模型中的最后一个DEM单元网格，如果是，结束流程；否则，通知单元网格选取模块从预先构建的DEM模型的未选取DEM单元网格中，选取任一DEM单元网格。

作为另一可选的实施例，该装置还可以进一步包括：

回波计算单元(图中未示出)，用于根据遮挡处理模块的处理结果，过滤DEM模型中确定被遮挡的DEM单元网格，基于过滤得到的DEM模型进行雷达回波计算。

本发明实施例中，单元网格选取模块包括：DEM模型单元以及单元网格选取单元(图中未示出)。

DEM模型单元，用于读取预先获取的目标区域DEM数据以及探测雷达DEM数据；根据预先设置的网格构建策略，利用读取的目标区域DEM数据构建包含多个DEM单元网格的DEM模型；根据探测雷达DEM数据，将探测雷达标注在构建的DEM模型中；

本发明实施例中，以地形图数据中的等高线数据为例，DEM模型单元包括：数据读取子单元、单元网格划分子单元、高程计算子单元、DEM模型构建子单元以及标注子单元。

数据读取子单元，用于读取预先获取的目标区域DEM数据以及探测雷达DEM数据；

单元网格划分子单元，用于根据预先设置的网格构建策略，确定待构建DEM模型的分辨率，根据确定的分辨率，将包含等高线数据的等高线地形图划分成网格；

高程计算子单元，用于遍历等高线地形图中每一等高线上的采样点，根据采样点的高程数据变化率以及该采样点的高程数据值，计算该采样点所在的网格的高程数据值；

DEM模型构建子单元，遍历划分的网格，获取未计算高程数据值的网格，查找并得到与所述未计算高程数据值的网格最邻近的已计算高程数据值的网格，将各最邻近网格的高程数据值应用于预先设置的计算策略，得到所述未计算高程数据值的网格的高程数据值；

标注子单元，用于根据探测雷达DEM数据，将探测雷达标注在构建的DEM模型中。

散射平面构建模块包括：中心点等效单元、第一矢量单元、第二矢量单元以及散射平面构建单元。

中心点等效单元，用于按照预先设置的中心点等效策略，将选取的DEM单元网格等效为选取中心点，分别将所述相邻的两个DEM单元网格等效为第一相邻中心点以及第二相邻中心点；

第一矢量单元，用于连接选取中心点与第一相邻中心点，得到第一矢量；

第二矢量单元，用于连接选取中心点与第二相邻中心点，得到第二矢量；

散射平面构建单元，用于基于第一矢量单元的第一矢量以及第二矢量单元的第二矢量，构建散射平面。

本发明实施例中，由于第一矢量和第二矢量相交且不相同，因而，第一矢量和第二矢量可以确定一平面，该平面为散射平面。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种确定数字高程模型单元网格遮挡的方法，其特征在于，该方法包括：

依次选取预先构建的数字高程模型中的每一数字高程模型单元网格；

对于每一个选取的数字高程模型单元网格：

获取与所述选取的数字高程模型单元网格相邻的两个数字高程模型单元网格，所述相邻的两个数字高程模型单元网格与所述选取的数字高程模型单元网格位于预先设置的探测雷达同一侧；

分别构建选取的数字高程模型单元网格与所述相邻的两个数字高程模型单元网格中的每一个的矢量，基于构建的矢量确定选取的数字高程模型单元网格对应的散射平面；

计算所述散射平面的法向矢量；

构建选取的数字高程模型单元网格与探测雷达的参考矢量，计算所述法向矢量与所述参考矢量的夹角，若夹角大于90度，确定该选取的数字高程模型单元网格被遮挡；

所述分别构建选取的数字高程模型单元网格与所述相邻的两个数字高程模型单元网格中的每一个的矢量包括：

按照预先设置的中心点等效策略，将选取的数字高程模型单元网格等效为选取中心点，分别将所述相邻的两个数字高程模型单元网格等效为第一相邻中心点以及第二相邻中心点；

连接选取中心点与第一相邻中心点，得到第一矢量，连接选取中心点与第二相邻中心点，得到第二矢量；

利用下式计算所述散射平面的法向矢量：

$\stackrel{\→}{OM}=\stackrel{\→}{OE}\×\stackrel{\→}{ON}$

式中，为散射平面的法向矢量；

为第一矢量；

为第二矢量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，利用下式计算所述法向矢量与所述参考矢量的夹角：

$\mathrm{\θ}=\arccos \left(\frac{\stackrel{\→}{OM}\·\stackrel{\→}{OS}}{\left|\stackrel{\→}{OM}\right|\left|\stackrel{\→}{OS}\right|}\right)$

式中，θ为法向矢量与参考矢量的夹角；

为选取的数字高程模型单元网格与探测雷达的参考矢量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，构建所述数字高程模型包括：

读取预先获取的目标区域数字高程模型数据以及探测雷达数字高程模型数据；

根据预先设置的网格构建策略，利用读取的目标区域数字高程模型数据构建包含多个数字高程模型单元网格的数字高程模型；

根据探测雷达数字高程模型数据，将探测雷达标注在构建的数字高程模型中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述目标区域数字高程模型数据为等高线数据，所述根据预先设置的网格构建策略，利用读取的目标区域数字高程模型数据构建包含多个数字高程模型单元网格的数字高程模型包括：

根据预先设置的网格构建策略，确定待构建数字高程模型的分辨率，根据确定的分辨率，将包含等高线数据的等高线地形图划分成网格；

遍历等高线地形图中每一等高线上的采样点，根据采样点的高程数据变化率以及该采样点的高程数据值，计算该采样点所在的网格的高程数据值；

遍历划分的网格，获取未计算高程数据值的网格，查找并得到与所述未计算高程数据值的网格最邻近的已计算高程数据值的网格，将各最邻近网格的高程数据值应用于预先设置的计算策略，得到所述未计算高程数据值的网格的高程数据值。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括：

过滤数字高程模型中确定被遮挡的数字高程模型单元网格，基于过滤得到的数字高程模型模型进行雷达回波计算。

6.一种确定数字高程模型单元网格遮挡的装置，其特征在于，该装置包括：单元网格选取模块、散射平面构建模块、法向矢量计算模块以及遮挡处理模块；

单元网格选取模块，用于依次选取预先构建的数字高程模型中的每一数字高程模型单元网格，对于每一个选取的数字高程模型单元网格：获取与所述选取的数字高程模型单元网格相邻的两个数字高程模型单元网格，所述相邻的两个数字高程模型单元网格与所述选取的数字高程模型单元网格位于预先设置的探测雷达同一侧；

散射平面构建模块，用于分别构建选取的数字高程模型单元网格与所述相邻的两个数字高程模型单元网格中的每一个的矢量，基于构建的矢量确定选取的数字高程模型单元网格对应的散射平面；

法向矢量计算模块，用于计算散射平面构建模块构建的散射平面的法向矢量；

遮挡处理模块，用于构建选取的数字高程模型单元网格与探测雷达的参考矢量，计算所述法向矢量与所述参考矢量的夹角，若夹角大于90度，确定该选取的数字高程模型单元网格被遮挡。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，进一步包括：

判断单元，用于在监测到遮挡处理模块在确定选取的数字高程模型单元网格被遮挡后，判断该选取的数字高程模型单元网格是否为预先构建的数字高程模型中的最后一个数字高程模型单元网格，如果是，结束流程；否则，通知单元网格选取模块从预先构建的数字高程模型的未选取数字高程模型单元网格中，选取任一数字高程模型单元网格。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述散射平面构建模块包括：中心点等效单元、第一矢量单元、第二矢量单元以及散射平面构建单元；

中心点等效单元，用于按照预先设置的中心点等效策略，将选取的数字高程模型单元网格等效为选取中心点，分别将所述相邻的两个数字高程模型单元网格等效为第一相邻中心点以及第二相邻中心点；

第一矢量单元，用于连接选取中心点与第一相邻中心点，得到第一矢量；

第二矢量单元，用于连接选取中心点与第二相邻中心点，得到第二矢量；

散射平面构建单元，用于基于第一矢量单元的第一矢量以及第二矢量单元的第二矢量，构建散射平面。