CN112862888A - 一种电缆的定位方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种电缆的定位方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据；根据雷达数据对地区的地下空间绘制地质图像数据；对地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪；若完成小波去噪，则在地质图像数据中检测拐点；在电缆图像数据依次连接拐点、以表示电缆。本发明实施例面对电缆的外力破坏或老化故障监管提供了一种有效的电缆的定位方案，实现未触碰电缆的情况下进行电缆的识别，减少了投入人力成本，提高了效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电力工程的技术领域，尤其涉及一种电缆的定位方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
如今，随着城市建设的飞速发展，进入现代社会后，由于城市用地紧张，交通压力大，市容建设等原因，大城市普遍采用地下电缆输电方式。尤其在沿海地区，台风多发，架空线路十分容易受伤，埋地电缆则完美化解了这一难题。相对于架空线，电缆具有占地小、输电可靠、抗干扰能力强等优点。
然而，由于电缆的埋地属性，电缆经常遭受挖掘机等外力的破损。据统计，近八成的城市电力电缆事故都是由外力破坏造成。接地施工、挖掘机开动，一不小心就会“触网”伤及电缆。因此，对地下电缆的定位与识别十分重要，以便于地下电缆的管理与维护。
为了实现电缆的外力破坏或老化故障监管，现方案是通过在起点和转角地面的位置做相应标记，使得电缆位置显而易见。当电缆故障导致停电时，根据起点标记和转角标记进行大面积的挖掘，来确认埋在地下的电缆是否正常，而这种方案工期长，投入人力成本高，效率低。
发明内容
本发明实施例提出了一种电缆的定位方法、装置、计算机设备和存储介质，以解决地下电缆的定位的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种电缆的定位方法，包括：
驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据；
根据所述雷达数据对所述地区的地下空间绘制地质图像数据；
对所述地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪；
若完成所述小波去噪，则在所述地质图像数据中检测拐点；
在所述电缆图像数据依次连接所述拐点、以表示所述电缆。
可选地，所述根据所述雷达数据对所述地区的地下空间绘制地质图像数据，包括：
将所述雷达数据调整为二维的地质图像数据；
在所述地质图像数据中确定零线，所述零线为放置在地面的电缆与测线的交接的位置；
对所述地质图像数据从时间域转换为频谱域；
对所述地质图像数据执行预设的图像处理。
可选地，所述对所述地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪，包括：
对所述地质图像数据进行小波分解，获得至少两个级别的第一候选信号、第二候选信号，所述第二候选信号的频率高于所述第一候选信号的频率；
对每个级别的所述第二候选信号去除噪声信号，获得第三候选信号；
将级别最高的所述第一候选信号与所述第三候选信号重构为所述地质图像数据。
可选地，所述对每个级别的所述第二候选信号去除噪声信号，获得第三候选信号，包括：
对每个级别选择阈值；
对每个级别的所述第二候选信号去除小于所述阈值的信号，获得第三候选信号。
可选地，所述在所述地质图像数据中检测拐点，包括：
以预设的窗口在所述地质图像数据进行平移，以检测灰度变化信息；
基于所述灰度变化信息确定拐点。
可选地，所述以预设的窗口在所述地质图像数据进行平移，以检测灰度变化信息，包括：
通过如下公式计算灰度变化信息：
其中，E(u,v)为灰度变化信息，w(x,y)为窗口，I(x+u,y+v)为所述窗口平移后的灰度信息，I(x,y)为所述地质图像数据的灰度信息。
可选地，所述基于所述灰度变化信息确定拐点，包括：
对所述灰度变化信息进行泰勒级数简化：
对所述灰度变化信息进行等价操作：
其中，[u,v]为所述窗口的位移量；
设定响应函数：
R＝detM-k(traceM)2
其中，detM为M矩阵的行列式，traceM为对M矩阵进行轨迹运算；
若所述响应函数的数值大于预设的阈值，则所述窗口内确定存在拐点。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电缆的定位装置，所述装置包括：
雷达数据获得模块，用于驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据；
地质图像数据绘制模块，用于根据所述雷达数据对所述地区的地下空间绘制地质图像数据；
小波去噪模块，用于对所述地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪；
拐点检测模块，用于若完成所述小波去噪，则在所述地质图像数据中检测拐点；
电缆绘制模块，用于在所述电缆图像数据依次连接所述拐点、以表示所述电缆。
可选地，地质图像数据绘制模块，包括：
二维地质图像数据子模块，用于将所述雷达数据调整为二维的地质图像数据；
零线确定子模块，用于在所述地质图像数据中确定零线，所述零线为放置在地面的电缆与测线的交接的位置；
频谱域转换子模块，用于对所述地质图像数据从时间域转换为频谱域；
图像处理子模块，用于对所述地质图像数据执行预设的图像处理。
可选地，小波去噪模块，包括：
小波分解子模块，用于对所述地质图像数据进行小波分解，获得至少两个级别的第一候选信号、第二候选信号，所述第二候选信号的频率高于所述第一候选信号的频率；
第三候选信号获得子模块，用于对每个级别的所述第二候选信号去除噪声信号，获得第三候选信号；
地质图像数据重构子模块，用于将级别最高的所述第一候选信号与所述第三候选信号重构为所述地质图像数据。
可选地，第三候选信号获得子模块，包括：
阈值选择单元，用于对每个级别选择阈值；
第三候选信号获得单元，用于对每个级别的所述第二候选信号去除小于所述阈值的信号，获得第三候选信号。
可选地，拐点检测模块，包括：
灰度变化信息检测子模块，用于以预设的窗口在所述地质图像数据进行平移，以检测灰度变化信息；
拐点确定子模块，用于基于所述灰度变化信息确定拐点。
可选地，灰度变化信息检测子模块，包括：
灰度变化信息计算单元，用于通过如下公式计算灰度变化信息：
其中，E(u,v)为灰度变化信息，w(x,y)为窗口，I(x+u,y+v)为所述窗口平移后的灰度信息，I(x,y)为所述地质图像数据的灰度信息。
可选地，拐点确定子模块，包括：
对所述灰度变化信息进行泰勒级数简化：
对所述灰度变化信息进行等价操作：
其中，[u,v]为所述窗口的位移量；
设定响应函数：
R＝detM-k(traceM)2
其中，detM为M矩阵的行列式，traceM为对M矩阵进行轨迹运算；
若所述响应函数的数值大于预设的阈值，则所述窗口内确定存在拐点。
第三方面，本发明实施例还提供了一种用于实现电缆定位的计算机设备，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面中任一所述的电缆的定位方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种用于实现电缆定位的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方中任一项所述的电缆的定位方法。
本发明实施例公开了一种电缆的定位方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据；根据雷达数据对地区的地下空间绘制地质图像数据；对地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪；若完成小波去噪，则在地质图像数据中检测拐点；在电缆图像数据依次连接拐点、以表示所述电缆。本发明实施例面对电缆的外力破坏或老化故障监管提供了一种有效的电缆的定位方案，实现未触碰电缆的情况下进行电缆的识别，减少了投入人力成本，提高了效率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种电缆的定位方法的流程图；
图2A为本发明实施例一提供的地下双曲线的示意图；
图2B为本发明实施例一提供的拐点检测的示意图；
图2C为本发明实施例一提供的确定拐点的示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种电缆的定位装置的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种电缆的定位方法的流程图，本实施例可适用于地下电缆的定位情况，该方法可以由电缆的定位装置来执行，该电缆的定位装置可以由软件和/或硬件实现，可配置在计算机设备中，例如，个人电脑、服务器、工作站，等等，具体包括如下步骤：
S101、驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据。
在本实施例中，采用了探地雷达检测技术定位及识别地下电缆。探地雷达是在对反射波形特性分析的基础上来判断地下目标体的，根据反射波的旅行时间、幅度和波形，判断地下目标体的空间位置、结构及其分布。其中，目标体与周围介质之间的电性差异是探地雷达探测的基本条件。
探地雷达的工作频率范围介于1M～1GHz之间，在地下介质中的传播以位移电流为主。探地雷达遵循形式相似的波动方程，其中参数的物理意义不同。
探地雷达多采用天线向探测目标发射高频脉冲电磁波来进行探测。通常探测目标深度满足于远场条件，可近似看做是以平面波形式传播。平面波的极化是指空间给定点上场矢量方向随时间的变化特征。通常可分为线极化、圆极化和椭圆极化三种类型。波的极化是电磁波的一个重要特性，不同极化方式的波有着不同的工程应用。当地下介质存在各向异性时，以线极化方式入射的平面波.其反射回波可能转变成椭圆极化方式。因此，通过研究雷达波极化方式的变化可以获得与地下介质物性相关的信息。
高频电磁波运动学特征与弹性波相似，因而地震勘探的数据采集方式也被借鉴用于探地雷达的野外采集工作中，包括反射、折射和透射波法。折射波法目前用得较少，某些雷达系统的高频雷达天线，发射和接收天线固定间距封装在一个盒子中，无法实施变偏移距的共中心点法(CMP)或透射法测量，只能采用剖面法测量。而另一些类型的系统，特别是低频雷达天线(50、100、200MHz)，多采用分立板状天线，可灵活采用变偏移距或透射测量。
探地雷达主要由主机(主控单元)、发射机、发射天线、接收机、接收天线五部分组成。其他还可能包括定位装置(如GPS、里程计或打标器(MARK))、电源以及手推车等。发射和接收天线成对出现，用于向地下发射和接收来自地下反射的雷达波。主机是一个采集系统，用于向发射机发送发射和接收控制命令(包括起止时问、发射频率、重复次数等参数)。发射机根据主机命令向地下发射雷达波。而接收机根据控制命令开始数据采集。经过采样和A/D转换，接收的反射信号转换成数字信号被显示和保存。
S102、根据雷达数据对地区的地下空间绘制地质图像数据。
在本实施例中，由于雷达探测的电磁波在介质中传播过程中能量会被介质吸收，随着深度的增加，电磁波能量减弱，信号幅度相应地减小，不利于信号识别和辨认。为了在数据采集的过程中为提高采集信号的可视性，便于后期对图像的处理和识别，此处采用变增益(gain)函数来提高信号的幅度，使得信号的细微变化更容易显示和识别。同时，变增益函数在设定初始值后可根据采集信号的反馈调节大小，避免增益过大造成的削波现象。
在绘制地质图像数据过程中，S102包括如下步骤：
S1021、将雷达数据调整为二维的地质图像数据。
探地雷达的电磁波能确定地下电缆的深度即对电缆进行定位。在已知地面介电常数的情况下，可根据下式计算探地雷达的电磁脉冲在介质中的传播速度：
其中c为电磁波在空气中的传播速度，ε为介质的介电常数。
进一步，根据传播速度c和传播时间t计算出目标电缆所处的深度s。
s＝vt/2
可选地，若介电常数未知，则可通过打钻确定一个目标体，然后量测其深度，用时间求出传播速度，然后根据上式反算介电常数。求出介电常数后，就可利用探地雷达对地下电缆进行定位。
在上述采用探地雷达完成数据采集后，根据地下电缆所处的位置，将雷达数据调整为二维的地质图像数据。
S1022、在地质图像数据中确定零线，该零线为放置在地面的电缆与测线的交接的位置。
进一步，在二维的地质图像数据中确定零线，其中，零线为放置在地面的电缆与测线的交接的位置，在零线探测时在地面放置一根电缆与测线正交，天线经过电缆时在剖面上会记录下电缆的位置，通过识别电缆就可以确定零线的位置。
S1023、对地质图像数据从时间域转换为频谱域。
进一步，在该地质图像数据中从时间域转换为频谱域，其中，时域表示地质图像数据的信号随时间的变化；频谱域表示地质图像数据的信号在频率方面特性时用到的一种坐标系，其中正弦波是频域中唯一存在的波形，可认为地质图像数据的信号强度随时间的变化规律就是时域特性，地质图像数据的信号是由哪些单一频率的信号合成的就是频域特性。
在时间域转换为频谱域进行频谱分析过程中，将地质图像数据由时间域转化为频率域，表现的是各种谐波频率的振幅分布，不同探测介质具有不同的振幅频谱特征，由频域特征可对介质进行区分。
由于时域分析与频域分析是对信号的两个观察面。时域分析是以时间轴为坐标表示动态信号的关系；频域分析是把信号变为以频率轴为坐标表示出来。
具体地，频谱分析采用傅立叶谱变换，傅立叶谱分析将频谱移频到圆心可以清晰地看出图像频率分布，还可以分离出有周期性规律的干扰信号。示例性地，如果带有一副正弦干扰，移频到原点的频谱图上可以看出除了中心以外还存在以某一点为中心，对称分布的亮点集合，这个集合就是干扰噪音产生的，这时可以很直观的通过在该位置放置带阻滤波器消除干扰。
傅里叶变换公式如下：
其中，F(w)叫做f(t)的象函数，f(t)叫做F(w)的象原函数，F(w)是f(t)的象，f(t)是F(w)原象。
进一步，频谱分析还采用希尔伯特变换，希尔伯特变换是将记录道的信息直接在时间域上转化为瞬时振幅，瞬时相位，瞬时频率的技术。瞬时振幅是反射强度的量度，它正比于该时刻地质雷达信号总能量的平方根，利用这种特征便于确定特殊岩层的变化。当地层存在明显介质分层、滑裂带或地下水分界面时，瞬时振幅会产生强烈变化，反映在瞬时振幅剖面图中就是分界面位置出现明显振幅变化。瞬时相位是地质雷达剖面上同相轴连续性的量度。当电磁波在各向同性均匀介质中传播时，其相位是连续的；当电磁波在有异常存在的介质中传播时，其相位将在异常位置发生显著变化，在剖面图中明显不连续。因此利用瞬时相位能够较好地对地下分层和地下异常进行辨别。当瞬时相位图像剖面中出现相位不连续时，就可以判断该处存在分层或异常。瞬时频率是相位的时间变化率，反映了组成地层的岩性变化，有助于识别地层，当电磁波通过不同介质界面时，电磁波频率将发生明显变化，这种变化可在瞬时频率图像剖面中较为清晰地显示。因此可利用瞬时频率的大小和稳定情况来判断地下介质的稳定性和岩性变化。
对于同一探测对象，三种瞬时信息在同一位置发生明显变化就可能反映探测对象在该处的物性变化。在这三个参数中，瞬时相位谱的分辨率最高，而瞬时频率谱和瞬时振幅谱的变化也较为直观，因此可根据瞬时频率谱和瞬时振幅谱来确定地下电缆或异常的大概位置，然后利用瞬时相位谱精确确定电缆轮廓线和异常位置。
通过希尔伯特变换可解决由于大地介质的不均匀性，地质雷达发射的高频脉冲电磁波在地下传播过程中产生的反射波、折射波、绕射波和散射波相互叠加，而引起数据处理的巨大困难。同时，也能降低地质雷达利用宽频带进行记录反射波特性带来的各种干扰噪声。
S1024、对地质图像数据执行预设的图像处理。
当完成地质图像数据的从时间域到频谱域的转换后，对地质图像数据执行预设的图像处理。其中，图像处理包括IIR滤波、FIR滤波、算术运算、反卷积、偏移处理、静态校正中的一种。具体的，去除水平噪声采用IIR水平高通滤波和FIR背景去噪方法，去除低频的水平带状干扰；去除高频干扰采用IIR水平低通滤波和FIR水平叠加，滑动平均滤波；去除多次反射采用预测反卷积；去除绕射并修正倾角较大的层面采用偏移处理；补偿相位变化采用静态校正。可选地，根据评估处理效果，若效果好则进行成果解释和报告编写，若效果不好，则需重新进行数据分析和处理，直到达到较好的效果。
S103、对地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪。
在本实施例中，如图2A所示，对地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪，获得识别度较高的地质图像数据。小波变换主要是利用其特有的多分辨率性、去相关性和选基灵活性特点，使得它在地质图像数据去噪方面大有可为，清晰了地质图像数据。经过小波变换后，在不同的分辨率下呈现出不同规律，设定阈值门限，调整小波系数，就可以达到小波去噪的目的。
本实施例中小波去噪的基本思想为将地质图像数据的信号通过小波变换，获得含有重要信息的地质图像信号，将信号经小波分解后可获得小波系数为较大、噪声的小波系数较小的地质图像数据，其中噪声的小波系数小于信号的小波系数，因此选取一个合适的阈值，大于阈值的小波系数认为是有信号产生，予以保留，小于阈值的则认为是噪声产生，置零从而达到去噪的目的。
在本实施例实现过程中，对地质图像数据进行小波分解，获得至少两个级别的第一候选信号、第二候选信号，其中第二候选信号的频率高于第一候选信号的频率。具体的，当地质图像数据进行小波分解时，根据地质图像数据第一阈值，获得小波系数小于第一阈值的第一候选信号和小波系数大于第一阈值的第二候选信号。
进一步，对每个级别的第二候选信号去除噪声信号，获得第三候选信号，其中，每个级别有对应的阈值，每个级别的第二候选信号去除小于其对应阈值的信号，获得第三候选信号。示例性地，以二级小波为例，在二级小波的第二候选信号中设定第二阈值，根据第二阈值再次进行小波分解，小于第二阈值的第二候选信号则认为噪声，去除第二候选信号中的噪声，保留大于第二阈值的第二候选信号，获得第三候选信号。
进一步，将级别最高的第一候选信号与第三候选信号重构为地质图像数据。具体的，当完成小波分解后，将小波近似分解，加上去噪声后小波细节分解，可获得去除噪声的信号，可认为根据小波分解的低频系数中将级别最高的第一候选信号和经过量化处理后的第一层到第三层的高频系数的第三候选信号，进行信号的小波重构，即可恢复去除噪声后的原始地质图像数据。
可选地，小波去噪所采用的方法为Matlab(matrix&laboratory矩阵实验室)算法。
当然，上述二级小波去噪方式只是作为示例，在实施本发明实施例时，若对去噪效果不满意时，可以根据实际情况对地质图像数据进行多次小波分解，即采用N级小波去噪，直到达到满意的去噪效果为止。
需补充说明的是，小波阈值去噪的选择分三个步骤，小波基的选择、阈值的选择、阈值函数的选择。其中，小波基的选择所选取的小波满足以下条件，正交性、高消失矩、紧支性、对称性或反对称性，但小波是对称或反对称的只有Haar小波(哈尔小波)，且高消失矩与紧支性是一对矛盾，因此此处选取具有紧支的小波以及根据信号的特征来选取较为合适的小波；而阈值的选择直接影响去噪效果，不同的阈值选取将有不同的去噪效果，阈值选取的方法主要有通用阈值VisuShrink阈值、SureShrink阈值、Minimax阈值、BayesShrink阈值等；阈值函数的选择中，阈值函数是修正小波系数的规则，最常用的阈值函数有两种，一种是硬阈值函数，另一种是软阈值函数，在具体实现中，本实施例选用介于软、硬阈值函数之间的Garrote函数，除了Garrote函数之外，本领域技术人员还可以根据实际要求采用其他阈值函数，本实施例对此不加以限制。
S104、若完成小波去噪，则在地质图像数据中检测拐点。
当完成小波去噪后，如图2B所示，在地质图像数据中检测拐点，对电缆图像数据进行识别，确定电缆所在的位置。其中，地质图像数据在计算机中表示为矩阵，每个矩阵中的一个值都对应地质图像数据的一个像素点。在地质图像数据矩阵中，通过一个移动的窗口去遍历矩阵中的数值，发现有像素变化明显的地方，即可确定拐点。由于电缆管线在探地雷达检测成像中数据剖面一般呈现双曲线形态，而双曲线的顶点正是反映电缆走线，需要提取的地质图像数据信息，故采用拐点检测方法对地下电缆雷达图像进行识别。
在本实施例中，以预设的窗口对地质图像数据进行平移，以检测灰度变化信息，计算灰度变化信息通过如下公式实现：
其中，E(u,v)为灰度变化信息，w(x,y)为窗口，I(x+u,y+v)为窗口平移后的灰度信息，I(x,y)为地质图像数据的灰度信息；
进一步，基于灰度变化信息确定拐点，包括：
对灰度变化信息进行泰勒级数简化：
对局部微小的移动量[u,v]，灰度变化信息进行等价操作，可得到：
其中，[u,v]为窗口的位移量，M为2x2偏导数矩阵；
窗口移动导致的地质图像数据变化即为实对称矩阵M的特征值分析，设定角点响应函数R，通过判定R大小来判断像素是否为角点：
R＝detM-k(traceM)2
其中，detM为M矩阵的行列式，traceM为对M矩阵进行轨迹运算R取决于M的特征值。
若响应函数的数值大于预设的阈值，则窗口内确定存在拐点。具体的，在地质图像数据中，对于角点，|R|很大；对于平坦的区域，|R|很小；对于边缘，R为负值。由此可计算窗口内R的数值判断拐点存在的位置。
S105、在电缆图像数据依次连接拐点、以表示电缆。
当完成检测拐点后，如图2C所示，在电缆图像数据中提取拐点，依次连接拐点、以表示电缆。其中，拐点所在的位置为电缆所处的位置，因此连接拐点可以实现电缆的定位。
本发明实施例公开了一种电缆的定位方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据；根据雷达数据对地区的地下空间绘制地质图像数据；对地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪；若完成小波去噪，则在地质图像数据中检测拐点；在电缆图像数据依次连接拐点、以表示电缆。本发明实施例面对电缆的外力破坏或老化故障监管提供了一种有效的电缆的定位方案，实现未触碰电缆的情况下进行电缆的识别，减少了投入人力成本，提高了效率。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种电缆的定位装置的结构框图，具体可以包括如下模块：
雷达数据获得模块301，用于驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据；
地质图像数据绘制模块3202，用于根据所述雷达数据对所述地区的地下空间绘制地质图像数据；
小波去噪模块303，用于对所述地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪；
拐点检测模块304，用于若完成所述小波去噪，则在所述地质图像数据中检测拐点；
电缆绘制模块305，用于在所述电缆图像数据依次连接所述拐点、以表示所述电缆。
可选地，地质图像数据绘制模块，包括：
二维地质图像数据子模块，用于将所述雷达数据调整为二维的地质图像数据；
零线确定子模块，用于在所述地质图像数据中确定零线，所述零线为放置在地面的电缆与测线的交接的位置；
频谱域转换子模块，用于对所述地质图像数据从时间域转换为频谱域；
图像处理子模块，用于对所述地质图像数据执行预设的图像处理。
可选地，小波去噪模块，包括：
小波分解子模块，用于对所述地质图像数据进行小波分解，获得至少两个级别的第一候选信号、第二候选信号，所述第二候选信号的频率高于所述第一候选信号的频率；
第三候选信号获得子模块，用于对每个级别的所述第二候选信号去除噪声信号，获得第三候选信号；
地质图像数据重构子模块，用于将级别最高的所述第一候选信号与所述第三候选信号重构为所述地质图像数据。
可选地，第三候选信号获得子模块，包括：
阈值选择单元，用于对每个级别选择阈值；
第三候选信号获得单元，用于对每个级别的所述第二候选信号去除小于所述阈值的信号，获得第三候选信号。
可选地，拐点检测模块，包括：
灰度变化信息检测子模块，用于以预设的窗口在所述地质图像数据进行平移，以检测灰度变化信息；
拐点确定子模块，用于基于所述灰度变化信息确定拐点。
可选地，灰度变化信息检测子模块，包括：
灰度变化信息计算单元，用于通过如下公式计算灰度变化信息：
其中，E(u,v)为灰度变化信息，w(x,y)为窗口，I(x+u,y+v)为所述窗口平移后的灰度信息，I(x,y)为所述地质图像数据的灰度信息。
可选地，拐点确定子模块，包括：
对所述灰度变化信息进行泰勒级数简化：
对所述灰度变化信息进行等价操作：
其中，[u,v]为所述窗口的位移量；
设定响应函数：
R＝detM-k(traceM)2
其中，detM为M矩阵的行列式，traceM为对M矩阵进行轨迹运算；
若所述响应函数的数值大于预设的阈值，则所述窗口内确定存在拐点。
本发明实施例所提供的电缆的定位装置可执行本发明任意实施例所提供的电缆的定位方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图4显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的电缆的定位方法。
实施例四
本发明实施例四还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述电缆的定位方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，计算机可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种电缆的定位方法，其特征在于，包括：
驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据；
根据所述雷达数据对所述地区的地下空间绘制地质图像数据；
对所述地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪；
若完成所述小波去噪，则在所述地质图像数据中检测拐点；
在所述电缆图像数据依次连接所述拐点、以表示所述电缆。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述雷达数据对所述地区的地下空间绘制地质图像数据，包括：
将所述雷达数据调整为二维的地质图像数据；
在所述地质图像数据中确定零线，所述零线为放置在地面的电缆与测线的交接的位置；
对所述地质图像数据从时间域转换为频谱域；
对所述地质图像数据执行预设的图像处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪，包括：
对所述地质图像数据进行小波分解，获得至少两个级别的第一候选信号、第二候选信号，所述第二候选信号的频率高于所述第一候选信号的频率；
对每个级别的所述第二候选信号去除噪声信号，获得第三候选信号；
将级别最高的所述第一候选信号与所述第三候选信号重构为所述地质图像数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对每个级别的所述第二候选信号去除噪声信号，获得第三候选信号，包括：
对每个级别选择阈值；
对每个级别的所述第二候选信号去除小于所述阈值的信号，获得第三候选信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述地质图像数据中检测拐点，包括：
以预设的窗口在所述地质图像数据进行平移，以检测灰度变化信息；
基于所述灰度变化信息确定拐点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述以预设的窗口在所述地质图像数据进行平移，以检测灰度变化信息，包括：
通过如下公式计算灰度变化信息：
其中，E(u，v)为灰度变化信息，w(x，y)为窗口，I(x+u，y+v)为所述窗口平移后的灰度信息，I(x，y)为所述地质图像数据的灰度信息。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述灰度变化信息确定拐点，包括：
对所述灰度变化信息进行泰勒级数简化：
对所述灰度变化信息进行等价操作：
其中，[u，v]为所述窗口的位移量；
设定响应函数：
R＝detM-k(traceM)2
其中，detM为M矩阵的行列式，traceM为对M矩阵进行轨迹运算；
若所述响应函数的数值大于预设的阈值，则所述窗口内确定存在拐点。
8.一种电缆的定位装置，其特征在于，包括：
雷达数据获得模块，用于驱动探地雷达向预埋有电缆的地区进行检测，获得雷达数据；
地质图像数据绘制模块，用于根据所述雷达数据对所述地区的地下空间绘制地质图像数据；
小波去噪模块，用于对所述地质图像数据进行至少两个级别的小波去噪；
拐点检测模块，用于若完成所述小波去噪，则在所述地质图像数据中检测拐点；
电缆绘制模块，用于在所述电缆图像数据依次连接所述拐点、以表示所述电缆。
9.一种用于实现电缆定位的计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的电缆的定位方法。
10.一种用于实现电缆定位的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的电缆的定位方法。
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