高分七号激光测高中全波形回波数据的EMD降噪

作者：刘向锋; 黄庚华; 张志杰; 王凤香; 舒嵘^*

来源：红外与激光工程, 2020, 49(11): 95-104.

• 高分七号
• 激光测高
• 全波形回波
• 经验模态分解
• 降噪

针对具有多个高度层的复杂场景,全波形激光测高系统记录的回波信号中往往带有较高的噪声,采用合适的降噪方法将有助于提高计算激光测距的精确性、反演地物垂直结构和构建目标特征参数的准确性。根据高分七号激光测高在轨探测的低信噪比全波形数据的特性,采用经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)方法来构建典型的本征模函数(Intrinsic mode function, IMF),对于分解出多个不同尺度IMF的筛选,比较了使用去除高频分量,阈值选取、Wavelet选取和去趋势波动分析(Detrended fluctuation analysis, DFA)等方法与策略,通过降噪效果及定量评价,测试结果表明EMD-DFA1与EMD-1IMF对高分七号激光测高的全波形数据具有较好的降噪效果,其次为EMDWavelet和EMD-Threshold。另外通过EMD-DFA1对单个波峰、混叠波峰、多个波峰等不同情况的全波形数据测试,结果表明该方法具有较好的自适应性。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院上海技术物理研究所; 上海科技大学