[发明专利]一种用于构建电磁地图的方法和系统

权利要求书

1.一种用于构建电磁地图的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1、在目标区域内经栅格划分的各个数据点上随机部署第一数量的感知节点，所述感知节点用于采集电磁数据；

步骤S2、从采集有所述电磁数据的各个感知节点中随机选取第二数量的聚类样点进行聚类，以获取第三数量的聚类中心，所述聚类中心用于构建所述第三数量的小面积电磁地图；

步骤S3、通过对已知数据点执行时间-空间域与频率-波数域的映射，来确定所述目标区域内未知数据点的电磁数据预测值；其中：

所述已知数据点包括：

所述小面积电磁地图覆盖的数据点；

未被所述小面积电磁地图覆盖的感知节点；

所述未知数据点为所述目标区域内除所述已知数据点以外的其他数据点；

步骤S4、整合所述已知数据点的电磁数据值和所述未知数据点的电磁数据预测值，来构建所述目标区域的完整电磁地图；

其中，所述第一数量大于所述第二数量，所述第二数量大于所述第三数量。

2.根据权利要求1所述的一种用于构建电磁地图的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，构建所述小面积电磁地图具体包括：

步骤S21、获取所述第一数量与所述目标区域内的所有数据点的数量之间的比值；

步骤S22、基于所述比值确定所述小面积电磁地图的重构半径：

步骤S23、以所述聚类中心为圆心，以所述重构半径为半径，构建所述小面积电磁地图。

3.根据权利要求2所述的一种用于构建电磁地图的方法，其特征在于，在所述步骤S22中：

当所述比值大于等于5％时，选择所有感知节点的半径值中的最小感知半径作为所述重构半径；

当所述比值小于5％时，选择所有感知节点的半径值中的最大感知半径作为所述重构半径。

4.根据权利要求1所述的一种用于构建电磁地图的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

步骤S31、对所述已知数据点进行预处理，所述预处理包括数据扩边处理和数据填零处理；其中：

所述数据扩边处理包括，将所述已知数据点的数据存储在U*U的数组中，对所述U*U的数组进行扩边处理以得到(U+V)*(U+V)的数组，其中U、V均为正整数；

所述数据填零处理包括，将所述(U+V)*(U+V)的数组中不包含电磁数据的数据点的值设为零；

步骤S32、利用经预处理所得的数据计算径向功率谱，所述径向功率谱用于确定截止波数；

步骤S33、对所述经预处理所得的数据执行时间-空间域与频率-波数域的映射，以确定所述电磁数据预测值；具体包括：

通过傅里叶变换实现从时间-空间域到频率-波数域的映射；

利用圆形滤波器对经所述傅里叶变换的数据进行滤波处理；

通过傅里叶逆变换对经所述滤波处理的数据实现从频率-波数域到时间-空间域的映射；

通过多次迭代循环执行映射-滤波-逆映射来确定所述电磁数据预测值；

其中，在每一次执行所述傅里叶逆变换后，判断是否满足截止条件，若是，则停止所述迭代，获取迭代计算结果，对所述迭代计算结果进行去扩边处理，并取经所述去扩边处理的数据的实部作为所述电磁数据预测值，若否，则继续所述迭代，所述截止条件基于所述截止波数来确定。

5.根据权利要求4所述的一种用于构建电磁地图的方法，其特征在于，其中：

所述截止条件为：比较波数不小于截止波数；

所述比较波数的确定方式为：

将从1到所述截止波数的数值区间进行W等分，以获取从1到所述截止波数的等差数列，其中W为预设的总迭代次数；

在第R次迭代中，从所述等差数列中提取第R个数值，对所述第R个数值取整，将取整后的整数值作为所述第R次迭代的比较波数，其中R为不大于W的正整数。

6.根据权利要求4所述的一种用于构建电磁地图的方法，其特征在于，所述截止波数为：当所述径向功率谱小于或等于径向平均功率谱最大值的五分之一时的波数。

7.根据权利要求1所述的一种用于构建电磁地图的方法，其特征在于，所述第二数量与所述第一数量的比值不超过2.5％。