基于LOG算子的侧扫声呐海底线检测

针对侧扫声呐数据采集的特点,提出了一种基于图像边缘检测技术中LOG算子的海底线检测新方法,用于准确检测海底线从而对侧扫声呐资料进行斜距改正。通过实验数据处理,表明该方法较传统方法具有明显的优势。

相干声纳及其与传统侧扫声纳的比较

相干声纳系统利用相干原理能同时得到水深数据和声图,与传统侧扫声纳存在着一定的差异。以GeoSwath Plus系统和Kelin3000系统作为代表,从工作原理、技术参数、数据采集和后处理平台以及实测数据等方面对相干声纳和传统的侧扫声纳进行了对比。结果表明二者的原理类似,但接收数据存在差异;GeoSwath Plus相比Kelin3000更加复杂,但适用水深范围较小;GeoSwath Plus采集软件只能使用GS+软件,对后处理软件的要求更高,而Kelin3000数据采集和后处理软件都有多种选择;通过实测数据的比较发现,Geoswath Plus的定位精度更高,但得到的声纳图像对比度和分辨率比传统侧扫声纳要差一些,检测到的目标大小可信度较低。

GeoSwath与Klein 3000的综合对比及实验分析

GeoSwath Plus系统利用相干原理能同时得到水深数据和声纳图,与传统侧扫声纳存在一定差异。本文对GeoSwath Plus 125kHZ系统和Klein 3000系统从工作原理、技术参数、数据采集和后处理平台以及实测数据等方面进行了对比。结果表明:二者接收数据存在差异,导致两者的用途也存在差异;GeoSwath Plus系统相比Klein 3000更加复杂,但适用水深范围较小;GeoSwath Plus采集软件较少,对后处理软件的要求更高,而Klein 3000数据采集和后处理软件都有多种选择;通过实测数据的比较发现,GeoSwath Plus的定位精度更高,但由于发射波束水平开角大于Klein 3000,加之采用悬挂式安装,导致得到的声纳图像对比度和分辨率比传统侧扫声纳Klein 3000要差一些。

C3D及其与传统侧扫声纳的比较

C3D是Benthos公司近年来推出的基于CAATI技术的一种新型测深侧扫声纳系统。从工作原理、技术参数、数据采集与后处理平台以及实测数据等方面将C3D和传统侧扫声纳进行了对比。对比表明两者的工作原理不同,C3D的采集数据密度更高,对采集和处理软件要求比传统声纳高,最后对两者采集的数据进行了分析。通过对比,为侧扫声纳系统的选用和引进提供了依据。

基于小波变换的侧扫声纳图像镶嵌研究

传统的基于简单加权的侧扫声纳图像镶嵌方法,很容易造成图像信噪比的降低以及出现拼接痕迹.本文提出了一种基于小波变换的镶嵌方法,通过实测数据处理,表明该方法优于传统的镶嵌方法,不仅能够很好地将源图像细节融合在一起,而且能够很好地显示源图像各自的信息.

基于能量比与互相关法的地震剖面反射同相轴交互自动拾取研究

为提高地震剖面反射同相轴拾取的精度与效率,结合实际资料详细讨论了能量比与互相关两种自动拾取方法的优缺点,提出对拾取结果进行光滑滤波处理,以消除资料上的随机噪音与风浪干扰等影响。同时讨论了参考种子点在自动拾取算法中的重要性,以及人机交互拾取参考种子点的实现方法。针对复杂界面的反射同相轴,在自动拾取结果的基础上,文中提出以人机交互的方法进行修改拾取。将这些方法综合运用于实际资料,以取得满意的拾取结果。

声学地层剖面野外数据采集几个关键问题的解决

针对目前国内几款通用的声学地层剖面野外数据采集商业软件,分析探讨了国外软件在数据采集与存储中存在的几个关键缺陷,如GPS滞后、强能量反射同相轴相位与极性改变、深水数据采集存储等严重缺陷。为解决上述缺陷,作者以ChirpⅢ硬件系统为基础,分析国外商业软件缺陷产生的原因,并通过自主研发,提出了解决这些缺陷的方法。经野外实际工作测试,证实了文中所提方法的正确性与可靠性。

声学地层剖面深水探测研究与开发

深水浅部地层精细探测是深海地质勘探与资源开发的重要调查内容。与浅水海域声学地层剖面探测相比,深水地层剖面探测会遇到严重的能量衰减、大数据量长时间反射序列采样、纵向地层分辨率降低以及横向空间覆盖率偏稀等问题,为解决这些问题,国外仪器商采用了不同的方法。采取重采样减少数据量会严重影响纵向分辨率;采取MultiPing技术可以很好解决横向空间覆盖率问题,但多Ping接收采用海底追踪变深度范围采集会造成反射同相轴跳跃突变,或采用短时间间隔采集会造成回波数据无法准确计算海底深度。为了解决这些技术问题,作者研究开发了相关的技术处理方法,解决MultiPing技术反射同相轴拼接改正处理和海底深度记录延迟处理,这些问题的解决为深水浅部地层精细探测提供了技术保障。

基于ArcSDE的浙江省海岛管理信息系统设计与实现

为了满足海岛管理部门的需求,本文根据海岛信息特点,采用B/S和C/S的混合结构进行设计,利用Arc GIS Engine组件技术和Arc SDE空间数据引擎技术,将不同数据来源和数据特点的海岛信息进行集成,实现了海岛空间数据和属性数据的一体化管理,并研发了浙江省海岛管理信息系统,为全省海岛信息的统一管理和信息共享提供了一个支撑平台,对海岛管理、开发和保护具有重要意义。

2种改进的海底面反射实时追踪算法及其比较研究

为了解决声学地层剖面的海底面反射实时追踪问题,本文对基于振幅信息的能量比法和基于相位信息的相关法进行了改进研究,分别重点研究了能量比法的最佳时窗以及相关法的模型道计算问题,通过实际测试数据说明这2种算法各自的优缺点,并指出在实际运用中需要灵活选择这2种算法。最后通过与国外商业采集软件追踪功能的比较,说明本文算法的优越性,认为该算法可以在实际工程中加以推广使用。

基于中值滤波加权修正的多波束声呐测深数据趋势面滤波方法

针对传统趋势面滤波方法中多项式拟合曲面系数向量的求取和作为阈值的均方根误差的求取都受到异常数据的影响,使该方法在异常测深数据较多的情况下滤波效果不佳的问题,提出了一种中值滤波加权修正的改进方法。在构造趋势面之前,对水深数据进行加权修正,以前后两次修正后数据的拟合优度的变化量作为是否进行下一步水深修正的依据,利用最终修正后的水深数据求取多项式拟合曲面系数向量和均方根误差,大幅降低了异常数据的影响,具有很强的抗差性。经仿真模拟数据和多波束实测数据滤波试验,该方法在异常数据较多的情况下依然良好,能够保持良好的滤波效果,明显优于传统趋势面滤波;同时,该方法能够保持较高的运算效率,适用于海量多波束测深数据的自动滤波。

国内外侧扫声纳测量标准比较研究

由于侧扫声纳应用领域不断扩大,用户要求不断提高,国际海道测量组织和世界测量技术发达国家相继发布了各自的新版测量规范和标准。本文将我国侧扫声纳现行测量标准与国际相关标准在系统探测能力、测线布设、数据采集、质量控制等方面进行比较详细的分析比较,指出了我国侧扫声纳测量规范在测线布设、数据采集要求等方面的不足,旨在推进我国测量标准尽快实现与国际接轨。

基于K-means聚类与数学形态学的侧扫声呐图像目标轮廓自动提取方法

针对侧扫声呐图像斑点噪声强、背景海底散射干扰严重,海底目标轮廓自动提取困难的问题,提出了一种基于K-means聚类与数学形态学相结合的海底目标轮廓自动提取算法。为克服噪声干扰,该算法首先利用中值滤波去除侧扫声呐图像中的强斑点噪声;然后采用K-means聚类算法对侧扫声呐灰度图像进行分割,并二值化,除去大部分海底背景噪声,初步提取出目标;接着利用数学形态学运算去除提取结果中的孤立噪点,并填充目标内部孔洞,得到连续化、圆滑的目标边缘;最后对处理后的侧扫声呐图像进行边缘检测,提取出目标轮廓。实验结果表明:该算法思想简单易行,具有很强的克服背景噪声的能力,自动提取的目标轮廓连续性较好,结果准确可靠。目前,在侧扫声呐图像目标轮廓提取过程中,主要采用人工方式,自动性较差,效率较低。本文算法可以实现目标轮廓的自动提取,提高效率,具有较强的实用价值。

海洋声学地层剖面与单道地震数据采集、处理与解释技术

在海上声学地层剖面与单道地震野外数据采集及室内处理解释技术上，我国的科研院所基本采用国外商业软件。为打破国外在这方面的垄断，作者通过分析几款通用国外商业软件的优缺点，提出了开发拥有完全自主知识产权的采集与处理解释综合性系统的必要-胜，并列举了自主研发系统的创新点，最后以实际应用成果展示了自主开发技术的实用性与先进性。