海量多波束水深数据快速处理及质量检查方法

针对目前多波束水深数据的管理与应用存在的问题,提出了一种基于水深数据块管理的多时相水深数据组织与管理方法,利用水深数据快速压缩方法来构建水深金字塔模型,采用了实时投影、动态压缩和实时等深线生成技术来提高海量水深数据快速可视化效果。同时还对水深浅点的查找方法进行了探讨,并介绍了基于单源和多源数据的水深数据质量检查方法。最后设计并开发了"水深信息管理系统",该系统在渤海航路扫测中得到了实际应用,取得了良好效果。

RTK三维多波束水深测量在港珠澳大桥岛隧工程中的应用

在港珠澳大桥岛隧工程的深基槽开挖和回淤监测过程中,水深测量精度要求越来越高,常规验潮多波束测量已经无法满足测量精度。文中介绍了RTK三维多波束水深测量系统的组成及测量的基本原理,并以实例分析了RTK三维多波束水深测量的优势,可为深海基槽水深测量提供参考。

基于密度的多波束水深数据异常检测方法仿真

针对传统的多波束水深数据异常检测方法无法满足大区域、高密度测水深的要求,提出了基于密度的多波束水深数据异常检测方法。分析多波束系统的原始数据格式,对原始多波束水深数据进行提取。在分析系统主要误差来源的基础上,对条带辅助参数进行预处理。利用中值滤波、局部方差以及小波分析相结合的方法来定位异常数据,实现多波束水深数据异常检测。为验证上述研究方法的有效性,进行一次实验。实验结果表明,与传统方法相比,所提方法能够高精度检测出水深探测中的异常数据,且在实际应用中具有更小的残差值。根据实验结果可以得出结论:上述研究所设计的多波束水深数据异常检测方法符合该领域应用要求。

多波束水深测量与海洋重磁测量的综合实施

随着对海洋测量信息量需求的增多，海洋综合性测量越来越受到重视。本文介绍了利用EM120型多波束测深系统、S-121型海洋重力仪、G-880型海洋磁力仪和650MK2型声速剖，面仪同步进行海洋重力、海洋磁力和全覆盖水深综合测量的方法和经验，论述了综合测量中应该注意的一些问题。

探讨海洋重磁测量和多波束水深测量的综合应用

随着科技信息的发展,我国综合国力得到很大的提高,如今这个资源精确地环境下各个国家对于海洋资源的开发和利用重视度比较高,所以也比较重视海洋探测技术的发展。传统的海洋探测技术已经不能适应现代高科技的应用和发展,必须应该高科技技术手段应用于海洋探测中,以便更加准确的探测海底地形、地貌状态。海洋重磁测量和多波束水深测量是近几年应用比较广泛的海洋探测技术,能够满足现代海洋资源开采的应用。

基于CUBE算法的多波束水深异常值剔除

本文总结分析了CUBE(Combined Uncertainty and Bathymetry Estimator)算法的关键步骤和基本理论模型,实现了基于CUBE算法的多波束水深异常值剔除,并针对中国某海区的多波束实测数据,通过构建海底DTM(Digital Terrian Model)图,对比分析了CUBE算法与传统的手工作业方法的性能差异。实验证明:与手工作业方法相比,CUBE算法具有工作效率高、不受人为因素影响等优点。

全水深多波束测深系统Seabeam3012在西太平洋马里亚纳海山区地形测量中的应用

中国科学院海洋研究所在开展西太平洋马里亚纳海山区多学科综合科学考察的过程中,利用“科学”轮船载的全水深多波束测深系统Seabeam3012对多个海山进行了地形测量工作。针对作业过程中遇到的恶劣海况导致采集数据质量差、多波束系统易检测错误海底信息、测线布设难度大等问题,提出了基于船体姿态对数据质量影响分析的多波束测线方向优化、基于地形变化并参考浅地层剖面资料的作业参数优化和基于实时采集情况的多波束采集测线布设优化等一系列措施,有效地提高了海山区多波束数据采集质量,并提高了作业效率。获得的高品质地形数据,为多学科协同研究奠定了基础,为ROV等设备的现场作业提供了安全保障。

深中通道碎石基础整平多波束测量技术

为解决沉管隧道及相关水下大型结构物施工对测深精度远高于传统水深测量规范的相关要求问题,以深中通道碎石基础整平限差要求±40mm为例,分析了多波束测深系统的误差来源及理论测深精度,提出了削弱各误差项的方法,并结合实际工程进行了验证。通过对多次管节碎石基础的扫测结果表明,采用该套经优化处理的多波束测深系统能够满足该项目的高精度要求,提出的若干方法可为后续相关对测深精度要求较高的水下工程项目提供参考。

基于地形平均斜率的多波束数字水深处理

根据多波束系统水深测量受地形影响的特点,提出了基于沿船体横纵两个方向地形平均斜率的水深校正算法,给出了5个水深校正因子,设计了水深平滑模板。以5个校正因子对初始扫描水深数据进行校正,以所设计的模板对校正后的数据进行滤波。仿真结果表明:校正后极大减小了水深测量误差,所设计的模板相对传统的高斯模板具有更高的平滑精度,更适应水深数据的滤波,通过两种处理方式,测量精度获得了明显提高,海底地形精度和光滑度都获得了较好的改善。

基于组合定位技术的多波束海洋地形测量分析

目前,陆地资源开发已接近于饱和状态,海洋资源的重要性日益凸显。常见的海洋地形测绘方法以GNSS导航定位与水声探测设备相结合为主,但在使用GNSS导航定位技术完成水下地形测绘任务的过程中,部分远海区域的观测信号质量不佳,定位精准度不足。为进一步提升定位精度,将GNSS技术与INS技术相结合,配合多波束水深测量技术,完成目标海域的地形测绘,得到更加精准的测区三维地图,以保证水下地形的测绘精度达到理想水平。

基于海量多波束数据的海底地形模型的构建与可视化

针对多波束数据组织、处理的技术难点,提出一种高效的适合海量、离散水深数据的预处理技术。首先,建立空间索引数据块,同时采用Delauny三角网技术和网格点双线性内插技术,构建出各块水深数据的DEM模型。然后,使用扩展块技术,解决了相邻块DEM的接边问题。最后,利用细节层次模型技术对所有DEM模型进行高效绘制,实现了海底地形的3维可视化。

表层声速误差对多波束测深数据的影响分析

针对多波束水深测量中未明确定义表层声速限差范围,导致在数据采集过程中无法实时监控表层声速误差的问题,结合多波束数据采集与归算流程,分析并推导了SSP误差影响下的波束指向角与点位归算误差模型。结合数值计算,研究了不同水深下测深误差随SSP之间的变化规律与量级大小,从而针对SSP限差范围提出合理化建议,对提高数据质量具有一定应用价值。

水下沉船探测方法及应用

水下沉船探测对时间和精度要求非常高,如何采用先进的技术设备较好地完成沉船探测是值得研究的。本文采用多波束水深探测与侧扫声呐相结合的方式,实施了某水库沉船探测,将多波束探测发现的可疑点与侧扫声呐影像相结合,较快地确定了水下沉船位置,证明了该方法的有效性。研究结果可为相关工程应用提供参考。

南极罗斯海高分辨率数字水深模型

数字水深模型是描绘海底地形地貌的水深地形图,在罗斯海陆架上,冰盖的进退形成形态大小各异的海底冰川地貌,而对海底冰川地貌的解释研究需要高分辨率数字水深模型的支持。采用36个国际公开航次采集到的多波束水深数据以及GEBCO_2014网格水深数据,融合、编绘成50 m网格间距的高分辨率罗斯海数字水深模型。由于采用的多波束水深数据来源于不同调查船只、不同多波束声呐系统及不同航次,这给多波束水深数据的精度评估、融合等带来一定的困难。本文首先采用通用绘图工具(GMT)对多波束中央波束水深数据的交点误差做统计分析,再利用统计分析结果对不同航次水深数据做出精度评估,最后利用"移除-恢复"法对两种来源及精度不同的水深数据做最后的融合。通过以上步骤得到的罗斯海高分辨率数字水深模型与国际南大洋水深地形图(IBCSO)相比,能够更加清晰地凸显海底微地形地貌特征,尤其是冰川进退过程中产生的地貌特征,可满足罗斯海海底冰川地貌的解释工作及综合地质地球物理研究任务。

基于组合定位技术的多波束海洋地形测量

当前在海洋地形测绘中,主要采用GNSS导航定位与水声探测设备相结合的方式进行水下地形测绘。但由于GNSS导航定位技术在部分远海海域观测信号质量差,定位精度低,影响了海洋地形测绘的精度。为有效提高定位精度,使用GNSS与INS相结合的组合定位模式,采用PP-RTX技术对观测数据进行后处理。同时,将该组合定位技术与多波束水深测量技术相结合,应用于某海域地形测绘,获取测区的三维地图。精度分析结果表明,该方法可进一步提高数据的可靠性,从而提高海洋地形测绘精度。

大连湾海底隧道沉管安装水深测量精度分析

以大连湾海底隧道沉管安装工程多波束水深测量系统为基础,针对多波束水深测量系统测量误差来源分析水深测量精度,布置比对板并通过水准测量控制比对标高,控制外界条件一致后,采用两种多波束水深测量系统与单波束水深测量系统测量比对板高程,与水准测量结果进行比对,进而分析不同系统水深测量精度的差异,验证大连湾海底隧道所采用的多波束水深测量系统精度。文章中所提出的分析方法可为其他测深系统精度的验证提供参考。

几种探测方法在海洋地形测绘中的应用

为准确掌握海上地形,需要对海洋地质地貌进行勘察测绘,水深测量和物探方法是海洋调查的主要方法。本文综合利用多波束水深测量、侧扫声呐、浅地层剖面和单道地震4种探测方法,对海上地形进行勘察测绘,通过多波束水深测量获取测区三维地形图,通过侧扫声呐探测查明了海底地貌特征,通过浅地层剖面探测获得了地质构造分布。结果表明,综合利用多波束水深测量、侧扫声呐、浅地层剖面和单道地震四种探测方法,可有效地增强观测数据的互补性,提高成果资料的可靠性。研究内容为相关工程应用提供了参考。

海上风电场地形地貌探测

近年来,随着海洋开发战略的深入实施,建立海上风电场成为开发和利用海洋资源的重要方式。在建设海上风电场前,需要对拟建海域进行全面探测,以获得海域地形地貌、海底地质和障碍物分布等情况。为准确掌握海上风电场地形地貌情况,本文采用侧扫声呐、单波束水深测量、多波束水深测量以及浅地层剖面探测等探测方法,对海上风电场进行了全方位的地形地貌扫测。以江沙扒海上风电项目工程为例,设计了扫测方案,详细介绍了各类探测方法的技术流程和施测方法,获得了风电场调查区范围内的地形地貌图,研究内容为扫海测量提供了技术参考。

海上风电场运维监测方法研究

海上风电场建成运维期,潮流和波浪引起的水体运动会在风机基础局部形成冲刷坑,并逐渐影响风机基础的稳定性。利用综合探测技术,定期探测风电场周边海底冲刷变形情况,可以为风电场运营管理提供重要参考。为此,采用多波束水深探测和侧扫声呐探测技术,对运营海上风电场的风机机位及升压站基础和海缆路由周边进行综合探测,获取风机机位及升压站周边三维地貌,测算海底冲刷变形情况,探测海缆路由线路出露情况,研究内容可为海上风电场运维监测提供技术参考。

超慢速扩张洋中脊的海底地形分段特征研究

为研究超慢速扩张洋中脊的地形分段特征和中心形态的变化,该文使用多波束水深数据,对西南印度洋中脊(10°-70°E)和加克洋中脊(7°W-102°E)进行二级洋中脊的分段和地形地貌测量,分别划分出71和19个二级洋脊段。测量结果说明,西南印度洋中脊和加克洋中脊的岩浆上涌单元间隔、洋脊段沿轴地形起伏变化、中央裂谷宽度和高度的平均值都大于扩张更快的洋中脊。超慢速扩张洋中脊的二级分段长度与沿轴地形起伏呈正相关,岩浆供给强度是扩张中心形态变化的主要控制因素。