侧扫声呐原始数据解析与可视化显示

XTF文件格式是侧扫声呐图像数据的主要存储格式之一,具有可伸缩性、可扩展性等特点;声波散射强度瀑布图是侧扫声呐回波数据直观的显示形式。准确高效解析XTF格式的侧扫声呐数据和正确生成瀑布图显示回波数据对后续数据图像处理过程中的目标变形改正、图像分割及镶嵌等具有重要意义。通过分析侧扫声呐工作原理及声波回波强度瀑布图的结构与特点,对XTF格式的侧扫声呐原始文件结构及十六进制编码原理进行深入研究,以渤海沉船搜寻实测数据为例,使用Matlab编程实现原始数据读取及解码,提取每Ping数据中各要素,比较分析2种灰度转换模型的特点,生成侧扫声呐瀑布图,实现XTF格式侧扫声呐数据的图像可视化。     

一种海底浅层声学探测数据综合可视化方法

提出了一种基于Open GL可编程管线的海底浅层声学探测数据三维综合可视化方法。通过处理,将侧扫声呐影像、多波束数据和浅地层剖面在同一视图下显示,可以方便的对海底地质环境多种信息进行综合判读并进行多维数据的交互式提取。利用纹理缓冲区处理侧扫声呐影像数据,具有数据加载量大的优点,避免了实际应用中纹理数据反复切换带来的延迟;并且探讨了侧扫声呐影像和多波束数据分辨率不一致引起的纹理贴图问题。该方法在南海海底峡谷区域的海底地质环境综合显示和分析中进行了应用,结果表明,该方法能处理多种格式的侧扫声呐影像,不受侧扫声呐影像和多波束测深数据分辨率不一致的限制,数据加载量大、绘制速度快。     

基于小波分析的侧扫声呐信号非线性增强算法

侧扫声呐回波信号是形成侧扫声呐图像的基础,是侧扫声呐系统对水下目标的最直接观测量, 将一维小波变换与非线性增强方法相结合,提出了一种基于小波变换的侧扫声呐回波信号非线性增强算法, 用以改善侧扫声呐图像对比度低、噪声强度大的问题。首先利用改进的 Bayes 阈值对侧扫声呐 ping 信号进行一维小波分解,提取信号特征信息;然后利用 2 种不同的非线性函数对高、低频小波系数进行处理;最后利用小波反变换重构信号,形成增强后的侧扫声呐图像。实测数据验证结果表明：利用该算法对侧扫声呐 ping 信号进行处理,实现了侧扫声呐图像对比度的增强和对噪声的抑制,可以获取较好的图像视觉效果。     

利用侧扫声呐和单道地震提取海底微地貌的方法

文章简要介绍侧扫声呐和单道地震系统的工作原理,并以海南岛南部近海海域为例,分析通过侧扫声呐图像和单道地震剖面提取沙波、沙脊、海底礁石和陡坎等海底微地貌的可行性及其过程。研究表明:沙波和海底礁石可通过对侧扫声呐图像的判读和识别,对比单道地震剖面图,直接在侧扫声呐图像上圈定;陡坎和沙脊可通过对单道地震剖面图的判读和识别,提取海底水深剖面数据制作平面剖面图,并结合潮流动力方向圈定;综合利用侧扫声呐和单道地震数据,可有效提高海底微地貌的解译精度。     

一种便携式侧扫声呐舷侧支架的设计及实现

针对测量船进行侧扫声呐收放过程中人身和拖鱼存在安全隐患的问题,设计研制了一种便携式侧扫声呐舷侧支架。通过SOLIDWORKS对便携式侧扫声呐舷侧支架结构进行了设计,对零部件以及整体结构进行了力学分析和验算,基于ABAQUS有限元软件对不同工况下的侧扫声呐舷侧支架结构进行了有限元分析与仿真。最后,对便携式侧扫声呐舷侧支架进行加工制造以及安装测试,并对结构强度进行了验证。结果表明,该设备安全可靠,省时省力,可有效提高作业现场的工作效率。     

多波束声呐和侧扫声呐数据融合方法研究综述

多波束声呐系统与侧扫声呐系统均为海底面探测的重要工具,二者均采用声学方法,在工作原理上存在异同。本文简要介绍了二者的研究进展,分别对其数据处理进行了比对分析,认为多波束声呐处理方法侧重于数据的测量精度,而侧扫声呐则主要侧重于图像处理;归纳了当前二者主要的数据匹配融合方法,包括同名特征融合、基于SURF算法的匹配融合以及特征点融合,从数据采集原理上对数据融合方法进行了深入分析,发现在探头定位、单ping数据点分布以及ping之间的数据定位上存在一定的困难,即使经过一定的处理,二者采集的也非简单的平面图像,故二者的数据融合尚存在一定的难度。     

三角剖分有限元法在声呐图像重构中的应用

侧扫声呐原始数据经几何校正后会造成采样点分布不规则的现象,需要通过重采样获得规则网格数据,以满足海底地貌全覆盖显示的需求。重采样间隔与插值算法对重采样图像的质量具有直接影响。本文分析了侧扫声呐数据采样点的分布特点,在此基础上提出了基于扭曲网格三角剖分有限元插值技术的侧扫声呐图像重构方法。与多种插值方法重采样结果的对比实验表明,该方法不仅提高了计算效率,而且能很好地保留原始数据的信息。     

一种联合单波束测深的侧扫声呐海底线提取方法

论述了侧扫声呐的成像原理，针对目前常用侧扫声呐系统数据采集的相关特性，结合实际工程应用，提出了一种联合单波束测深的侧扫声呐海底线提取新方法，以便在数据后处理时进行快速准确地斜距改正。利用实测数据验证了该方法的有效性，并与成熟商用软件的提取结果和阈值法提取结果进行对比分析，结果表明该方法具有一定的可行性和优势。     

基于相位差测深声呐(PDBS)技术的莱州湾人工鱼礁探测

相位差测深声呐(Phase Differencing Bathymetric Sonar,PDBS),也被称作干涉式声呐(Interferometric Sonar),可以同步采集水深点云数据和双频侧扫声呐图像,完全适用于大范围的近海人工鱼礁探测。本文采用基于PDBS原理的Edge Tech 6205地形地貌一体化测量设备对莱州湾某海域海洋牧场投礁区进行全覆盖探测,获取了高精度水深数据以及双频侧扫声呐图像。对水深数据进行地形特征变量计算,精细刻画了研究区的微地形地貌特征,并结合侧扫声呐图像通过多数据融合实现了对鱼礁边界的精准识别。在此基础上利用地理信息系统中的空间分析方法对人工鱼礁的水下物理参数进行计算和统计,并探讨了研究区地形地貌的成因及其演化模式,最后论证了基于PDBS的近海人工鱼礁探测技术具有高效率、低成本、高精度等诸多优势。研究结果表明,研究区水深介于4.1~7.3 m,鱼礁分布区有较大的海底起伏且在礁体周围存在明显的沉降和冲刷现象;鱼礁总占地面积约占研究区的14.04%,总空方量共计2 528.22 m³,鱼礁高度介于1.26~3.63 m且呈正态分布。本研究为近海人工鱼礁探测提供了数据和技术支撑,具有较强的实践意义。     

基于LOG算子的侧扫声呐图像水下小目标检测算法研究

针对侧扫声呐图像噪声干扰严重、分辨率低、目标轮廓模糊等特点，提出了一种基于LOG算子的侧扫声呐图像水下小目标检测算法。首先，根据侧扫声呐图像中水下小目标成像特点，对声呐图像进行滤波及聚类分割，大幅降低图像中噪声；然后，采用斑点检测思想，提取侧扫声呐图像中疑似目标区域；最后，基于自动阈值分割算法对声呐图像进行分割，获取目标区域二值图像，使用二阶矩估计目标尺度，剔除虚假目标，最终实现水下小目标准确检测。实验结果表明：该方法计算速度快、检测成功率高，对侧扫声呐图像中的水下小目标具有良好的检测效果。     

海洋地质资料档案管理系统设计和应用

鉴于海洋地质资料接收、立卷、编目、存放、日常管理和使用的现状,海洋地质资料档案管理系统应运而生。基于利用Oracle大型数据库管理系统、Flex技术,采用面向服务(SOA)的软件体系架构,基于Java的集成开发环境,围绕地质资料的管理、共享服务与开发利用的应用需求,进行管理信息系统软件开发,建立具有数据输入输出、数据编辑、空间浏览查询、统计分析输出、图件文档显示及条形码管理等功能。该系统不仅减少了数据录入以及手工标注,并且查询方便快捷,提升了海洋地质资料档案管理部门信息服务水平,对实现海洋信息资源共享起到了积极的推动作用。     

自然资源信息化框架下海洋资源数据管理体系设计有关思考

自然资源信息化总体建设方案提出了建立自然资源“一张图”的大数据体系,海洋资源是自然资源的重要组成部分,开展海洋资源数据管理体系设计是将其有机融入自然资源大数据体系的一项基础工作.本文以现有国家海洋数据管理体系为基础,从海洋资源的有关概念和分类入手,分析了在自然资源信息化总体框架下,海洋资源数据管理体系建设的发展形势和需求,探讨了海洋资源数据管理体系总体设计思路与主体框架,并对下一步海洋资源数据管理体系的建设运行提出建议.     

玉米栽培研究中的数据库管理系统应用程序

本系统是为玉米高产、稳产栽培试验研究而编制的。作者着重介绍数据库管理系统与应用程序包之间交互作用,数据库的条件检索方法以及整个系统的结构和功能。研究过程中证实,使用本系统大大提高了工作效率。     

Constructing a raster-based spatio-temporal hierarchical data model for marine fisheries application

1 Introduction The GIS has shown great success for terrestrial ap- plicationsin the last decades, but its use in marine fields has been far more restricted. One of the main reasons is that most of the GIS systems or their data models are designed for land…     

海底地理实体命名关键技术研究

结合我国向SCUFN提交海底地名提案的制定工作,研究了海底地理实体命名工作中涉及的技术标准、数据处理、地理实体识别与分类、海底地名专题图编制,以及管理信息系统建设等关键技术,为我国海底地名工作提供技术参考。     

基于混合加密的浮标数据安全管理系统研究

针对海洋资料浮标观测数据在公益应用如预报减灾、科学研究等过程中存在易被黑客攻击破坏、非法访问、重要数据泄露等数据安全性问题, 文章提出并实现了基于混合加密的浮标数据安全管理系统。系统采用混合加密方案对浮标观测数据进行加密存储,并设计密钥安全管理策略提高加密算法的安全性。在业务数据分发过程中通过密文传输和终端解密来保证数据分发的机密性。安全性分析结果表明, 系统在满足业务应用的同时, 能够确保原始数据在存储、应用分发过程中的数据安全。     

海浪预报产品数据库管理系统开发研究

本文介绍海浪预报产品数据库管理系统，包括数据库管理系统的总体设计，硬软件的配置，数据库管理系统的主要内容和解决的关键技术。该数据库管理系统的建成，提供了我国近海和西北太平洋海浪预报的系统性资料，不仅对提高海浪预报准确率提供基础资料，也给海浪中长期预测预报方法研究和区域海洋学研究带来极大帮助。     

"数字海底"数据库:海底多源综合数据的集成与管理方法研究

回顾了近几年海底资料信息化的发展概况，在全面分析海底数据特点的基础上，结合先进的数据库管理系统ORACLE以及空间数据引擎SDE，对海底数据的存储组织结构、分布集中式数据库体系、归一化空问库技术以及海底元数据管理结构进行了分析和研究，系统地提出了一套海底综合数据的整合方法，在物理上和逻辑上对其进行有效的集成和表达，统一组织管理这些海底数据资源。同时，应用该海底数据集成与管理方法，建设以渤海工程地质数据为主的渤海范围内的海底综合数据库，实现了来自不同单位、不同专业领域的海量海底数据的整合，满足渤海油田工程地质环境探测和海洋工程建设的实际应用需求。     

海洋测绘信息数字平台系统应用研究

海洋测绘信息数字平台系统是海军出版社海洋测绘资料信息化建设项目,解决了制约数字化制图技术条件下海洋测绘资料管理、服务、保障手段落后这一技术瓶颈问题.详细介绍了海洋测绘信息数字平台系统功能及创新点,并就系统对海洋测绘成果管理建设的具体应用及效益进行详细分析和研究.     

多源异构海量海洋数据综合管理平台构建研究

为满足海洋应用对数据管理的需求, 针对海洋数据的特点, 采用分层的思想提出了一个海洋数据综合管理平台的体系结构, 并对海洋数据的共享, 构建海洋元数据和海洋数据安全性管理等关键问题分别给出解决方案。通过一个基于B/S 的多源异构海量海洋数据综合管理平台的实现表明本文的方法是可行且有效的。