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。     

中国沿岸海域深度基准框架点布设研究

根据已有深度基准面模型,研究了深度基准面在不同方向的非线性变化程度,并且从深度测量的极限误差出发,推算得到深度基准面内插的极限精度要求,二者结合确定深度基准面线性内插的有效范围。实验结果证实,潮波传播特征差异会导致深度基准面线性内插有效范围的差异。最后,结合深度基准面线性内插的有效范围,在渤海湾部分沿岸海域设计了框架点的布设方案。     

K-均值聚类算法在多波束底质分类中的应用

针对海底采样点较少时,监督学习训练分类模型困难的问题,研究无监督学习的K-均值聚类分析算法在多波束海底底质分类中的应用。在探讨K-均值聚类分析算法原理的基础上,构建海底底质分类器,针对分类器需预先输入分类结果种类(K值)这一问题,提出了基于底质采样点和分类效果连续性为原则的K值确定方法。实验结果表明:基于K-均值聚类分析算法的海底底质分类器能较好的实现海底底质类型的自动划分,适用于海量多波束底质特征参数的分类。     

海底底质分类反向散射强度三维概率密度法

反向散射强度随入射角变化信息蕴含海底底质特性,是多波束海底底质分类的重要数据源。目前,多波束海底底质分类主要提取平均反向散射强度随入射角的变化信息或基于声呐图像,没有综合考虑两者的相关信息。本文综合考虑平均反向散射强度随入射角变化信息及其概率密度分布,绘制三维概率密度图,提出了基于反向散射强度三维概率密度图的海底底质分类方法。实例计算结果表明:该方法能直观表达多波束条带覆盖区内不同海底底质类型的数量,有效判断不同海底底质类型的边界,实现海底底质类型的快速识别。     

调和常数及深度基准面的变化与历元订正

分析和验证了黄海沿岸部分长期验潮站M2分潮振幅的线性变化趋势及深度基准面L值增大趋势,发现了长周期分潮调和常数不稳定性对深度基准面确定的影响。研究表明,在剥离了深度基准面变化趋势后,由年观测数据分析结果确定的深度基准面可达到厘米级的精度水平,而由月分析结果确定的深度基准面存在周期性变化,其深度基准面不宜直接计算确定。论证了对潮汐调和常数附加历元信息的必要性和基本方案。通过研究得出对统一深度基准建立的指导性结论。     

湖北省高速公路道路结冰预警模型

利用2013年以来建立的湖北省高速公路沿线的87个交通气象观测站每10分钟一次的气温及路面温度等实况资料,对各个高速路段的路面结冰频率随气温的变化规律进行了分析,发现均满足Logistic回归模型,但不同高速路段结冰对应的环境气温有差异。通过研究各个高速路段道路结冰的气温条件概率,计算得到湖北高速各个路段拐点气温,再结合路段降水情况,可以对湖北省高速公路结冰进行预警,从而为高速公路是否开展消冰措施、何时开展消冰措施提供建议。     

利用EGM2008模型估算海洋重力测量测线布设间距

测线布设是海洋重力测量中海区技术设计的主要内容,在保证测图精度和提高测量效率方面起着关键作用。目前测线间距依据测量任务而定,没有充分顾及测区重力异常的变化特性。结合海洋重力测量的特点,利用EGM2008模型重力异常作为测线布设的先验信息,在满足测量成果精度要求的前提下,估算测线布设间距。利用实测数据检验估算的测线布设间距的合理性,结果表明,利用EGM2008模型估算的测线间距布设测线能满足海洋重力测量的精度要求,为确定海洋重力测量测线布设间距提供量化依据。     

测线间非采样点水深值的平滑效应研究

为了表述和评价水深原图及海图水深数据对海底地形的表征能力,引入了水深插值平滑效应新概念,分析了航海图海道测量及海图编辑综合的水深数据选取特性,给出了测线间水深插值平滑效应的评价指标和方法,并进行了实例统计计算,计算结果表明了方法的可行性和有效性。     

多波束水深测量中声速误差的楔形表示法

针对多波束水深测量时声速剖面对测深精度的控制问题,提出了一种声速误差楔形表示法。基于两个声速剖面,采用常梯度声线跟踪法分别对不同声速剖面下换能器照射区域内水深点位置进行模拟计算,最后通过比对得到波束覆盖范围内各水深点对应的测深误差估计值;将其采用楔形图进行表示,并对超出水深限差的水深区域进行标注,为评价声速剖面对水深精度的控制能力提供参考。