侧扫声纳在海底管道悬空调查中的应用

海底管道在铺设及运营过程中,受各种因素的影响,会形成部分悬空状态。为保证油管的安全运营,研究了一种基于声学的快速检测方法:主要利用侧扫声纳获取油管附近声学影像,通过数据判读的方法分析并获取管线状态。然后使用该方法,在册镇海底管线调查中进行了应用测试。声学检测结论与水下探摸结果进行比较,测试结果表明该方法可高效、快速、准确并低成本地检测管线状态,可为海底管道运营与治理提供有力的技术支持。     

侧扫声纳图像增强技术

随着海洋探测技术的飞速发展,侧扫声纳的图像质量和定位精度迅速提高,其应用日益广泛和深入。在声纳图像判读分析时,常常需要进行辐射改正和均衡增强。根据海底地貌声纳图像的特点,归纳了几种有效、适用的图像增强方法,并建立了声纳图像分析软件。     

侧扫声纳在水下坡脚线位置探测中的精度分析

根据国家海洋局印发的《海籍调查规范》,填海工程用海范围算至填海边坡水下坡脚线。在填海工程竣工验收中,水下坡脚线主要使用侧扫声纳获取。通过对侧扫声纳探测水下坡脚线位置的误差来源进行分析,提出了一系列提高侧扫声纳水下坡脚线位置探测精度的措施,并将其应用到实际工作中,对侧扫声纳水下坡脚线位置探测精度进行了验证。结果表明,侧扫声纳在填海工程水下坡脚线探测中的位置精度满足《海籍调查规范》中水下坡脚线平面位置精度要求。     

侧扫声纳在护底工程软体排检测中的应用

介绍了Edge Tech 4100-P型侧扫声纳系统的技术指标和工作原理。根据水下潜堤护底工程软体排的铺排特点,侧扫声纳系统可以高效地探测出海底面以上相邻的软体排结构物的拼接和叠加情况,同时还可以根据侧扫声纳图像判断软体排有无破损及破损后填充物流失情况,评估水下潜堤护底工程的安全系数。通过实例说明了侧扫声纳在软体排检测的外业工作流程,以及内业图像识别与分析,探讨侧扫声纳系统在水下水工结构物探测的应用前景。     

高分辨率测深侧扫声纳

文中介绍了由中国科学院声学研究所和美国亚迪技术开发（上海）有限公司联合设计和制造的高分辨率测深侧扫声纳,它能够同时获得高分辨率的海底地形和地貌。该声纳由电子分机和分别安装在载体左右两侧的两条声纳阵组成,最大工作水深6000m。声纳阵由一条发射线阵和10条间距为λ／2的接收线阵组成,λ为声波波长,其中8条线阵接收声信号,两边的两条为哑元。声纳的多子阵海底自动检测-子空间拟合信号处理方法能克服水声信道多途和复杂海底的影响,正确检测到海底的直达回波。2003年11月和2004年7月,声纳在中国浙江千岛湖进行两次长时间的湖试,获得了高分辨率湖底等深线图和地貌图,正确检测出湖底边长为0．5m立方体目标的高度。     

侧扫声纳数据的格式转换及应用

通过读取Qmips和XTF两种声纳数据格式，将其转换成通用的图像格式，用于图像的显示、分析和处理。介绍了声纳数据格式转换为Tiff及GeoTiff的方法，以及与数据格式相关的地理信息内容的获取，转换后的图像因其格式的头信息不同而显示结果不同。     

侧扫声纳图像地理编码技术研究

在深入研究侧扫声纳图像地理编码理论的基础上，针对Q—MIPS格式的原始侧扫声纳图像进行了地理编码处理实验，并分析了重采样图像出现裂缝的原因，进而提出了一种较好的解决方法，最后给出了部分实验结果。     

侧扫声纳系统及其在海洋环境监测和保护中的应用

总结了侧扫声纳系统在海洋环境监测和保护中的应用,介绍了侧扫声纳基本工作原理及其发展情况,并且对其以后的发展进行了简单探讨。     

侧扫声纳系统在海底障碍物扫测中的应用

针对海道测量中侧扫声纳位置精度低的问题,利用GPS定位数据、单波束水深数据和侧扫数据,研究侧扫声纳扫海测量中海底障碍物信息精化问题。海上试验数据表明：文中提出的多源水声测量信息联合扫测海底障碍物的方法,可改善单一侧扫系统目标探测的精度,对海底目标物扫测具有较好的适用性。     

侧扫声纳数据库管理设计

海底地貌声纳图像作为新的遥感影像数据源，其数据管理问题日益突出。针对声纳图像的特点，分析研究了声纳图像的管理方法，并实现声纳图像数据库管理的功能。     

旁侧声呐在海底探测中的应用和工作船动态定位施工技术

随着海洋工程建设及海上事故和海难的增多,日益增加的海底障碍物给海上安全生产和航运带来了前所未有的挑战和安全隐患,需要进行海上搜寻和水下探摸与处理。旁侧声呐和动力定位船的配合使用是处理这类问题的最佳选择,但租用动力定位船费用昂贵,成本很高。而根据工作区的实际情况利用渔船改装的动态定位船操作简单,且费用低廉,被海洋工作者广泛采用。本文介绍了旁侧声呐在海底障碍物探测中的应用和渔船改装的GPS动态定位船进行水上定位的工作原理和施工方法。装备GPS导航软件的渔船可以指示船只的实时位置。通过改变锚绳长度来改变船只位置的动态定位技术适用于水下搜寻和探摸处理工作。     

声纳记录失真分析

从侧扫声纳的工作原理出发，分析了侧扫声纳记录声图产生基本失真的原因，推导出基本失真的数学公式，所得结论对实际作用有重要的指导意义。     

关于多波束与侧扫声纳回波检测方法的探讨

多波束测深仪和侧扫声纳是实施国家“703”专项海洋调查任务的主要设备，理解两种设备对回波信号检测这一核心技术是掌握和正确使用它们的首要条件。文章对目前国内外流行的多波束测深仪和侧扫声纳回波信号检测方法做了详细的分析。     

合成孔径声纳技术在海底管道探测中的应用进展

从合成孔径声纳的基本原理、研究进展、应用,以及实际应用中存在的问题等几个方面,探讨了该技术在海底管道探测方面的应用潜力。国内外一些海域开展的探索性应用显示,该技术可以对海底管道的埋设状态及其周边海域地形地貌和其他小目标清晰成像,并且能够获得管道状态和位置等的细节信息。然而,鉴于海洋水声环境的复杂性和特殊性,SAS在实际应用中仍存在一些问题,需要在信号处理方法、作业方式等方面进行更为深入的研究探索。     

Automatic Registration of TOBI Side-Scan Sonar and Multi-Beam Bathymetry Images for Improved Data Fusion

Deep towed side-scan sonar vehicles such as TOBI acquire high quality imagery of the seafloor with very high spatial resolution but poor locational accuracy. Fusion of the side-scan sonar data with bathymetry data from an independent source is often desirable to reduce ambiguity in geological interpretations, to aid in slant-range correction and to enhance seafloor representation. The main obstacle to fusion is accurate registration of the two datasets.The application of hierarchical chamfer matching to the registration of TOBI side-scan sonar images and multi-beam swath bathymetry is described. This matches low level features such as edges in the TOBI image, with corresponding features in a synthetic TOBI image created by simulating the flight of the TOBI vehicle through the bathymetry. The method is completely automatic, relatively fast and robust, and much easier than manual registration. It allows accurate positioning of the TOBI vehicle, enhancing its usefulness as a research tool. The method is illustrated by automatic registration of TOBI and multi-beam bathymetry data from the Mid-Atlantic Ridge.     

侧扫声纳和浅地层剖面仪在海管断裂点定位中的应用

结合侧扫声纳和浅地层剖面仪能够探测出海底管道附近异常,路由区浅层地质灾害以及海底管道位置等特点,通过实例探讨了侧扫声纳和浅地层剖面仪在海底管道断裂位置定位中的应用。船锚、浅层气等外力作用,导致海底油气管道断裂,使用侧扫声纳和浅地层剖面仪探测的方法,综合分析海水中的气体屏蔽现象、海底面的地貌异常特征、海底管道的平面位置及埋深变化、地层剖面的反射空白等异常特征,快速准确定位海底油气管道断裂位置。     

侧扫声呐探测原理及其在海管悬空治理检测中的应用

根据悬空海底管线治理后的水下结构特点,主要可分为非透空式和透空式两类,其在侧扫声呐探测图像上有着各自不同的反射特征,据此原理可采用侧扫声呐探测方法进行悬空海管治理效果的检测与评估。通过对实际工程中不同治理方式下悬空海管的声呐探测图谱进行总结与分析,揭示了采用侧扫声呐进行悬空海管治理检测的声学解译方法及应用效果。悬空海管在治理前,管线下方与海底面之间的空隙反映到声呐图谱上,表现为管线强反射与声学阴影区之间存在海底面透空反射。如果采用"拋填砂袋结合覆盖层"等非透空式方法治理,由于空隙被填充,声呐图谱上的透空反射会消失,且管线强反射图像会粗化,呈现颗粒状;如果采用"水下短桩支撑"等透空式方法治理,在声呐图谱上只是增加了水下短桩的反射特征,而声学透空反射仍然存在。     

海底管道检测中侧扫声纳声波掠射角的优化设计

针对利用侧扫声纳检测海底管道时因其检测声影图像模糊而导致管道悬空高度检测误差过大的问题,提出了侧扫声纳声波掠射角优化设计的思路及方法。阐述了利用侧扫声纳对海底管道进行检测的工作原理,并利用海底管道和海底底质反向散射强度的计算公式探讨了声波在海底的反向散射强度、侧扫声纳声影图像的质量以及声波掠射角的取值这三者之间的关系对海底管道悬空高度h计算精度的影响,从理论上确定声波掠射角最佳取值范围的存在。通过工程实例的现场检测与比对试验,获得了在本试验所处海域环境中利用侧扫声纳检测海底管道时声波掠射角的最佳取值范围,对于类似的海底管道检测工程具有一定的指导意义。     

Sedimentology of the New Hampshire Inner Continental Shelf Based on Subbottom Seismics,Side-Scan Sonar,Bathymetry, and Bottom Samples

Typical of glaciated environments, the inner continental shelf of New Hampshire is composed of bedrock outcrops, remnants of glacial deposits (for example, drumlins), sand and gravel deposits, as well as muddier sediments farther offshore. A number of previous studies have defined the general trends of the New Hampshire inner shelf from the coarser deposits nearer the shore to the muddier outer basins. Most recently, a seismic survey (150 km of side-scan sonar and subbottom seismic profiles), as well as bottom sediment sampling (74 stations), has provided a detailed bottom map of the southern New Hampshire shelf area (landward of the 30-m contour). The surficial sediments within this area range from very fine sand to gravel. Bedrock outcrops are common. The seismic survey indicated several large sand deposits exceeding 6-8 m in thickness that occur relatively close to the coast. These sedimentary units, which are within 3 km of the shoreline, are composed of fine to medium sands. Examination of the general morphology and depositional setting indicates at least some of these features are probably relic ebb tidal delta shoals. However, a large eroding drumlin occurs between two of the sand bodies and may represent the source of these deposits. Additional work is needed to verify the origin of these sediment bodies.