多波束测量声速剖面采样间隔优化选取

针对多波束测量声速剖面采样间隔合理选取问题,首先介绍了常声速分层声线跟踪法与常梯度分层声线跟踪法基本原理及实现方式,其次基于两种声线跟踪方法分析了声速剖面采样间隔对多波束测深的影响规律,并利用三次样条插值法对声速剖面进行了层化处理以获取不同采样间隔声剖数据,最后结合限差要求,对采样间隔进行了优化选取,实验结果表明,常声速分层声线跟踪法较常梯度分层声线跟踪法对声剖采样间隔更为敏感,在给定限差范围内合理确定采样间隔,既能保证测量的精度又能提高算法运行效率,分析结果对多波束测深数据采集质量的实时监控和实时声线跟踪具有一定指导作用。     

多波束测深海底数字地形模型的建立

针对多波束测深数据集,采用改进的距离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型（DTM）。结果表明：本方法具有较高的精度和效率,可以满足不同分辨率要求的DTM应用。     

CUBE算法及其在多波束数据处理中的应用

阐述了一种基于表面生成的多波束数据处理方法——CUBE(Combined Uncertainty and Bathymetry Estimator)算法,用该方法可以对观测区域网格节点"真实"水深及相关误差进行估计。与从测量水深中选择出"最佳"数据的手工交互方式的多波束数据编辑手段不同,CUBE算法具有很强的抗差性和较高的效率,适合于实时多波束数据处理。对南海某测区多波束数据处理结果表明,在没有人工干预的情况下,利用CUBE算法去噪生成的海底DTM图与手工编辑生成的相当吻合。CUBE算法和手工编辑方法综合对比得出,CUBE算法能够很好地保留水深地形细节,在计算效率、误差评估、实时处理等方面比手工编辑方法具有较大的优势。     

基于多波束和ArcGIS的海底地形数据库建立

阐述了利用多波束数据建立基于A rcG IS平台的海底地形空间数据库的过程,并对多波束的数据处理流程、DTM数据层的建立、纹理数据层的建立和空间数据库的结构等海底地形空间数据库建立的步骤和基于空间数据库的地形展示、电子海图的应用等进行了讨论。     

海道测量多波束声速改正精确模型研究

在严格推导常梯度声线跟踪法的基础上,提出了基于常梯度声线跟踪法的多波束声速改正精确模型,并初步推证了CARIS软件的声速改正方法。计算结果表明,精确模型计算结果与CARIS 6.1计算结果一致,并通过声线姿态改正算法比较,给出了声线姿态补偿法和直接法的适用角度范围。     

应用交叉检查数字地形模型评估多波束测深精度

为有效评估多波束测深数据精度,结合Sea Bat 7150深水多波束测量系统在海洋调查工作中的应用实例,参考传统的基于面的交叉检查方法,引入了基于DTM的交叉检查精度评估方法。应用检测线测量数据与主测线DTM进行交叉点计算,对误差进行统计分析,评估多波束测深精度。实践证明,该评估方法快速有效,可操作性强,可在外业调查现场对深水多波束测量数据快速进行精度评估。     

JFR 海底热液区多波束声纳数据处理与分析

基于收集到的东太平洋海隆北段Juan de Fuca Ridge热液活动区的高精度多波束声纳数据,应用加权移动平均算法, 生成典型的高精度海底DTM;应用声纳图像处理技术,生成高分辨率海底声纳镶嵌图,并对其海底地形及海底声学图像进行 处理和分析。通过处理与分析,对JFR热液区海底地形地貌特征有了初步认识,对于我国大洋调查和海底热液区探测具有一 定的借鉴作用。     

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。     

多波束测深系统声线跟踪方法对比分析

多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点位置的计算带来较大误差。针对多波束数据后处理常用的几种声线跟踪方法,通过模型分析,仿真实验,对比分析得出了各个方法的优缺点,估计了各种跟踪方法的模型精度,证明等效声速法与常梯度法应用价值较高。     

海底地貌制图中拓扑关系的建立

为完成海洋项目总图编绘任务,在海底成图系统MBChart的基础上进行技术开发,提出面向海底地貌图编制的拓扑构建流程:通过曲线自相交、互相交来判断和删除悬挂弧段等操作,编辑不满足拓扑构建要求的弧段;以角度为序构建弧段的结点网络,建立弧段与结点间的双向联系;以结点为序跟踪相关弧段,构建封闭拓扑面;按照最小包围框初步建立各拓扑面间的嵌套关系,用射线法或转角法排除假嵌套关系,建立完整的拓扑树结构;在MBChart软件平台基础上,采用人机交互的方式编辑已构建的拓扑面,按照规范要求实现地貌图填色.已采用该技术方案完成海洋项目总图和《南海图集》中海底地貌图的编绘工作,同时该项技术还有望应用到地学研究的可视化展示和定量运算.     

空间信息系统原理(三)数字高程模型及其数据结构

简要介绍了DTM的提出和应用情况,并对数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM或DHM)、数字地形模型(DGM)等三个概念进行了论述,说明了它们的区别和联系,详细论述了离散点、不规则三角形、等高线、断面线和规则格网等几种数字高程模型的数据结构,并对不同数据结构的数字地面模型的特征进行了比较。     

多波束测深技术在海底管道检测中的应用

为查明海底管道的位置和掩埋状态,在海底管道检测中使用多波束测深技术。介绍了多波束的系统组成、调查方法和数据处理等内容。重点对数据处理进行了论述,提出了确定海底管道位置和掩埋状态的分析方法,并对影响多波束检测效果的频率、波束角和水深等因素进行了探讨。通过分析认为,与单波束相比,多波束在海底管道检测中具有直观、高效和高分辨率的特点,具有较好的工程应用前景。     

多波束海底地形图的制作方法探讨

提出了采用高斯距离函数加权平均算法,对离散多波束数据进行网格化,该算法的优点是权函数收敛较快,能较好地保留细小的地形特征,而且运算速度较快。对于图形制作方面,提出了2D等深线图叠加3D阴影图模式的海底地形图的绘制思路及实现方法,最终成果图立体感强,可以更好地表现出地形细节。最后就如何改进海底地形图的配色方案进行了探讨。     

海底DEM结构与精度分析

介绍了DEM的原理与构建方法及其在海底地形表征中的应用，对现有海底DEM的精度进行分析，针对数据传递而引起的精度损失，提出改进方法，即建立基于原始测线的海洋DEM，进行了理论分析并利用实例验证。     

一种碍航区自动提取的方法

提出了一种构建碍航区的方法,利用非闭合等深线和三角网边界线的拓扑关系自动分割多边形区域,依据分割区域边界上的水深值确定区域是否碍航;综合考虑人工碍航区、点状碍航物等因素,完备了海区碍航区集合。实验证明,所提方法切实可行,有效地完善了舰船航线自动生成的理论基础。     

海底数字地形模型的空间不确定性分析

分析了格网海底数字地形模型(DTM)对真实海底表达所带来的精度损失,提出了海底DTM的"浅点扩展"原则.试验证明,"浅点扩展"原则能够较好地保证DTM对海底浅点的表达,提高对海底真实地形的表达精度.     

Geodetic Datum of Indonesian Maritime Boundaries: Status and Problems

Indonesia has maritime boundaries with 10 countries namely: Australia, Timor Leste, Papua New Guinea (PNG), Palau, Philippines, Vietnam, Thailand, Malaysia, Singapore, and India. Many treaties have been ratified concerning these boundaries. Unfortunately, many coordinates of boundary points mentioned in the treaties are not clear in relation to their geodetic datum. The uncertainty in geodetic datum of boundary points introduces complications and problems in spatial management of Indonesia's maritime boundaries, since it can displace the boundary lines from their assumed true location. This study investigates the possible original geodetic datums for the maritime boundaries between Indonesia and neighboring countries, in the case they are not explicitly stated in the treaties. The displacements of boundaries in WGS84 datum are generally in the order of a few hundred meters, i.e., about 200 to 400 m, depending on the assumed original geodetic datum being considered. These boundary displacements are spatially advantageous for Indonesia in some cases and also disadvantageous in others. The study will sum up with some conclusions and recommendations.     

Resources calculation of cobalt-rich crusts with the grid subdivision and integral method

On the basis of three geological models and several orebody boundaries,a method of grid subdivision and integral has been proposed to calculate and evaluate the resources of cobalt-rich crusts on the seamounts in the central Pacific Ocean.The formulas of this method are deduced and the interface of program module is designed.The method is carried out in the software "Auto mapping system of submarine topography and geomorphology MBChart".This method and program will possibly become a potential tool to calculate the resources of seamounts and determine the target diggings for China's next Five-year Plan.     

基于环境包络线法的深水浮式平台极值响应长期预报

海上结构设计包括对荷载和响应的可靠性评估。对结构进行全面长期响应分析繁琐且费时,故将基于逆一阶可靠性方法的环境包络线进行海上结构概率可靠性分析,对结构的长期响应进行近似估计。在二维标准正态空间中画出与重现期相对应的圆,将圆离散为点后通过Rosenblatt变换转化为环境参数空间中的点来形成闭合的环境包络线。描述海洋环境条件的模型对绘制环境包络线极为重要,基于我国南海荔湾海域40年波浪模拟数据,建立了描述南海波浪的Weibull-Gev条件分布模型,进而绘制南海有效波高—谱峰周期包络线,并与张力腿平台(TLP)系泊张力的长期响应预报结果对比,给出南海海域在波浪作用下应用环境包络线法预报TLP系泊张力的分位数,为未来南海TLP设计中系泊张力预报提供快速估算方法。