水深源数据不确定度在TIN水深建模中的传播规律分析

在确定水深源数据的水平和垂直不确定度的基础上,分析了水深源数据不确定度在三角网水深建模过程中的传递机制,推导了水深源数据不确定度对水深模型影响的公式。通过理论分析可得:水深源数据水平不确定度的传播会受区域内水深变化的影响,即区域水深变化越大,其对水深模型不确定度的影响就越大;水深源数据垂直不确定度的传播不受其他因素影响,其会直接传递到水深模型表面的各点上。     

基于多波束数据的网格水深模型内插方法精度分析

以多波束水深数据作为源数据,分析了网格水深建模中的数据内插,介绍了网格水深建模所用的常用内插方法,并从水深建模的精度和效率出发,计算分析了网格水深建模过程中内插方法的应用效果。实验结果表明:在当前网格水深建模常用的内插方法中,加权平均法是较适合多波束水深源数据内插网格水深模型点的方法,双线性曲面法是较适合网格水深模型点推估模型表面任意点水深的方法。     

基于WorldView-2遥感影像的龙湾港浅海水深反演

根据遥感水深反演原理,利用海南岛龙湾港的WorldView-2多光谱卫星数据和海图水深资料,通过对水深进行0~2,2~5,5~10,10~15和15~20 m的分区处理、潮汐改正和海图水深数据与相应图像波段反射率值的相关性分析及回归分析,建立了浅海水深线性回归反演模型,开展了浅海水深的实际计算与精度分析。结果表明:对不同水深范围分别建立线性回归模型反演的水深精度要高于未分区建立的模型;分区模型中,多波段模型在0~5 m的反演精度最高,而双波段比值模型在5~20 m的反演精度最高,但是反演水深在最浅处的精度还有待提高。本文方法提取的水深与海图水深数据变化趋势基本相似,可以满足海洋科学研究对大范围浅水水下地形探测的要求。     

基于分段自适应算法的浅海水深遥感反演融合模型研究

对于水深光学遥感反演研究，虽然已经建立了大量的模型方法，然而对于不同水深段，同一模型的反演精度各异，且采用单一模型进行水深反演得到的整体反演精度未必最佳。为了提高水深光学遥感反演的整体精度，本文提出一种分段自适应水深反演融合模型，模型在误差估计的基础上，结合了对数线性模型、对数转换比值模型、改进的对数转换比值模型与多调节因子模型的优势。利用模型在西沙群岛东岛开展了水深遥感反演实验，从整体反演精度、不同水深段反演精度及逐米水深精度等角度进行分析，结果表明，分段自适应融合模型的整体精度最高，平均绝对误差为1.09 m，平均相对误差达到16.06%；分水深段来看，分段自适应融合模型在多数不同水深段内的反演效果均最好；从逐米精度来看，分段自适应融合模型在大部分逐米水深段的反演能力均优于其他模型。     

海底地形水深三角网重采样技术研究

主要进行海底地形水深三角网重网格化技术研究,通过调整水深数据密度来解决水深点过采样或不足采样的问题,最终实现对水深三角网模型的曲面重构优化。实验证明,本方法在保留海底地形地貌特征的基础上明显改善了水深三角网的质量。     

多光谱遥感水深反演的数据匹配方法研究

在多光谱遥感水深反演中,数据匹配是建立统计相关模型的基础。采用两种多光谱遥感影像数据,研究了像元找水深点的顺序匹配法和水深点找像元的顺序匹配、二分匹配和像元坐标法等数据匹配方法,并开展相应的实验验证。结果表明,4种匹配方法一定程度上能满足当前多光谱遥感水深反演的数据匹配需要,其中,水深点找像元的像元坐标法耗时最短,匹配效率最高。     

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。     

高分六号遥感影像水深反演能力评价

水深是重要的海洋要素,水深遥感反演是获取浅水水深的重要手段。当前水深遥感反 演应用以国外卫星数据为主,国产卫星数据的研究和应用较少。本文针对国产高分六号卫星 （GF-6） 数据,以三亚南山港为研究区域,分别建立单波段回归模型、双波段比值模型、多波段 回归模型,进行多光谱影像的水深反演能力研究,并与国外主流哨兵2 号卫星（Sentinel-2） 数 据进行实验比较。实验结果表明：GF-6 遥感影像具有较好的浅水水深反演能力和一定的反演精度,各波段水深探测能力依次为：绿波段跃蓝波段跃红波段跃近红外波段,反演方法效果依次为：多波段模型跃双波段模型跃单波段模型。相较于Sentinel-2 数据,GF-6 数据水深反演精度与其一致,这表明GF-6 影像具备替代国外遥感数据进行水深反演的能力和大规模应用的潜力。本文针对GF-6 影像水深反演能力的研究方法和分析,结果将为国产高分系列卫星数据的水深反演研究和应用提供有益的参考。     

基于Worldview-2多光谱卫星数据的浅水水深遥感反演

随着卫星遥感技术的不断发展,高分辨率卫星影像逐渐应用到水深遥感反演领域。利用Worldview-2高分辨率卫星数据和电子海图数据,基于双波段比值法,反演获得实验区域20m以浅的水深。实验表明,Worldview-2等高分辨率多光谱卫星数据,具有一定反演浅水水深的能力,但在5m以浅的水域反演误差较大;双波段比值法,这种半经验半理论的模型,在水深遥感反演中具有更好的适用性;对比了一次线性、二次多项式、指数、对数等拟合方法,发现对数拟合的方法获取绝对水深,其精度相对其他方法更高。     

数字海图水深综合研究现状与分析

海图制图自动综合是海图生产一体化与海洋地理信息系统研究的重要领域。水深自动综合是海图制图自动综合研究领域的关键问题之一,也是长期制约海图生产一体化建设的瓶颈问题。本文在简单介绍海图综合及水深综合概念的基础上,针对水深综合现状进行全面梳理,归纳总结水深综合存在的问题,并且对问题进行分解和分析,分析结果有利于进一步理清研究思路,对问题的逐一解决具有借鉴和指导意义。     

基于不确定度的多波束测深数据质量评估方法

目前采用不确定度理论对多波束测深数据质量进行评估已成为一个新热点。基于国际海道测量标准（S-44）,分析了适用于海道测量数据处理的不确定度评估方法,研究了多波束测深数据不确定度的计算模型,并进行了分析与评定,为准确评估多波束测深数据质量提供了理论依据和参考。     

测深拼接的组网平差判定方法

从网平差角度研究两相邻图幅的重叠测线间拼接问题,提出3种组网平差模型和图幅间系统误差的判定方法,并通过实例计算比较了组网平差判定法和常用的重叠线直接比对法,计算结果表明,组网平差判定法克服了常用的直接比对法对重叠测线依赖,能有效准确地判定图幅间的系统差异,为测深网拼接提供了更为实用的方法。     

Recognition and Measurement of Marine Topography for Sounding Generalization in Digital Nautical Chart

Generalization is a comprehensive process. It is not simply a question of an algorithm, such as simplification, selection, displacement, and so on. Only after geometric shapes and topological properties have been understood fully, can a sound and automated generalization process be possible. This article proposes a new theoretical model for sounding generalization in digital nautical charts. First, with the aid of Delaunay triangulation, a tree structure is introduced for a hierarchical representation of the marine topography. Then, an analytical algorithm for the recognition and the measurement of the marine topography is developed through the use of the tree structure. Finally, all of the techniques mentioned above are integrated into a model for sounding generalization, of which results are illustrated with the aid of several examples.     

Recognition and Measurement of Marine Topography for Sounding Generalization in Digital Nautical Chart

Generalization is a comprehensive process. It is not simply a question of an algorithm, such as simplification, selection, displacement, and so on. Only after geometric shapes and topological properties have been understood fully, can a sound and automated generalization process be possible. This article proposes a new theoretical model for sounding generalization in digital nautical charts. First, with the aid of Delaunay triangulation, a tree structure is introduced for a hierarchical representation of the marine topography. Then, an analytical algorithm for the recognition and the measurement of the marine topography is developed through the use of the tree structure. Finally, all of the techniques mentioned above are integrated into a model for sounding generalization, of which results are illustrated with the aid of several examples.

     

内河航道水深测量中提高水位改正精度的实践

通过对影响水深测量因素的分析,并结合内河航道水深测量的特点及生产实践,阐述了在内河航道水深测量中提高水位改正精度的方法和体会。     

Seabat8125换能器船体坐标量取误差对测深结果影响

探究了Seabat8125多波束系统传感器之间的相对位置关系的量取误差对测深数据的影响。对换能器的垂直、水平坐标的量取偏差导致的测深数据的平面定位、水深值的偏差进行了多次数据试验。并结合旋转和平移矩阵来解释了这些偏差如何被带入测深结果中,同时也给出了其对测深结果影响的估值公式。     

Automatic Sounding Generalization in Nautical Chart Considering Bathymetry Complexity Variations

Sounding acts as the main feature in a digital nautical chart as it describes the concerned marine topography for the safety of navigation. Unlike the geometry-oriented selection of point feature, the generalization of soundings for chart compiling is expected to be context-oriented, which means bathymetry complexity variations across the study region should be preserved in the sounding selection process. However, such variations are not explicitly accessible to automated systems. This paper proposes an approach that effectively analyzes and measures bathymetry complexity from sounding data, with a focus on topography variations among different regions. The presented approach first divides the exploring region into several subregions, by adopting techniques of computational geometry and graph theory. Then, the approach quantitatively measures the bathymetry complexity of the subregions from grid-based digital terrain model. Finally, a composite bathymetry complexity index integrating aspects of steepness and depth variation is developed to guide the operation of sounding selection in different subregions. Generally, when seafloor is rugged with steep slopes, the number of soundings is high. While in flatter areas, a smaller amount of soundings is retained. The potential of our approach is demonstrated by an application to a real data set.     

基于JSCORS的无验潮水下地形测量研究

提出了一种无验潮水下地形测量方法,利用长江江苏段沿岸的控制点资料,基于分段二次曲面与BP神经网络拟合算法建立似大地水准面精化模型;利用该模型换算测深点高程数据文件,并输出数据成图。经多方面精度测试比对,此方法能够获得高精度的水底点高程。     

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。     

多波束回声测深系统测量数据的分离提取方法

通过对Em系列多波束测深系统原始数据结构分析,提出了从原始测量数据中提取各种测量数据的技术方法,并编程实现了该方法。该技术方法对多波束测量数据的分析处理有重要的意义。