基于多波束数据的海底地形建模技术

比较了基于多波束数据的几种建模技术,针对多波束数据量大的特点,提出了通过建立空间索引数据块并结合MQS插值方式来构建海底DEM模型。实验结果表明,该技术可实现多波束数据海底地形的建模与实时渲染。     

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。     

多波束海底地形三维虚拟仿真研究

基于多波束探测获得的高精度海底地形数据,通过对水下地形进行设色纹理渲染生成地形和纹理数据集,以三维建模软件Multigen Creator和Terra Vista为主要工具,采用细节层次LOD(Levels of Detail)技术和虚拟纹理映射技术,建立起视景仿真领域通用的OpenFlight数据格式的三维地形数据库模型。利用交互式三维可视化分析软件Vega Prime可以真实直观地反映海底地形环境,实现了海底地形的三维可视化与漫游,可以更直观地表现和解译水下地形数据。虚拟现实技术为海洋测量数据的三维可视化展示方面提供了新的技术途径,在水下目标分析、航行保障和水下AUV、ROV安全保障中具有良好的应用前景。     

多波束海底地形数据空值区域的插值填补方法分析

由于边界误差剔除、测线布设过于稀疏等因素影响,利用多波束数据生成高分辨率DEM时,常常会存在一些水深空值单元或区域。为了对这些数据空值区域进行可靠填补,在考虑地形特征及空值单元大小的情况下,利用IDW、Spline、Kriging、TIN四种插值方法对某区域多波束海底DEM空值区域进行直接内插填补试验,结果表明插值算法的选取不仅受地形类型限制,而且与空值区域的大小也密切相关。     

多波束换能器安装偏差对海底地形测量的影响

针对多波束测深系统换能器安装过程中存在角度偏差问题,给出了换能器安装偏差的相关定义,建立了换能器横向、纵向及艏向安装偏差影响模型,阐述了各项安装偏差对海底地形测量的影响机理,结合算例,研究了各波束点水深误差与位置误差随波束指向角的变化规律及影响量级,进一步给出了部分代表性波束点水深偏差及位置偏差随安装偏差角的变化规律及影响量级,最后分析了各安装偏差间的相关性,以期为换能器安装偏差校正及测深数据质量控制提供一定的参考。     

多波束海底地形水深注记抽稀软件对比

多波束采集的海底地形数据具有海量性与冗余性特征,海量的多波束数据不利于海底DEM构建与水深图生产。因此,对于离散的多波束测深数据,行之有效的抽稀算法在多波束测深数据处理与水深图制图中尤为重要。本文介绍了常用的数据抽稀软件南方CASS、Fledermaus以及CARIS的原理与方法,并对比分析了各个软件的数据抽稀结果,在一定程度上为后续的科学研究与工程建设提供参考。     

基于FieldⅡ的多波束海底检测性能仿真

基于Field Ⅱ声场仿真工具建立了仿真模型,模拟了平坦以及海底有凸起目标时的海底地形,分别采用常规波束形成器和超波束形成器对模拟的海底回波数据进行处理,结果表明超波束形成器分辨目标的性能更优;应用Monte Carlo方法进行仿真实验,结果表明基于超波束形成器的WMT算法深度估计均值更接近真值、标准差更低,可以有效提升多波束海底检测性能。     

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。     

冲绳海槽南部多波束海底地形虚拟视景仿真初探

针对冲绳海槽南部海底地形,首先根据等效声速剖面原理处理原始多波束地形数据,使得多波束条带之间拼接良好;然后以Creator和Creator Terrain Studio为主要工具,生成地形和纹理数据集以构建海底地形场景库;最后在Vega Prime运行环境中进行交互。利用多通道实时渲染和立体投影技术,使用户最终得到对虚拟图像的真实感、立体感和沉浸感。     

多波束海底地形勘测关键技术研发与应用

本项目属海洋调查、海洋测绘和海底科学交叉领域,是项目完成单位在多波束勘测研究、数据处理和软件研制等方面多年成果的集成。项目主要成果包括:构建了从方案设计、     

面向地形匹配的多波束测深数据抽稀方法研究

基于多波束测深的地形定位是水下潜器导航技术研究和发展的重点,多波束测深数据的高精度快速重采样是水下地形匹配定位的前提。传统的实时抽稀方法因对多波束测深数据模型的过分简化而效果欠佳。参考Douglas-Peucker算法和点云数据抽稀方法,采用角度-弦高联合准则对多波束每ping数据进行抽稀处理,参考导航地形图对抽稀后的多ping数据基于点云离散度进行二次抽稀处理,从而实现多波束测深数据的高精度快速抽稀处理。典型的数学仿真地形和实测多波束条带数据实验表明:文中提出的抽稀方法数据抽稀率仿真地形在85%以上,实测地形在90%以上,数据抽稀前后点云构成的曲面DEM误差在3%以内,并且算法实时性较好。     

多波束测深数据处理及成图

针对多波束测深系统测量的特点,分别分析声速改正技术和潮位改正技术。从声速在海水中的传播出发,阐述海水中声速的测量,对声速的较正方法进行探讨,随后针对潮汐效应的影响,对多波束测深数据进行潮位改正,并利用海上试验实测的多波束测深数据,将处理后的数据绘制成海底地形数字地图。     

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C/S模式的海洋测深数据管理系统

随着海洋调查数据不断积累,如何对处于分散状态的数据进行有效的管理和整合,以提高数据利用效率和共享程度,成为“数字海洋”首先需要关心解决的问题.根据中国近海“数字海洋”信息基础框架构建的总体需求,按照“数字海底”“产品—航次—测线—点”的数据组织结构,设计开发海洋测深基础数据库.以此数据库为基础,开发数据标准化模块、数据...     

基于标准差准则的海底三维地形模型构建

针对现有三角剖分需要投影到平面,局部优化时属性丢失的问题,本文采用一种顾及水深属性的三角剖分准则——标准差准则进行三角剖分,并且讨论了标准差的含义、标准差的计算以及标准差准则的描述.根据标准差准则,实现了一种基于标准差差则的海底三维地形模型构建方法.实验结果表明该方法提高了三角剖分的合理性,模型重建的细节与精确程度更高...     

海底沙波特征线的最优方向剖面自动识别方法

海底沙波是发育在近海陆架上的一种常见海底地貌类型,海底沙波特征与运动规律的研究具有重要的科学意义与工程应用价值,沙波脊线与谷线是表征海底沙波的最基本特征,也是精确描述沙波运动的基本参量。本文提出了一种基于复合数字水深模型的沙波特征线自动识别方法——最优方向剖面法,基于水深曲面归算得到最优剖面方向,再依据最优剖面方向求导并判定极值,自动提取沙波形态特征点,最终形成沙波脊线和谷线。以台湾浅滩复合型沙波为例进行对比实验研究,结果表明,该方法能基于不同分辨率的数字水深模型自动准确地提取海底沙波脊线与谷线,勿需设置阈值,地形自动化识别程度得到进一步提升,具有重要的实际应用价值。