基于姿态校正的RTK潮位在琼州海峡地形测量中的应用

潮位改正是多波束地形勘测中的重要环节。琼州海峡跨海工程中分别利用验潮潮位和RTK潮位进行潮位改正,对比结果发现初始RTK潮位改正后的数据存在较大偏差,最大可达1.5 m。通过对RTK测量潮位进行姿态校正后,其结果与验潮潮位的偏差减小,可以控制在0.3 m以内。5-6月的琼州海峡正是西南季风爆发时间,海峡海流的流向具有复杂性,涨落潮都伴随着较大的风浪,RTK潮位测量忽略风浪带来的影响是出现较大误差的重要原因。     

北吕宋海槽深海滑坡沉积及其分布特征

通过浅地层剖面和多波束地形资料的精细解释,在北吕宋海槽中部发现了一个规模约500 km2,平均厚20多米的海底滑坡沉积。通过对该滑坡体的物源及其沉积环境分析,将整个滑坡体沉积分为末端区和前缘区两个部分。从滑坡体与周围地层的叠置关系及火山弧喷发的历史来看,初步认为该海底滑坡是地震造成的。该滑坡体的发现对深化深水滑坡体的认识具有重要作用。     

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.     

基于MRF场的侧扫声呐图像分割方法

为了利用侧扫声呐进行水下目标自动探测和识别,首先必须将声呐图像分为目标高亮区、海底混响区和目标阴影区.由于声呐图像有强背景噪声,传统的图像分割方法显得无能为力,故采用基于MRF场的图像分割方法来准确地分割.根据侧扫声呐目标的成像特点,建立了分割的约束条件;利用阴影与目标的灰度均值比很小这一特点进行初始分割,然后根据分割后目标与阴影的宽度差来剔除虚假目标,由初始分割的结果求得MRF模型初始参数,再采用迭代条件估计得到最终的模型参数和准确的分割结果.由于考虑了相邻像素间的依赖关系,具有抗噪性强、分割效果好的优点,从理论上说是合理的.实测数据分析也证明了这种算法的优越性.     

两种基于贝叶斯点估计理论的多声源定位方法研究

海洋环境参数失配是制约匹配场定位性能的主要因素之一。为了克服环境失配,本文基于贝叶斯理论,将环境参数与声源的距离和深度一起作为未知量进行反演。然而在进行多声源定位时,反演参数的维数几何增长,极大地增加了反演问题的复杂性和计算量。为此本文将声源强度和噪声方差表示成其极大似然估计值,从而将这些参数进行隐式采样,大大降低了反演的维数和难度。文章比较了两种贝叶斯点估计方法,最大后验概率密度方法和最大边缘后验概率密度方法。最大后验概率密度方法的解是令后验概率密度取得最大值的参数组合,可以利用优化算法快速获得。最大边缘后验概率密度法将其他参数积分,得到目标参数的一维边缘概率分布,分布的最大值为反演结果。该方法得到最优估计值的同时可以获取参数估计的不确定信息。在环境参数和声源参数都未知的情况下,利用蒙特卡洛法在不同信噪比情况下对两种声源定位方法进行分析,实验结果表明：(1)对于敏感参数,如声源距离、水深和海水声速,最大边缘后验概率密度法比最大边缘后验概率密度方法的性能好。(2)对于较不敏感的参数,如海底声速、海底密度和海底声衰减,当信噪比较低时,最大边缘后验概率密度方法能较好地平滑噪声,从而比最大边缘后验概率密度法具有更好的性能。由于声源距离和深度是敏感参数,研究表明最大边缘后验概率密度法提供了一种在不确知环境下更可靠的多声源定位方法。     

多波束测深及影响精度的主要因素

通过多波束测深的基本原理、参数校正和数据改正方法的讨论,阐述了保证多波束测深精度的主要校改正方法,并在模型分析的基础上,探讨了声速剖面的结构及其时空变化对多波束测深精度的影响,指出了三个特征海区声速结构的分布特点,并提出了抑制三海区声速改正误差的可能方法及控制多波束测量中声速改正精度的措施     

海底沙脊地貌的研究现状及进展

综述了国内外海底沙脊地貌的研究成果、技术方法以及东中国海沙脊研究中存在的问题。弓京港辐射沙脊群成因的研究依然是国内沙脊研究的焦点;东海中北部陆架沙脊地貌形成时期(海进与海退期)、沉积类型(现代、残留及潮流沉积)、沉积动力及沉积模式等研究尚存在较多争议;古潮流场的研究尚未得到足够重视。最新多波束探测数据显示,东海中南部外陆架60 m以深海域广泛分布线状沙脊群,其规模较前人预测的更大、范围更广,与长江口外喇叭状地形区中的沙脊地貌在空间分布特征和发展趋势上均存在差异。未来若能在利用多波束探测数据的基础上,对单道地震剖面、柱状样品以及钻孔等获取的多种资料进行综合分析,将更有利于对沙脊地貌的精细结构、时空展布规律以及成因机制和演化模式的研究。     

基于时序InSAR的珠江口大面积地面沉降监测

珠江口是我国沿海地面沉降灾害较严重地区之一,长期地面沉降威胁着人类生产生活的质量和安全。针对传统InSAR在河口等沿海地区空间采样率不足的现状,采用基于KS检验和特征分解的DS-InSAR时序分析方法,获得了珠江口地区2015—2018年间地面沉降监测数据,并分析了几处沉降严重地区的沉降特征和原因。采用的DS-InSAR方法在沥青路面、裸土等非城市区域提取了较大密度的高相干点,提高了时序InSAR形变反演的精度。研究表明,研究区域总体呈地面沉降趋势且分布不均匀,珠江三角洲西北部和东南部为主要沉降区,最大沉降速率可达25 mm/a,珠江口西岸沉降相对东岸分布更广,沉降量更大。     

台湾海峡晚更新世以来的高分辨率地震地层学研究

基于4 530 km高分辨率单道地震数据和钻孔资料,采用高分辨率地震地层学的方法,对台湾海峡晚更新世以来的地层进行了划分,自上而下共识别出R₀、R₁、R₂、R₃、R₄等5个主要反射界面,分别对应海底、3 ka BP前后高海平面、最大海泛面、海侵面和 Ⅰ 型层序界面,并以此划分出4个地层单元:晚全新世浅海-滨海沉积A,中全新世浅海沉积B,早全新世海侵沉积C,晚更新世陆相河流沉积D。在海平面变化的作用下,海峡地区先后发育低水位沉积D（低位体系域）,海侵沉积C （海侵体系域）、高水位沉积B和A（高位体系域）。研究了台湾海峡的典型地震相,提出了关于台中浅滩（云彰隆起）处的楔状沉积体的新观点,认为该楔状体为全新世中期以来形成的三角洲沉积受波浪和潮流作用改造而形成的潮流沙脊,其物质主要来源于台湾。识别出了晚更新世和早全新世古河道沉积,海平面变化和地势高低是其形成时间差异的主要因素。     

多波束测深瞬时姿态误差的改正方法

详细分析多波束测深瞬时姿态误差对水深的影响及在3维地形图上的外观表现,针对性地提出相应的改正措施.将测量的水深数据去除地形趋势信号,得到受姿态误差影响的水深误差数据,采用其是否与横摇变化率和横摇测量值具有线性关系判断属时延还是尺度引起的姿态误差,再搜索确定时延值或尺度系数,以此参数对受影响的区域进行改正.从实测数据处理结果来看,改正结果较理想.