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.     

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。     

参量阵浅地层剖面测量技术 在近岸海洋工程的应用效果

介绍了海底浅地层声学探测技术的发展情况, 简述了新型参量阵声纳探测的原理和特点, 通过SES-96参量阵测深或浅地层剖面系统在山东半岛海区的应用实例, 对此新型参量阵声纳技术的应用效果进行了分析评价。     

渤海湾西部声纳探测发现全新世埋藏槽谷

声波探测具有很高的分辨率和信号发射频度，可以获得高品质浅地层剖面，显示出沉积地层的结构与构造细节、斜层理等三角洲沉积标志特征。展示了渤海湾西部浅地层声纳探测原始记录。探测发现，在大沽口以东27km处存在一个以前不为人知的埋藏槽谷，涉及地层的时代为晚更新世末期与全新世中期。宽达几百米到1km，深约30m，走向北北西，形成时代距今约5000-6000a，可能代表了某种重大地质事件，其成因有溺谷充填和构造断陷2种可能。     

基于数据融合的侧扫声纳图像预处理

论述了基于数据融合的侧扫声纳图像处理的特殊过程。根据现代侧扫声纳系统的特点，提出了利用声线跟踪法进行斜距改正，同时对目标阴影区进行了处理；对文献[1]的灰度不均衡的改正算法进行了改进。利用小波变换检测出灰度突变区，根据剔除突变区后计算的灰度改正系数进行航向上的灰度改正，并用模拟数据和实际数据进行了验证；鉴于波束展宽效应对远场目标造成的拖尾效应，论述了对拖尾效应使用的去卷积的改正算法。     

声呐合成孔径干涉测量的研究现状与进展

针对合成孔径声呐是一种新型高分辨水下成像声呐,尤其是其干涉测量是一种高精度测量海底地形的先进技术,具有很大的应用前景,但是目前尚还没有得到广泛应用的问题,详细分析了声呐合成孔径干涉测量近期的研究现状与研究进展情况。该文在声呐合成孔径干涉测量原理的基础上,比较了与合成孔径雷达干涉的不同,重点阐述了相关理论和设备的研究现状和进展,同时分析了现在声呐合成孔径干涉测量所存在的主要问题,最后介绍了目前声呐合成孔径干涉测量的研究展望。     

多波束声呐和侧扫声呐数据融合方法研究综述

多波束声呐系统与侧扫声呐系统均为海底面探测的重要工具,二者均采用声学方法,在工作原理上存在异同。本文简要介绍了二者的研究进展,分别对其数据处理进行了比对分析,认为多波束声呐处理方法侧重于数据的测量精度,而侧扫声呐则主要侧重于图像处理;归纳了当前二者主要的数据匹配融合方法,包括同名特征融合、基于SURF算法的匹配融合以及特征点融合,从数据采集原理上对数据融合方法进行了深入分析,发现在探头定位、单ping数据点分布以及ping之间的数据定位上存在一定的困难,即使经过一定的处理,二者采集的也非简单的平面图像,故二者的数据融合尚存在一定的难度。