《近岸多波束和側掃聲納測量信息的融合方法研究》是依託武漢大學，由趙建虎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：近岸多波束和側掃聲納測量信息的融合方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙建虎
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多波束可獲取具有精確位置信息的DEM和聲納圖像，但解析度較低；側掃聲納可獲取高解析度的聲納圖像，二者具有共性和互補性。對這兩套系統的測量信息實施融合，不但可合成信息更豐富、真實和清晰的聲納圖像，彌補單一源圖像信息量的不足；還可改善多波束測深數據形成的DEM在反映海床微地形方面的不足。為此，項目首先對近岸多波束和側掃聲納預處理後的圖形和圖像數據實施濾波處理；其次，研究多波束和側掃聲納圖像的配準；在此基礎上，通過研究圖像融合的最佳化算法，對這兩套聲納圖像實施融合，產生新的高質量聲納圖像；最後，利用新合成的聲納圖像，研究增強多波束測距圖像對海床微地形反映的能力，產生高解析度的海床DEM。.項目研究充分挖掘了目前廣泛套用的傳統多波束和側掃聲納系統的套用潛力，提高了其成果質量，也為高質量的海床地形地貌圖像的獲取以及我國新型海洋掃測系統的研發提供了重要的理論和技術支持。
結題摘要
多波束可獲取具有精確位置信息的DEM和聲納圖像，但解析度較低；側掃聲納可獲取高解析度聲納圖像，二者具有共性和互補性。對二者測量信息實施融合，可合成信息更豐富、真實和清晰的聲納圖像，彌補單一源圖像的不足；還可改善多波束測深數據對海床微地形反映的程度。為此，項目開展了如下工作： （1）研究了兩套系統測量成果的預處理方法，提出了一種基於中央波束、交叉點測深數據的聲速剖面反演算法，有效地提高了測深及聲納圖像成果質量。 （2）研究了測深及圖像數據濾波方法，提出了一種基於M估計的改進型測深數據粗差識別和修正方法，消除了異常測深的影響；提出了一種基於地形變化頻譜特徵的殘餘誤差系統性綜合影響削弱方法，解決了困擾多波束測深成果質量的一個瓶頸問題；研究給出了適合聲納圖像的最優濾波算法，即中值濾波和小波變換法。 （3）開展了聲納圖像匹配方法研究，提出了一種基於SURF的聲納圖像匹配改進算法；針對航線上的畸變問題，提出了一種基於共視目標的分段匹配思想和方法，解決了側掃聲納圖像位置不準確造成的圖像質量降低問題。 （4）研究了兩套聲納圖像的融合方法，認為拉普拉斯金字塔法和小波變換法最優；綜合分段匹配和最優融合研究，給出了適合多波束和側掃聲納圖像的分段匹配融合算法，並取得了理想的效果。 （5）研究了基於聲納圖像的海床微地形反演方法，通過對XTF檔案解碼，獲取了原始觀測信息；在此基礎上，提出了一種基於目標陰影長度的海床三維微地形復原算法，並取得了理想的效果。 （6）研究了多波束測深數據與基於聲納圖像的地形復原數據的融合方法，提出了一種以實測水深為約束的測深數據融合方法，提高了海床地形成果的精度和解析度。 （7）研製了四套軟體系統，分別是多波束測深數據處理（MDPS）、多源測深數據融合（MSFS）、異常測深數據處理（MASDP）以及多波束與側掃聲納測量信息融合軟體系統（IFMS）。 （8）在膠州灣、深圳兩個水域開展了實驗，對理論研究和軟體進行了檢驗，均取得了理想的效果。 期間參加2次國際會議；發表11篇論文（EI 10篇）；研製軟體4套（3套已獲國家軟體著作權證書）；培養了8名碩士和5名博士，其中6名碩士和3名博士已畢業。研究成果對充分挖掘目前廣泛套用的多波束和側掃聲納系統套用潛力，獲取高質量海床地形地貌數據及研製我國新型海洋掃測系統提供了重要的理論和技術支持。
