基于二维侧扫声纳图像的三维高分辨率海床地形恢复方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41376109
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0608.海洋物理与观测探测技术
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

High-resolution seabed topography takes a basic guarantee in marine project, exploitation of ocean resource, etc. High-resolution sonar image can be acquired by side-scan sonar system (SSS), which can clearly show seabed relief, but is short of depth information in it. It has very-important theoretical and practical significance to develop the theories and methods of the recovery of 3-D high-resolution seabed topography with 2-D SSS image, which can compensate the disadvantage of traditional SSS image, and produce a new technique for acquiring high-quality seabed topography as well. .Based on the pre-processing of SSS observation, the theories and methods of sound-wave reflection on seabed are studied firstly. Both of the synthetic sound-wave reflection model and the restriction model of seabed-topography recovery for SSS are given out, which are the base of seabed-shape recovery. Then, based on the acoustic theory, visual theory and the theory of SSS image forming, the methods of seabed-shape recovery are developed. In the work, the optimum seabed-recovery algorithms are studied and come up with under different restriction conditions, and the synthetic model of seabed-shape recovery is also presented. By means of these algorithms and models, high-resolution seabed shape is achieved. Finally, the methods of constrained control are studied. The synthetic algorithms of constrained control and the evaluation method are put forward, which can guarantee the quality of the recovery, and at the same time introduce the absolute vertical datum into the recovery. Based on above, the high-precision and high-resolution 3-D seabed topography is achieved. .The theories and methods proposed in the research make a promotion in digging the potential application of traditional SSS image, completing the theories of acquiring high-quality seabed topography, developing new investigation instruments, etc.
高质量海床地形对于实施海洋工程、开发利用海洋资源等具有非常重要的基础保障作用。传统侧扫声纳可获取高分辨率海床地貌图像,但缺少水深信息。基于二维侧扫声纳图像,开展三维海床地形恢复理论和方法研究,对于弥补侧扫声纳测量成果的不足,形成一种全新的高质量海床地形信息获取技术,具有十分重要的理论和现实意义。项目首先开展声波在海底的反射理论和方法研究,提出并构建针对侧扫声纳的海底声波综合反射模型和海床形状恢复约束模型;其次,开展海床形状恢复方法研究,给出不同条件下的恢复算法,构建最优综合恢复模型,获取高分辨率海床形状;在上述基础上,开展约束控制方法研究,给出恢复海床形状的约束控制算法及精度评估方法,形成高精度、高分辨率海床地形。项目研究提出的理论和方法对于目前广泛应用的传统侧扫声纳系统测量成果应用潜力的挖掘、高质量海床地形信息获取理论和方法的完善、新型海洋扫测系统的研制和应用等具有促进作用。

结项摘要

针对侧扫声呐(SSS)图像在表达海底地形起伏变化方面的空白,开展了基于二维(2D)SSS图像的三维(3D)高分辨率海底地形恢复理论和方法研究,提出了一种顾及底质分布的辐射畸变改正方法、SSS图像海底线综合跟踪方法、顾及共视目标的多条带图像拼接方法、顾及镜反射和漫反射的海底综合反射模型、基于SFS的2D声呐图像反演3D海底地形方法及最优反演模型、基准和尺度约束模型构建方法及基于外部测深数据约束的3D绝对海床地形恢复方法、一种改进的线性反演模型及3D绝对海床地形恢复方法、一种通过挖掘SSS海底线、无需外部测深数据约束的3D海床地形恢复方法,并研制了基于SSS 图像的3D海床地形反演软件,实现了在有和无外部测深数据约束下的3D高分辨率海床绝对地形恢复。研究取得了与测深相同的地形反演精度和50~70倍测深分辨率的海底地形,已发表论文34篇,获批软件著作权1项,参加5次国际学术会议及9次主要国内学术会议,已培养博士和硕士研究生10名。 .项目研究达到了预期目标,扩展了现有SSS的应用潜力,为高分辨率海床地形的获取提供了一种全新的途径,为我国新型测深设备的研制提供了理论和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(32)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
FIR滤波器时延分析及其在信号融合中的应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    武汉大学学报工学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张红梅;韩万刚
  • 通讯作者:
    韩万刚
一种新的变步长LMS自适应滤波算法研究及其应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张红梅;韩万刚
  • 通讯作者:
    韩万刚
顾及二次流及定点流速的横向流速模型构建
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    测绘地理信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱世芳;张红梅;黄家勇
  • 通讯作者:
    黄家勇
远距离高精度GPS潮汐观测及垂直基准转换研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    武汉大学学报(信息科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵建虎;董江;柯灝;张红梅
  • 通讯作者:
    张红梅
Rapid path planning algorithm for mobile robot in dynamic environment
动态环境下移动机器人快速路径规划算法
  • DOI:
    10.1177/1687814017747400
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Advances in Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Hong-mei Zhang;Ming-long Li
  • 通讯作者:
    Ming-long Li

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其他文献

闪烁体Y2SiO5:Ce的发光特性
  • DOI:
    10.3964/j.issn.1000-0593(2016)08-2399-06
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王文静;丁喜峰;孙鑫;朱二旷;李兴元;张红梅;郭得峰;陈海良
  • 通讯作者:
    陈海良
出口的就业与碳排放效应是否平衡?——基于价值链分工视角的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国软科学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    潘晨;张红梅;祝灵秀;李善同;何建武
  • 通讯作者:
    何建武
贝伐珠单抗在结直肠癌治疗中的应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国肿瘤
  • 影响因子:
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  • 作者:
    文磊;张红梅;徐立
  • 通讯作者:
    徐立
基于人工神经网络和生物光子学的小麦籽粒状态分类
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    河南工业大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁义涛;史卫亚;王锋;张红梅
  • 通讯作者:
    张红梅
小麦WDHN2蛋白的多克隆抗体制备及其应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张红梅;龚明贵;李娜;谢佳松;温春龙;李航
  • 通讯作者:
    李航

其他文献

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张红梅的其他基金

基于侧扫声呐测量信息的海底地貌图像、地形和底质一体化获取理论与方法
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    2021
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    58.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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