近岸多波束和侧扫声纳测量信息的融合方法研究

多波束可获取具有精确位置信息的DEM和声纳图像，但分辨率较低；侧扫声纳可获取高分辨率的声纳图像，二者具有共性和互补性。对这两套系统的测量信息实施融合，不但可合成信息更丰富、真实和清晰的声纳图像，弥补单一源图像信息量的不足；还可改善多波束测深数据形成的DEM在反映海床微地形方面的不足。为此，项目首先对近岸多波束和侧扫声纳预处理后的图形和图像数据实施滤波处理；其次，研究多波束和侧扫声纳图像的配准；在此基础上，通过研究图像融合的优化算法，对这两套声纳图像实施融合，产生新的高质量声纳图像；最后，利用新合成的声纳图像，研究增强多波束测距图像对海床微地形反映的能力，产生高分辨率的海床DEM。.项目研究充分挖掘了目前广泛应用的传统多波束和侧扫声纳系统的应用潜力，提高了其成果质量，也为高质量的海床地形地貌图像的获取以及我国新型海洋扫测系统的研发提供了重要的理论和技术支持。

多波束可获取具有精确位置信息的DEM和声纳图像，但分辨率较低；侧扫声纳可获取高分辨率声纳图像，二者具有共性和互补性。对二者测量信息实施融合，可合成信息更丰富、真实和清晰的声纳图像，弥补单一源图像的不足；还可改善多波束测深数据对海床微地形反映的程度。为此，项目开展了如下工作：.（1）研究了两套系统测量成果的预处理方法，提出了一种基于中央波束、交叉点测深数据的声速剖面反演算法，有效地提高了测深及声纳图像成果质量。.（2）研究了测深及图像数据滤波方法，提出了一种基于M估计的改进型测深数据粗差识别和修正方法，消除了异常测深的影响；提出了一种基于地形变化频谱特征的残余误差系统性综合影响削弱方法，解决了困扰多波束测深成果质量的一个瓶颈问题；研究给出了适合声纳图像的最优滤波算法，即中值滤波和小波变换法。.（3）开展了声纳图像匹配方法研究，提出了一种基于SURF的声纳图像匹配改进算法；针对航线上的畸变问题，提出了一种基于共视目标的分段匹配思想和方法，解决了侧扫声纳图像位置不准确造成的图像质量降低问题。.（4）研究了两套声纳图像的融合方法，认为拉普拉斯金字塔法和小波变换法最优；综合分段匹配和最优融合研究，给出了适合多波束和侧扫声纳图像的分段匹配融合算法，并取得了理想的效果。.（5）研究了基于声纳图像的海床微地形反演方法，通过对XTF文件解码，获取了原始观测信息；在此基础上，提出了一种基于目标阴影长度的海床三维微地形复原算法，并取得了理想的效果。.（6）研究了多波束测深数据与基于声纳图像的地形复原数据的融合方法，提出了一种以实测水深为约束的测深数据融合方法，提高了海床地形成果的精度和分辨率。.（7）研制了四套软件系统，分别是多波束测深数据处理（MDPS）、多源测深数据融合（MSFS）、异常测深数据处理（MASDP）以及多波束与侧扫声纳测量信息融合软件系统（IFMS）。.（8）在胶州湾、深圳两个水域开展了实验，对理论研究和软件进行了检验，均取得了理想的效果。. 期间参加2次国际会议；发表11篇论文（EI 10篇）；研制软件4套（3套已获国家软件著作权证书）；培养了8名硕士和5名博士，其中6名硕士和3名博士已毕业。 . 研究成果对充分挖掘目前广泛应用的多波束和侧扫声纳系统应用潜力，获取高质量海床地形地貌数据及研制我国新型海洋扫测系统提供了重要的理论和技术支持。

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