基于地形频谱分析提高多波束条带拼接效果应用

马伟鹏, 杨海忠, 孙建伟. 基于地形频谱分析提高多波束条带拼接效果应用[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34(8): 68-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.08009
引用本文: 马伟鹏, 杨海忠, 孙建伟. 基于地形频谱分析提高多波束条带拼接效果应用[J]. 海洋地质前沿, 2018, 34(8): 68-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.08009
MA Weipeng, YANG Haizhong, SUN Jianwei. IMPROVEMENT OF MULTI-BEAM STRIPE SPLICING EFFECT BASED ON TOPOGRAPHIC SPECTRUM ANALYSIS[J]. Marine Geology Frontiers, 2018, 34(8): 68-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.08009
Citation: MA Weipeng, YANG Haizhong, SUN Jianwei. IMPROVEMENT OF MULTI-BEAM STRIPE SPLICING EFFECT BASED ON TOPOGRAPHIC SPECTRUM ANALYSIS[J]. Marine Geology Frontiers, 2018, 34(8): 68-72. doi: 10.16028/j.1009-2722.2018.08009

基于地形频谱分析提高多波束条带拼接效果应用

  • 基金项目:
    自然资源部海洋基础地质调查项目(DD20160139)
详细信息
    作者简介: 马伟鹏(1984—),男,工程师,主要从事物探方面的研究工作.E-mail:289639612@qq.com
    通讯作者: 杨海忠(1985—),男,注册测绘师,主要从事海洋工程勘察工作.E-mail:yanghz08@163.com
  • 中图分类号: P229.1

IMPROVEMENT OF MULTI-BEAM STRIPE SPLICING EFFECT BASED ON TOPOGRAPHIC SPECTRUM ANALYSIS

More Information
  • 针对多波束测深系统条带拼接中的系统性残差问题,提出基于地形频谱分析的方法来削弱系统性残余误差的影响。该方法相对于传统的拼接方法,无需进行相邻条带ping(激发)连续匹配,避免ping误匹配所产生的地形长波项不符的问题,并且所采用的多面函数不仅可获得所测条带的重叠区长波项信号,还可获得非重叠区的拟合信号。结果表明,采用地形频谱分析法所处理后,多波束测深数据残余误差的影响得到了显著的削弱,拼接精度显著提升。

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  • 图 1  相邻条带目标点的寻找方法

    Figure 1. 

    图 2  测区条带分布图

    Figure 2. 

    图 3  测深长波项信号提取效果图

    Figure 3. 

    图 4  等值深图效果对比

    Figure 4. 

    表 1  3种评价指标对不同小波基和分解层数的评价结果

    Table 1.  The evaluation results of 3 evaluation indexes for different wavelet bases and decomposition layers are given

    小波基函数 分解层数 均方差/m 信噪比 平滑度
    Db6 3 1.014 62.738 0.072
    5 1.165 61.535 0.056
    Sym 3 1.007 62.798 0.074
    5 1.157 61.597 0.060
    Coif 3 1.004 62.820 0.075
    5 1.155 61.607 0.060
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    表 2  整个测区各区域的统计参数

    Table 2.  Statistical parameters of the whole area

    测区区域 条带编号 节点个数/个 拟合中误差/m 程序时间损耗/s
    Area 1 1-5 702 1.766 8 145.382
    Area 2 5-9 114 2 2.024 6 409.135
    Area 3 9-12 114 1 2.007 6 403.202
    Area 4 15-18 140 6 2.039 4 727.538
    …… …… …… …… ……
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    表 3  残余误差削弱评估参数

    Table 3.  Statistic evaluation parameters of residual errors

    实验 改正状态 最大偏差/m 最小偏差/m 均值/m 标准差/m
    实验1(相邻条带的
    40ping对测深数据)
    改正前 8.000 0 -11.200 0 -0.867 4 3.052 0
    改正后 5.606 4 -4.791 5 -0.026 3 1.643 4
    实验2(整个测区
    条带综合处理)
    改正前 18.804 9 -19.767 7 -1.973 0 4.401 5
    改正后 6.368 0 -7.237 3 -0.070 5 1.940 0
    快速傅里叶变换方法
    (整个测区条带综合处理)
    改正前 36.560 -21.711 2.859 4.730
    改正后 14.937 -9.992 0.704 2.645
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出版历程
收稿日期:  2018-05-01
刊出日期:  2018-08-28

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