多波束声纳影像处理的几个问题分析#40可编辑#41.docx
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多波束声纳影像处理的几个问题分析#40可编辑#41
多波束声纳影像处理的几个问题分析(可编辑)
多波束声纳影像处理的几个问题分析
分类号:
P229密级:
公开
UDC:
单位代码:
10424
学位论文
多多波束波束声纳声纳影像影像处理处理的几的几个问个问题分题分析析
多多波束波束声纳声纳影像影像处理处理的几的几个问个问题分题分析析
张会娟
申请学位级别:
硕士学位专业名称:
大地测量学与测量工程
指导教师姓名:
阳凡林职称:
教授
山东科技大学
二零一二年五月论文题目:
论文论文论文题目题目题目:
:
:
多波多波束声束声纳影像纳影像处理处理的几个的几个问题问题分析分析
多波多波束声束声纳影像纳影像处理处理的几个的几个问题问题分析分析
作者作者作者作者姓名姓名姓名姓名:
:
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张会娟入学入学入学入学时间时间时间时间:
:
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:
2009年9月
专业专业名称名称:
:
研究研究方向方向:
:
专业专业名称名称:
:
大地测量学研究研究方向方向:
:
海洋测
绘
与测量工程
指导教师:
职称:
指导指导指导教师教师教师:
:
:
阳凡林职职职称称称:
:
:
教授
论文论文论文论文提交提交提交提交日期:
日期:
日期:
日
期:
2012年5月
论文答辩日期:
论文论文论文答辩答辩答辩日期:
日期:
日期:
2012年6月
授予授予授予授予学位学位学位学位日期:
日期:
日期:
日期:
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THHEEAANNAALLYYSSIISSOOFFMMUULLTTIIBBEEAAMMSSOONNAARRIIMMAAGGEE’’SS
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AADDiisssseerrttatatiiononssuubbmmiitttteeddiinnffuullffiillllmmeennttofoftthheerreeqquuiirreemmeennttssofoftthheeddeegrgreeeeofof
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MMAASSTTEERROOFFPPHHIILLOOSSOOPPHHYY
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ffffrrrromomomom
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ZhangHuijuan
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SSuuppeerrvivissoror:
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PPrrofofeessssororYYaannggFFananlliinn
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GGGGeeeeomomomomatatatatiiiiccccssssCCCColololollllleeeegegegege
MMayay20122012
MMayay20122012声明
本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和世所
公认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。
该论文资料尚没有呈
交
于其它任何学术机关作鉴定。
硕士生签名:
日期:
AFFIRMATION
Ideclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentofthe
requirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversity
ofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedof
acknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationat
anyotheracademicinstitute.
Signature:
Date:
山东科技大学硕士学位论文摘要
摘要
海洋博大且深邃,蕴藏着极其丰富的资源可供人类利用。
随着社会经济的发
展、人
口膨胀、人类生活水平的不断提高以及陆地资源的日益匮乏,人类逐渐把目光转向蕴藏
着丰富自然资源的海洋。
在人类对海洋进行科学研究、海洋资源开发利用以及海洋工程
设计施工过程中,详细了解海底地形及海底底质是进一步工作的基础和前提。
多波束系统是一个复杂的系统,需要许多辅助传感器协同工作,同时由于海洋环境
的复杂性,导致多波束声纳勘测系统采集到的的水深数据及其声强数据不可避免地含有
大量系统误差及异常数据。
从而使得得到的声纳影像图不能真实反映海底地形,为了反
映真实的海底地形,充分利用勘测数据,首先需要减弱系统误差的影响,剔除异常数据。
本文详细叙述了多波束声纳数据的图像获取过程,声强数据的基本处理流程,数字
图像中常用的滤波方法及各自的特点。
总结了影响回波强度的各种因素,介绍了回波强
度的传统改正方法。
多波束声纳图像多条带之间存在灰度不均匀,中央波束区反向散射
强度数据存在异常,不利于进一步利用回波数据。
论述了多波束声纳图像整
体灰度不均
匀的产生原因以及中央波束区反向散射强度异常的主要因素。
对声纳图像灰
度不均衡进
行了有效改正,鉴于中央波束区数据的特点给出了对中央波束区的反向散射
异常数据的
改正。
使用VC++开发工具,具体实现了改正算法,并通过对实测数据的改正
验证了两种
算法改正声强数据的可靠性及实用性。
关键词:
多波束;声纳影像;灰度;反向散射强度山东科技大学硕士学位论文
摘要
ABSTRACT
Theoceanisrichinnaturalresourcesforustouseandatthesametime
sheisresponsibleforthehumanhopesforthefuture.Accompaniedbyincreasing
levelsofhumanlife,thelandresources
isdwindling,wemustseekfornewsources,
thenhumanbeingswillturntheirattentiontoseaofrichnaturalresources.
It’sneededforhumantolearnmoreabouttheseafloortopographicandtheseabed
sedimentbeforethemarinescientificresearch,thedevelopmentof
marine
resourcesutilizationandmarineengineeringdesignandconstructionprocess.
Themulti-beamsonarsystemisverycomplexwhichneedmanysensorswhenit
works,alsoduetothecomplexoceanenvironmentsothedepthdataandthe
backscatteringdatacollectedfromthesystemcontainalargenumberof
systematicerrorsandabnormaldata.Inordertoreflecttherealseafloor
topographic,thedatabeforebottomclassifyingmustbecorrected.
Thispaperintroducestheprocessofretrievingmulti-beamsonarimage,the
basicprocessofdealingwiththebackscatteringdataandseveralfiltering
methodscommonlyusedindealingwithdigitalimage.Alsoitsummarizesthe
factorswhichaffectthebackscatteringdata,atthesametimethecorrecting
methodsareintroduced.Sincetheintensitydistortionsandtherearesome
abnormalbackscatteringdata,thedataincludingerrorsisnotbeneficialfor
furtherusing.Thereasonsleadingtointensitydistortionsandthemainfactors
producingtheexquisitebackscatteringdatanearnadirarediscussed.The
intensitydistortioniseffectivelycorrectedinaimprovedmethod,andsois
theabnormaldataaccordingtoanalyzingtheprincipleofmulti?
beamsystem.
ByusingVC++,itisprovedinpracticethatthealgorithmcanrealizethe
correctionquicklyandeffectively.
Keywords:
multi-beamsonar,sonarimage,intensitydistortions,
backscatteringstrengths山东科技大学硕士学位论文目录
11绪绪论论11
11绪绪论论11.
1.1概述1
1.2国内外研究现状1
1.3本文研究意义3.
1.4研究目的和研究内容3
2222多波多波多波多波束声纳影束声纳影束声纳影束声纳影像获取原像获取原像获取原像获取原理理理理5555
2.1多波束系统工作原理5
2.2多波束声纳方程9
2.3多波束声纳影像形成原理.12
3333多波多波多波多波束声纳影束声纳影束声纳影束声纳影像预处理像预处理像预处理像预处理15151515
3.1水深数据及回波强度数据编辑15
3.2数字图像一般处理方法21
3.3海底反向散射强度数据滤波.26
3.4声纳影像整体灰度不均匀改正27
44多波多波束影像中束影像中央波束区央波束区误差校正误差校正3131
44多波多波束影像中束影像中央波束区央波束区误差校正误差校正3131
4.1影响多波束回波强度主要因素31
4.2多波束回波强度的系统改正方法34
4.3中央波束区回波强度改正39
4.4小结50
5555结论结论结论结论与展望与展望与展望与展望.52525252
5.1研究成果52
5.2展望52
致谢致谢致谢致谢54545454
攻读攻读硕士期间硕士期间主要成果主要成果5656
攻读攻读硕士期间硕士期间主要成果主要成果5656
参考参考参考参考文献文献文献文献.57575757山东科技大学
硕士学位论文目录
CCCConononontttteeeennnnttttssss
11PPeerrffacacee11
11PPeerrffacacee11
1.1Introduction1
1.2Researchinhomeandabroad1
1.3ResearchSignificanceofthePaper.3
1.4StructureofthePaper.3
22TThheePPrriinncciipplleeofofAAccqquuiissiittiiononMMuullttii--bbeeamamSSononarariimmageage.55
22TThheePPrriinncciipplleeofofAAccqquuiissiittiiononMMuullttii--bbeeamamSSononarariimmageage.55
2.1TheWorkingPrincipleofMulti-beamSystem5
2.2TheEquationofMulti-beamSonar9
2.3TheBasicPrincipleofMulti-beamSonarS
ystem’sImage12
3333TTTThhhheeeeIIIImmmmageageageagePPPPrrrrococococeeeessssssssiiiinnnnggggofofofofMMMMuuuulllliiii----bbbbeeeeamamamamSSSSononononararararSSSSysysysystttteeeemmmm15151515
3.1TheEditingmethodsofDepthDataandBackscatteringData15
3.2TheGeneralProcessingofDigitalImageProcessing.21
3.3TheFilteringofSeabedBackscatterStrength.26
3.4TheCorrectionofIntensityDistortions27
4444TTTThhhheeeeEEEErrrrrrrrororororCCCCororororrrrreeeeccccttttiiiinnnnggggofofofofMMMMuuuullllttttiiii----bbbbeeeeamamamamSSSSononononararararIIIImmmmageageageagennnneeeeararararNNNNadadadadiiiirrrr.31313131
4.1TheMainFactorsAffectingBackscatterStrength31
4.2TheCorrectingMethodsofBackscatterStr
ength34
4.3TheCorrectionofBackscatterStrengthNearNadir39
4.4Summarize50
5555MMMMaiaiaiainnnnRRRReeeesssseeeeararararcccchhhhRRRReeeessssuuuullllttttssssananananddddPPPPrrrrososososppppeeeeccccttttssss52525252
5.1MainResearchResults52
5.2Prospects.52
AAAAcccckkkknnnnowowowowlllleeeeddddgegegegemmmmeeeennnnttttssss.54545454
MMMMaiaiaiainnnnWWWWororororkkkkAAAAcccchhhhiiiieeeevevevevemmmmeeeennnnttttofofofoftttthhhheeeeAAAAuuuutttthhhhorororordddduuuurrrriiiinnnnggggwwwwororororkkkkiiiinnnnggggoooonnnnMMMMasasasastttteeeerrrrPPPPapapapapeeeerrrr56565656
RRRReeeeffffeeeerrrreeeennnncccceeeesss
s………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………57575757山东科技大学硕士学位论文绪论
1绪论
111绪绪绪论论论
11概述
111111概概概述述述
海洋是孕育人类生命的摇篮,海洋中蕴藏着无尽的资源和秘密。
海洋能源、资源的
开发与利用,海洋与全球变化、海洋环境与生态
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- 波束 声纳 影像 处理 几个问题 分析 40 编辑 41