基于多波束测深数据的海底等深线提取与整理技术研究

发布时间：2017-11-03 09:03

  本文关键词：基于多波束测深数据的海底等深线提取与整理技术研究

  更多相关文章： 等深线 改进的三角网渐进加密算法 双向缓冲区算法 改进的道格拉斯-普格算法 自动制图综合 多波束系统

【摘要】：海洋开发离不开海洋空间信息数据库和海底地形图的支持。制图综合是制图学领域研究的热点问题。尤其是在多波束测深系统出现后,海底地形数据的获取分辨率相较于传统的单波束测深仪有了极大的提高,但是分辨率的的提高也带来了海量数据冗余的问题,这使得制图综合显得尤为重要。传统的制图综合需要耗费大量的人工和时间,而计算机自动综合的结果又往往不够理想。因此,海底地形制图综合成为海洋测绘领域一个重要的研究方向。本文基于多波束测深系统点云数据,以自动提取并综合简化等深线为目的,进行了以下研究工作： (1)分析了多波束系统的工作原理和技术特点,讨论了多波束系统数据格式和误差来源,并总结了数据处理流程,介绍了等深线勾绘算法与流程。 (2)说明了点云滤波的意义,研究了现有的多波束滤波算法并指出现有算法存在的不足,并通过改进现有的三角网渐进加密算法,用以对多波束点云进行滤波提取海底特征地形进而生成等深线。 (3)通过研究已有等深线综合算法,总结了海底地形图等深线综合的三个原则,选择等深线综合的两种算法：双向缓冲区算法和改进的道格拉斯-普格算法两种典型算法,比较它们的算法思想和算法所具有的特性。 (4)编程实现了改进的三角网渐进加密算法、双向缓冲区算法和进的道格拉斯-普格算法,通过实测多波束点云数据的制图综合实验进行验证,并对实验结果的点云分布、DEM和处理后等深线等指标进行评价。 研究表明：改进的三角网渐进加密算法能够在提取海底地形特征点的同时对多波束数据中存在噪声及系统误差有削弱作用,且滤波后的点云内插得到的等深线更加平滑。本文采用的两种等深线综合算法双向缓冲区算法和改进的道格拉斯-普格算法均满足等深线综合的三点原则,且提高了海图制图的效率。而在同等情况下,双向缓冲区算法更具优势。
【关键词】：等深线 改进的三角网渐进加密算法 双向缓冲区算法 改进的道格拉斯-普格算法 自动制图综合 多波束系统
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P284.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外发展现状研究10-13
• 1.3 本文研究目的、内容及关键问题13-15
• 1.4 本文的组织结构15-16
• 第2章 多波束测深系统及数据处理16-25
• 2.1 多波束测深系统简介16
• 2.2 多波束测深系统组成16-17
• 2.3 多波束测深系统原理17-18
• 2.4 多波束测深数据的特点18-19
• 2.5 多波束测深系统误差来源19-20
• 2.6 多波束数据通用格式20
• 2.7 多波束测深数据处理流程20-21
• 2.8 数据后处理及等深线绘制21-24
• 2.9 本章小结24-25
• 第3章 水深点滤波25-34
• 3.1 水深点滤波的意义25
• 3.2 现有多波束水深点云滤波算法25-26
• 3.3 三角网渐进加密算法介绍26-27
• 3.4 改进的三角网渐进加密算法27-33
• 3.4.1 算法基本思想27
• 3.4.2 最小凸包27-29
• 3.4.3 Delaunay三角网与LOP优化算法29-30
• 3.4.4 水深点取舍规则30-31
• 3.4.5 数据结构设计31-32
• 3.4.6 滤波算法实施流程32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 等深线自动综合34-41
• 4.1 等深线综合概述34-35
• 4.1.1 等深线定义及作用34
• 4.1.2 等深线综合的意义34
• 4.1.3 等深线综合的原则34
• 4.1.4 等深线综合算法及分类34-35
• 4.2 双向缓冲区算法35-38
• 4.2.1 双向缓冲区算法思想35-36
• 4.2.2 对特殊情况的处理36-37
• 4.2.3 双向缓冲区算法的特性37-38
• 4.3 改进的道格拉斯-普格算法38-40
• 4.3.1 道格拉斯-普格算法基本思想38-39
• 4.3.2 改进的道格拉斯-普格算法39-40
• 4.3.3 改进道格拉斯-普格算法的特性40
• 4.4 本章小结40-41
• 第5章 制图综合实验41-58
• 5.1 实验原始数据41-44
• 5.1.1 原始水深点云41-42
• 5.1.2 实验区原始地形42-43
• 5.1.3 原始等深线43-44
• 5.2 制图综合实验方案44-45
• 5.3 水深点云滤波实验45-52
• 5.3.1 滤波阈值的选取45
• 5.3.2 滤波后点云情况45-46
• 5.3.3 滤波后地形变化46-51
• 5.3.4 滤波后等深线变化51-52
• 5.3.5 不同滤波阈值比较结果评价52
• 5.4 等深线综合实验52-56
• 5.4.1 等深线综合实验阈值选取52-53
• 5.4.2 综合后等深线整体比较53-54
• 5.4.3 综合后等深线细节比较54-55
• 5.4.4 综合后等深线精度比较55-56
• 5.4.5 两种算法的比较56
• 5.5 实验结论56-57
• 5.6 本章小结57-58
• 结论与展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1135502