水深数据约束下的声呐图像海底地形恢复方法

发布时间：2018-10-11 12:58

【摘要】：针对传统多波束系统和单波束系统在获得海底精细地形时的局限性,分析了高分辨率侧扫声呐图像与海底地形因素之间的关系,提出了一种利用高分辨率侧扫声呐图像恢复精细海底地形的新方法.根据侧扫声呐成像机理,构建模型获得声波在海底表面的入射强度和反射强度;基于Shape From Shading反演理论建立海底表面相对形状反演模型,并借助外部水深数据中分离出的地形高频项构建约束模型对反演结果进行约束;将外部水深数据提供的地形低频信息与约束后的反演结果叠加,实现绝对海底地形恢复.结果表明:该方法可获得相对中误差小于2%水深的海底地形恢复精度,并将测深数据分辨率提高近70倍.
[Abstract]:In view of the limitation of traditional multi-beam system and single-beam system in obtaining fine submarine topography, the relationship between high-resolution side-scan sonar images and submarine topography factors is analyzed. A new method for the restoration of fine seabed topography using high resolution side-scan sonar image is proposed. According to the imaging mechanism of side-scan sonar, the incident intensity and reflection intensity of acoustic wave on the seabed surface are obtained, and the inversion model of the relative shape of the seabed surface is established based on Shape From Shading inversion theory. With the help of the high frequency terms separated from the external bathymetric data, a constraint model is constructed to constrain the inversion results, and the topographic low frequency information provided by the external bathymetric data is superposed with the constrained inversion results to realize the absolute submarine terrain recovery. The results show that this method can obtain the recovery accuracy of submarine topography with relative median error less than 2%, and improve the resolution of bathymetric data by nearly 70 times.
【作者单位】： 武汉大学测绘学院;武汉大学动力与机械学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(41376109,41176068,4157060571) 国家科技重大专项项目(2016YFB0501703)
【分类号】：P229.1

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