单波段机载测深激光雷达全波形数据处理算法及应用研究
发布时间：2021-01-31 04:01
海底地形的获取是海洋基础测绘的核心内容之一,对于经济建设、海洋权益维护、国防与科学建设具有十分重要的意义。机载激光雷达测深是一种先进的海底地形探测技术,是目前最重要的海洋测绘技术之一。它具有高精度、高分辨率、灵活机动、快速高效和全覆盖的测深特点。机载激光雷达测深系统包含了GPS、IMU、激光扫描仪和数码相机等设备,是一种主动式遥感技术。激光扫描仪发射高频率的蓝绿脉冲激光穿透水面,通过分析接收到的反射光信号,从而获取高分辨率的水下地形信息。目前,主流的机载激光测深系统大多采用蓝绿/红外双波段激光配置,其中蓝绿波段激光主要用于获取水底地形信息,红外激光基本不能穿透水体而只用于提取水面高程。双波段、大功率激光发射器和多通道、高灵敏度信号接收装置的采用造成了高昂的硬件成本,在很大程度上限制了机载激光测深技术的大规模推广。当前,机载激光测深硬件技术向低成本、小型化发展的趋势,出现了低功率、低信噪比的蓝绿单波段机载激光测深系统。这类设备发射的激光脉冲能量通常比较低,只能穿透10至15米的浅水,但最大可探测深度方面的妥协换来了较高的脉冲发射频率。在相同的飞行条件下,单波段机载激光测深系统获取的水下激...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中左图为直线扫描方式，右图为类圆形扫描方式
3.6 CZMIL 2014 6图3.7是CZMIL系统最大探测水深的频数分布直方图，其中横轴表示CZM深系统给的最大可测深度，纵轴表示不同大小的深度值所对应的频数，由图以发现，中国南海北部大部分区域的 CZMIL 系统最大可测深度范围在 55~6
从激光雷达测深数据中提取候选回波。机载激光雷达全波形测深数据是发射时的激光脉冲函数与传输过程当中目标响应函数的卷积：W (t) = W (t) P(t) (3.20)上式中，W (t)表示接收器接收到的激光波形数据，W (t)表示发射激光脉冲函数，P(t)表示传输过程当中的目标响应函数。 表示卷积运算符号。首先，通过理查森-露西反卷积算法处理激光雷达测深全波形数据，获得目标响应函数，用P(t)表示。理查森-露西反卷积算法的迭代公式如下所示：( ) = ( ) ( )( ) ( ) ( ) (3.21)上式中， ( )表示第i 次迭代过程时目标响应函数估计值。 ( )表示翻转形式的激光发射脉冲函数。接下来，我们使用 PD 算法(将在 4.1.1 节介绍)对目标响应函数进行处理，获取所有测深波形数据的峰值位置及其对应的强度作为候选回波。
【参考文献】：
期刊论文
[1]运用MODIS遥感数据评测南海北部区域机载激光雷达测深系统参数[J]. 丁凯,李清泉,朱家松,汪驰升,管明雷,崔扬,杨超,徐天. 测绘学报. 2018(02)
[2]机载激光测深去卷积信号提取方法的比较[J]. 王丹菂,徐青,邢帅,林雨准,李鹏程. 测绘学报. 2018(02)
[3]机载激光雷达测深数据处理与应用[J]. 刘永明,邓孺孺,秦雁,梁业恒. 遥感学报. 2017(06)
[4]海岸带区域船载水岸一体综合测量技术概述[J]. 李清泉,朱家松,汪驰升,管明雷,丁凯,邹亚靖. 测绘地理信息. 2017(05)
[5]海岸带地理环境遥感监测综述[J]. 李清泉,卢艺,胡水波,胡忠文,李洪忠,刘鹏,石铁柱,汪驰升,王俊杰,邬国锋. 遥感学报. 2016(05)
[6]机载激光雷达测深技术与应用研究进展[J]. 秦海明,王成,习晓环,聂胜. 遥感技术与应用. 2016(04)
[7]利用MODIS数据估计中国黄东海区域测深参数[J]. 申二华,张永生,李凯,王俊超. 中国图象图形学报. 2016(04)
[8]黄海、东海区域漫衰减系数光谱遥感反演及激光测深性能评估[J]. 李凯,童晓冲,张永生,哈长亮,申二华. 遥感学报. 2015(05)
[9]机载激光雷达海洋探测的模拟研究[J]. 付成群,律秀原,王勇,王怀晓. 系统仿真学报. 2015(05)
[10]海岸带地形快速移动测量技术[J]. 申家双,闸旋,滕惠忠,张靓,叶秋果. 海洋测绘. 2015(02)
博士论文
[1]机载激光水深探测技术基础及数据处理方法研究[D]. 叶修松.解放军信息工程大学 2010
[2]海洋产业布局的基本理论研究暨实证分析[D]. 徐敬俊.中国海洋大学 2010
本文编号：3010172
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中左图为直线扫描方式，右图为类圆形扫描方式
3.6 CZMIL 2014 6图3.7是CZMIL系统最大探测水深的频数分布直方图，其中横轴表示CZM深系统给的最大可测深度，纵轴表示不同大小的深度值所对应的频数，由图以发现，中国南海北部大部分区域的 CZMIL 系统最大可测深度范围在 55~6
从激光雷达测深数据中提取候选回波。机载激光雷达全波形测深数据是发射时的激光脉冲函数与传输过程当中目标响应函数的卷积：W (t) = W (t) P(t) (3.20)上式中，W (t)表示接收器接收到的激光波形数据，W (t)表示发射激光脉冲函数，P(t)表示传输过程当中的目标响应函数。 表示卷积运算符号。首先，通过理查森-露西反卷积算法处理激光雷达测深全波形数据，获得目标响应函数，用P(t)表示。理查森-露西反卷积算法的迭代公式如下所示：( ) = ( ) ( )( ) ( ) ( ) (3.21)上式中， ( )表示第i 次迭代过程时目标响应函数估计值。 ( )表示翻转形式的激光发射脉冲函数。接下来，我们使用 PD 算法(将在 4.1.1 节介绍)对目标响应函数进行处理，获取所有测深波形数据的峰值位置及其对应的强度作为候选回波。
【参考文献】：
期刊论文
[1]运用MODIS遥感数据评测南海北部区域机载激光雷达测深系统参数[J]. 丁凯,李清泉,朱家松,汪驰升,管明雷,崔扬,杨超,徐天. 测绘学报. 2018(02)
[2]机载激光测深去卷积信号提取方法的比较[J]. 王丹菂,徐青,邢帅,林雨准,李鹏程. 测绘学报. 2018(02)
[3]机载激光雷达测深数据处理与应用[J]. 刘永明,邓孺孺,秦雁,梁业恒. 遥感学报. 2017(06)
[4]海岸带区域船载水岸一体综合测量技术概述[J]. 李清泉,朱家松,汪驰升,管明雷,丁凯,邹亚靖. 测绘地理信息. 2017(05)
[5]海岸带地理环境遥感监测综述[J]. 李清泉,卢艺,胡水波,胡忠文,李洪忠,刘鹏,石铁柱,汪驰升,王俊杰,邬国锋. 遥感学报. 2016(05)
[6]机载激光雷达测深技术与应用研究进展[J]. 秦海明,王成,习晓环,聂胜. 遥感技术与应用. 2016(04)
[7]利用MODIS数据估计中国黄东海区域测深参数[J]. 申二华,张永生,李凯,王俊超. 中国图象图形学报. 2016(04)
[8]黄海、东海区域漫衰减系数光谱遥感反演及激光测深性能评估[J]. 李凯,童晓冲,张永生,哈长亮,申二华. 遥感学报. 2015(05)
[9]机载激光雷达海洋探测的模拟研究[J]. 付成群,律秀原,王勇,王怀晓. 系统仿真学报. 2015(05)
[10]海岸带地形快速移动测量技术[J]. 申家双,闸旋,滕惠忠,张靓,叶秋果. 海洋测绘. 2015(02)
博士论文
[1]机载激光水深探测技术基础及数据处理方法研究[D]. 叶修松.解放军信息工程大学 2010
[2]海洋产业布局的基本理论研究暨实证分析[D]. 徐敬俊.中国海洋大学 2010
本文编号：3010172
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