结合遗传算法的LVQ神经网络在声学底质分类中的应用 被引量：27

1

作者 唐秋华 刘保华 +2 位作者 陈永奇 周兴华 丁继胜 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期313-319,共7页

学习向量量化(Learning Vector Quantization,LVQ)神经网络在声学底质分类中具有广泛应用.常用的LVQ神经网络存在神经元未被充分利用以及算法对初值敏感的问题,影响底质分类精度.本文提出采用遗传算法(Genetic Algorithms,GA)优化神经... 学习向量量化(Learning Vector Quantization,LVQ)神经网络在声学底质分类中具有广泛应用.常用的LVQ神经网络存在神经元未被充分利用以及算法对初值敏感的问题,影响底质分类精度.本文提出采用遗传算法(Genetic Algorithms,GA)优化神经网络的初始值,将GA与LVQ神经网络结合起来,迅速得到最佳的神经网络初始权值向量,实现对海底基岩、砾石、砂、细砂以及泥等底质类型的快速、准确识别.将其应用于青岛胶州湾海区底质分类识别研究中,通过与标准的LVQ神经网络的分类结果进行比较表明,该方法在分类速度以及精度上都有了较大提高. 展开更多

关键词 学习向量量化 遗传算法 多波束测深系统 底质分类

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多波束测深系统换能器的安装校准分析 被引量：25

2

作者 张海涛 唐秋华 +2 位作者 周兴华 丁继胜 刘建立 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期102-107,共6页

在多波束测深系统的换能器安装与使用过程中,由于无法保证换能器坐标系统与船体坐标系统完全重合,因此必须进行横摇、纵倾以及航向偏差校准与改正,使两者坐标系统相一致。详细分析了多波束测深系统换能器安装校准的原理和方法,以"... 在多波束测深系统的换能器安装与使用过程中,由于无法保证换能器坐标系统与船体坐标系统完全重合,因此必须进行横摇、纵倾以及航向偏差校准与改正,使两者坐标系统相一致。详细分析了多波束测深系统换能器安装校准的原理和方法,以"亚美通道"海底光缆路由调查中,挪威Simrad EM 3000多波束测深系统的安装与校准为例,阐述了其安装校准方法及在海底地形测量中的应用。 展开更多

关键词 EM 3000 多波束测深系统 安装校准 海底地形测量

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多波束声学底质分类研究进展与展望 被引量：21

3

作者 唐秋华 纪雪 +2 位作者 丁继胜 周兴华 李杰 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-10,共10页

多波束勘测技术是20世纪60年代以来发展起来的新一代海底地形地貌测量技术。多波束测深系统不但可以获取高精度的水深地形数据,而且可以同时获取高分辨率的海底反向散射强度数据。随着多波束测深技术的革新和应用,其声学底质探测功能得... 多波束勘测技术是20世纪60年代以来发展起来的新一代海底地形地貌测量技术。多波束测深系统不但可以获取高精度的水深地形数据,而且可以同时获取高分辨率的海底反向散射强度数据。随着多波束测深技术的革新和应用,其声学底质探测功能得到不断的挖掘和推广,基于多波束反向散射强度数据,并结合一定数量的传统底质取样数据对海底底质分类,工作效率高且获取的资料连续、丰富,为海底底质类型划分提供了一种迅速可靠的方法,是传统海底底质取样和沉积物分类的有益补充。主要论述了国内外多波束海底底质分类技术的研究现状,梳理了多波束底质分类各环节所涉及的关键技术,分析了该领域存在的主要问题,介绍了目前典型的多波束底质探测设备及底质分类软件,展望了多波束底质分类研究的发展趋势与应用前景。 展开更多

关键词 多波束测深系统 反向散射强度 海底底质分类

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基于极大似然估计的AUV水下地形匹配定位方法 被引量：9

4

作者 陈小龙 庞永杰 +1 位作者 李晔 陈鹏云 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期559-565,共7页

针对自主式水下机器人(AUV)长时间水下作业时精确定位的需求,以多波束测深仪作为水下地形测量手段,利用极大似然法则对地形特征进行相关性分析,提出了一种基于极大似然估计的水下地形匹配定位方法.针对平坦地形区域似然函数出现的伪波... 针对自主式水下机器人(AUV)长时间水下作业时精确定位的需求,以多波束测深仪作为水下地形测量手段,利用极大似然法则对地形特征进行相关性分析,提出了一种基于极大似然估计的水下地形匹配定位方法.针对平坦地形区域似然函数出现的伪波峰的影响,引入费希尔判据准则对其进行约束,有效地剔除了伪峰值点,增强了对地形平坦区域地形特征的识别率.基于某电子海图数据和多波束测深仪海上试验数据的仿真结果,验证了该方法的有效性和实用性. 展开更多

关键词 多波束测深仪 极大似然估计 地形匹配 费希尔判据

原文传递

深水多波束声呐测深数据精度评估 被引量：8

5

作者 张国堙 陶春辉 +2 位作者 王奡 邓显明 何拥华 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期106-114,共9页

多波束测深精度评估是水深测量质量控制的重要方面,静态精度评估与交叉测线动态精度评估能够从不同角度表征测深精度,估计测量样本的综合误差。在实际调查作业过程中,由于缺少水深真值,在进行精度估计时缺少可操作性。本文利用Kongsberg... 多波束测深精度评估是水深测量质量控制的重要方面,静态精度评估与交叉测线动态精度评估能够从不同角度表征测深精度,估计测量样本的综合误差。在实际调查作业过程中,由于缺少水深真值,在进行精度估计时缺少可操作性。本文利用Kongsberg EM120型深水多波束系统的测深数据,基于某一区域的重复测量数据,应用中央波束的水深数据进行静态精度分析;通过引入网格化方法,进行动态水深精度评估分析,并通过偏差分析揭示测量样本的误差分布特征。结果表明,中央波束水深数据静态精度评估与基于网格化方法的动态精度评估具有实际可操作性,其结果能够有效估计测深的综合误差;重复测量数据的偏差分析能够有效展示误差的分布特征。 展开更多

关键词 多波束声呐 精度评估 误差分析

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济州岛南部海域海底声呐图像分析与声学底质分类 被引量：8

6

作者 唐秋华 李杰 +2 位作者 周兴华 陆凯 张志珣 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期133-141,共9页

东海北部外陆架靠近济州岛南部海域,是黄海槽向冲绳海槽延伸的部分,属于黑潮分支黄海暖流的通道入口,分布着脊槽相间的海底底形,对其海底声呐图像的处理分析及声学底质分类的分析研究,有助于了解该通道海底底形表层纹理特征及沉积物分... 东海北部外陆架靠近济州岛南部海域,是黄海槽向冲绳海槽延伸的部分,属于黑潮分支黄海暖流的通道入口,分布着脊槽相间的海底底形,对其海底声呐图像的处理分析及声学底质分类的分析研究,有助于了解该通道海底底形表层纹理特征及沉积物分布规律。基于在济州岛南部海域获取的多波束声呐数据,应用图像处理技术和方法,对数据进行了处理,获得了海底声呐影像图,并对其表层纹理特征进行了描述和分析;同时,基于多波束反向散射强度数据,结合19组海底地质取样数据,建立研究区海底反向散射强度与沉积物粒度特征之间的统计关系模型,并以改进的学习向量量化神经网络方法,实现对海底粉砂质砂、黏土质砂以及砂-粉砂-黏土3种底质类型的快速自动分类识别。 展开更多

关键词 济州岛南部海域 多波束测深系统 海底声呐图像 声学底质分类

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高分辨率波束形成器在多波束测深系统中的应用 被引量：1

7

作者 周天 朱志德 李海森 《海洋测绘》 2005年第2期9-12,共4页

对于海底地形测量,基于FT波束形成的幅度检测法空间分辨率较低,只能较准确给出有限测点的水深信息;平坦海底前提下,分裂子阵检测法或多子阵检测法可以得到连续测点的水深信息,复杂海底地形条件下,这两种方法均难以应用。能否利用高分辨... 对于海底地形测量,基于FT波束形成的幅度检测法空间分辨率较低,只能较准确给出有限测点的水深信息;平坦海底前提下,分裂子阵检测法或多子阵检测法可以得到连续测点的水深信息,复杂海底地形条件下,这两种方法均难以应用。能否利用高分辨率波束形成器来提高测深系统的空间分辨率是一个值得研究的问题。使用ESPRIT波束形成器处理了多波束测深系统的试验数据,并就其性能与FT波束形成器进行了比较与分析。 展开更多

关键词 多波束测深系统 海底地形测量 高分辨率 水深 多子阵 测点 平坦 波束形成器 ESPRIT FT

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多波束回声数据的统计与底质分类应用 被引量：4

8

作者 吕海龙 杜德文 +3 位作者 刘焱光 杨刚 田丽艳 闫仕娟 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期463-471,共9页

利用声反向散射数据作海底沉积物分类,是海洋地质学家感兴趣的话题,也是目前多波束声纳应用的一个研究热点。结合胶州湾实际调查数据,探讨了贝叶斯分类方法在该领域的应用。研究结果表明,该方法可以对不同的底质类型进行分类,可以识别... 利用声反向散射数据作海底沉积物分类,是海洋地质学家感兴趣的话题,也是目前多波束声纳应用的一个研究热点。结合胶州湾实际调查数据,探讨了贝叶斯分类方法在该领域的应用。研究结果表明,该方法可以对不同的底质类型进行分类,可以识别未知的底质类型以及对混合在一起的两种不同类型的目标进行分类。 展开更多

关键词 底质分类 多波束声纳 反向散射强度 贝叶斯分类理论

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多波束测深仪有效扇面宽度估计方法 被引量：3

9

作者 朱小辰 刘雁春 +2 位作者 肖付民 夏伟 王美娜 《海洋技术》 北大核心 2010年第3期51-54,共4页

根据多波束测深仪的声纳方程,提出多波束测深仪有效扇面宽度概算方法。通过多波束测深仪声学设计原理估计多波束测深仪的声学参数。分别对各波束的目标强度和声源级进行估算,给出了不同工作深度和工作脉宽情况下的各波束声源级分布,通... 根据多波束测深仪的声纳方程,提出多波束测深仪有效扇面宽度概算方法。通过多波束测深仪声学设计原理估计多波束测深仪的声学参数。分别对各波束的目标强度和声源级进行估算,给出了不同工作深度和工作脉宽情况下的各波束声源级分布,通过检索各波束的声源级确定多波束测深仪的有效扇面宽度,并对测船的选择提出建议。 展开更多

关键词 有效扇面宽度 多波束测深仪 声纳方程

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基于Kongsberg EM多波束的Snippet数据处理方法 被引量：3

10

作者 胡俊 吴永亭 +1 位作者 豆虎林 李治远 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期717-724,共8页

多波束声呐记录的海底后向散射片段(Snippet)数据处理成角度响应曲线和地理编码(Mosaic)图像可以帮助识别海底底质类型和反映地貌形态,这一过程包括辐射校正、角度响应改正(AVG)和几何地理编码,但不同的多波束系统硬件在辐射校正和角度... 多波束声呐记录的海底后向散射片段(Snippet)数据处理成角度响应曲线和地理编码(Mosaic)图像可以帮助识别海底底质类型和反映地貌形态,这一过程包括辐射校正、角度响应改正(AVG)和几何地理编码,但不同的多波束系统硬件在辐射校正和角度响应改正方法上存在差异且传统处理方法忽略了声呐系统本身的指向性模型随时间变化的事实。以声呐方程为基础,针对Kongsberg EM多波束系统提出了一套完整的Snippet数据处理流程,并分析了各步骤中存在的可变性,给出了每一步的处理建议,最后将此方法应用于EM2040浅水多波束实测数据,并验证了该方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 多波束 后向散射强度 辐射校正 处理流程

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JFR海底热液区多波束声纳数据处理与分析 被引量：1

11

作者 唐秋华 李杰 +2 位作者 吴永亭 周兴华 张化疑 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期368-373,共6页

基于收集到的东太平洋海隆北段Juan de Fuca Ridge热液活动区的高精度多波束声纳数据,应用加权移动平均算法,生成典型的高精度海底DTM;应用声纳图像处理技术,生成高分辨率海底声纳镶嵌图,并对其海底地形及海底声学图像进行处理和分析。... 基于收集到的东太平洋海隆北段Juan de Fuca Ridge热液活动区的高精度多波束声纳数据,应用加权移动平均算法,生成典型的高精度海底DTM;应用声纳图像处理技术,生成高分辨率海底声纳镶嵌图,并对其海底地形及海底声学图像进行处理和分析。通过处理与分析,对JFR热液区海底地形地貌特征有了初步认识,对于我国大洋调查和海底热液区探测具有一定的借鉴作用。 展开更多

关键词 海底热液活动区 多波束测深系统 海底地形 海底声学图像

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外业测量因素对多波束测深系统的影响分析 被引量：1

12

作者 常列 《河南科技》 2017年第13期97-98,共2页

本文主要介绍外业测量中多波束换能器安装、船速、船体震动以及测区声速对多波束测量的影响。通过对比不同条件下多波束测深系统采集数据的质量,分析外业因素对所采集数据的影响,以期为使用小型船舶测量的外业参数提供参考。

关键词 多波束测深系统 换能器 GPS 流噪声 空化

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基于等效声速剖面法的多波束测深系统声线折射改正技术 被引量：29

13

作者 丁继胜 周兴华 +2 位作者 唐秋华 刘忠臣 陈义兰 《海洋测绘》 2004年第6期27-29,共3页

多波束测深技术是近几年比较流行的海洋勘测手段之一,其具有全覆盖、无遗漏、高精度和高效率等特点。多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点的最终位置的归算带来较大的误差。... 多波束测深技术是近几年比较流行的海洋勘测手段之一,其具有全覆盖、无遗漏、高精度和高效率等特点。多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点的最终位置的归算带来较大的误差。针对多波束数据后处理方法,介绍了利用等效声速剖面法对多波束测深系统的声线折射进行改正的一种新方法,并通过试验对比,证明了该方法可以提高多波束测深系统的整体测量精度。 展开更多

关键词 多波束测深系统 声线折射 等效声速剖面

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多波束异常测深数据检测方法实践 被引量：15

14

作者 何义斌 吴书帮 +1 位作者 谢洪燕 赵建虎 《测绘科学》 CAS CSCD 2004年第1期50-52,共3页

由于现有的交互式滤波和自动滤波不能满足大区域、高密度多波束测深数据滤波的需要,为此,本文给出了易于改善自动化滤波的趋势面法和基于抗差M估计的选权迭代加权平均法。前者适合于显著粗差的探测,对小粗差不敏感;后者由于对被检测点... 由于现有的交互式滤波和自动滤波不能满足大区域、高密度多波束测深数据滤波的需要,为此,本文给出了易于改善自动化滤波的趋势面法和基于抗差M估计的选权迭代加权平均法。前者适合于显著粗差的探测,对小粗差不敏感;后者由于对被检测点邻域内的观测点具有选择性,加之采用迭代实现推值,因而对于粗差具有较强的探测能力,检测和滤波结果较趋势面法更为合理。 展开更多

关键词 多波束 异常数据的检测和滤波 抗差M估计滤波

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多波束测深数据系统误差的削弱方法研究 被引量：13

15

作者 赵建虎 刘经南 阳凡林 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期394-397,共4页

在多波束数据处理中 ,系统误差一般很少被顾及 ,部分文献采用两步滤波法削弱了系统误差的影响 ,但所建模型的可靠性较差。半参数 (非参数 )法在系统分析了测深数据系统误差来源以及各误差源间相互比例关系的基础上 ,对系统误差进行分解 ... 在多波束数据处理中 ,系统误差一般很少被顾及 ,部分文献采用两步滤波法削弱了系统误差的影响 ,但所建模型的可靠性较差。半参数 (非参数 )法在系统分析了测深数据系统误差来源以及各误差源间相互比例关系的基础上 ,对系统误差进行分解 ,确定系统误差各贡献成分的函数模型 ;根据估计点位 ,结合已确立的模型 ,计算各贡献成分对系统误差的贡献量 ;综合各贡献量 ,获得估计点深度的系统误差 。 展开更多

关键词 多波束测深数据 系统误差 削弱方法 半参数法

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深水多波束测深声纳多条带探测模式研究与实现 被引量：2

16

作者 王舒文 刘晓东 +2 位作者 曹金亮 赵海肖 吴明明 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第2期22-27,共6页

多条带技术是当今主流多波束测深声纳(multibeam echo sounder,MBES)核心技术之一,可有效解决高航速探测作业海底覆盖不完善的问题。针对深水MBES工作特点,提出一种适用于深水MBES的多条带(条带数≥2)探测模式的实现方法。该方法通过控... 多条带技术是当今主流多波束测深声纳(multibeam echo sounder,MBES)核心技术之一,可有效解决高航速探测作业海底覆盖不完善的问题。针对深水MBES工作特点,提出一种适用于深水MBES的多条带(条带数≥2)探测模式的实现方法。该方法通过控制发射时序与信号频率、采用多条带姿态稳定发射与接收算法,来实现深水MBES多条带探测模式。基于该方法在国产1°×1°全海深多波束测深系统上,实现了双条带(即条带数为2)探测模式并完成海试。试验结果表明,使用双条带探测模式可在12 kn航速下依旧获得较好的海底覆盖效果,并且测深精度能够满足国际海道测量组织(international hydrographic organization,IHO)特级标准和我国海道测量规范国家标准。由此表明,本文深水MBES多条带探测模式可有效提升深水MBES的探测效率和成图分辨率。 展开更多

关键词 水深测量 深水多波束测深声纳 多波束声纳多条带探测模式 姿态稳定 测深点归位

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精密多波束测量中时延的确定方法研究 被引量：3

17

作者 张红梅 赵建虎 +1 位作者 柯灏 李登富 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期449-453,共5页

针对精密多波束测量中多波束系统与GPS系统间存在时间延迟的问题,提出了两种确定时延的方法,即坐标匹配法和竖向时序相似法。前者需根据NMEA0183电文和NAV电文中坐标对及其对应时标确定时延;后者根据GPS与heave呈现船体垂直运动时序的... 针对精密多波束测量中多波束系统与GPS系统间存在时间延迟的问题,提出了两种确定时延的方法,即坐标匹配法和竖向时序相似法。前者需根据NMEA0183电文和NAV电文中坐标对及其对应时标确定时延;后者根据GPS与heave呈现船体垂直运动时序的一致性,通过质量控制、姿态改正和垂直运动波形的相似性来确定时延。两种方法在时延确定中均取得了较高的精度。 展开更多

关键词 多波束系统 时延确定 坐标匹配 竖向时序相似法

原文传递

深水多波束测深系统海底回波信号快速仿真方法 被引量：2

18

作者 张威 刘晓东 +2 位作者 刘治宇 刘小刚 董飞 《声学技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期11-17,共7页

针对传统深水多波束测深系统海底回波信号仿真方法计算量大和不适用于存在载体姿态的问题,提出一种深水多波束测深系统海底回波信号快速仿真方法。基于扩展散射体海底回波信号仿真模型,考虑载体姿态,通过预先计算海底散射点强度分布确... 针对传统深水多波束测深系统海底回波信号仿真方法计算量大和不适用于存在载体姿态的问题,提出一种深水多波束测深系统海底回波信号快速仿真方法。基于扩展散射体海底回波信号仿真模型,考虑载体姿态,通过预先计算海底散射点强度分布确定主要作用区域的散射点,并将这些散射点的强度作为回波信号幅值加权来得到回波信号。利用这一方法,在保持较小计算量的同时,可以得到包括载体姿态特征的仿真数据。此外,利用这种方法还可以进行相位不一致性等误差因素的仿真。 展开更多

关键词 深水多波束 海底回波仿真 载体姿态

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基于多波束点云的水下柱桩及桩间距高精度确定方法 被引量：1

19

作者 夏显文 张小东 《水运工程》 北大核心 2022年第1期41-46,共6页

受海水介质环境复杂、桩体倾斜以及测量误差大的影响,水下圆柱桩位置的高精度、低成本、高效率确定一直是港口工程建设中的一个难点。为此,提出了一种基于多波束点云的水下圆柱桩及桩间距高精度确定方法。该方法首先基于多波束测量实现... 受海水介质环境复杂、桩体倾斜以及测量误差大的影响,水下圆柱桩位置的高精度、低成本、高效率确定一直是港口工程建设中的一个难点。为此,提出了一种基于多波束点云的水下圆柱桩及桩间距高精度确定方法。该方法首先基于多波束测量实现桩体及海床点云数据低成本、高效获取。考虑桩体属性信息、点云法向量和高程等几何信息,利用一种综合阈值分割方法实现了桩体点云的有效提取。还提出了顾及桩体形态、测量误差的桩体中心位置综合确定方法,实现桩体相对位置和桩间距的高精度确定。该方法得到了实际工程验证,取得了优于5 cm的桩体相对位置和桩间距确定精度。 展开更多

关键词 多波束点云 联合阈值分割 交点法 桩体定位

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长江口海域声速剖面特性及其对多波束勘测的影响 被引量：1

20

作者 丁继胜 吴永亭 +1 位作者 周兴华 杨龙 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期1-6,共6页

利用2004年10-12月一个航次的测量数据,分析了长江口附近某海区的声速结构特点,发现该海域的声速结构受长江冲淡水的影响非常大,随着潮汐的变化,声速日变化量较大,具有类似潮周期现象,即随着落潮大量淡水和泥沙的注入以及涨潮时新鲜海... 利用2004年10-12月一个航次的测量数据,分析了长江口附近某海区的声速结构特点,发现该海域的声速结构受长江冲淡水的影响非常大,随着潮汐的变化,声速日变化量较大,具有类似潮周期现象,即随着落潮大量淡水和泥沙的注入以及涨潮时新鲜海水的补充,声速的时空变化较大,致使多波束系统的波束导向和声线跟踪偏差较大,很大程度的地影响了多波束系统的勘测精度(特别是边缘波束对应的水深数据误差更大)。针对于此,给出了几点改进建议。 展开更多

关键词 长江口 声速剖面 多波束系统

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