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多波束声学底质分类研究进展与展望
被引量:
21
1
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。
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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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职称材料
基于声纳图像纹理特征的海底底质分类方法研究
被引量:
8
2
作者
赵永祯
唐劲松
钟何平
《海洋测绘》
CSCD
2015年第3期60-63,共4页
一般不同底质的海底声纳图的纹理特征不同。重点分析了不同底质声纳图像纹理特征的差异,为底质分类的实现提供了基础。并提取了海底声纳图像的灰度共生矩阵,将灰度共生矩阵的统计特征作为特征向量。最后应用自组织迭代(ISODATA)分类算...
一般不同底质的海底声纳图的纹理特征不同。重点分析了不同底质声纳图像纹理特征的差异,为底质分类的实现提供了基础。并提取了海底声纳图像的灰度共生矩阵,将灰度共生矩阵的统计特征作为特征向量。最后应用自组织迭代(ISODATA)分类算法依据对特征向量进行分类,从而实现了海底底质的划分。
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关键词
海底底质分类
声纳图像
纹理
GLCM
ISODATA
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职称材料
基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类
3
作者
宋佰万
付明生
+1 位作者
崔晓东
牛冲
《海洋通报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期198-209,共12页
海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增...
海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增加,特征空间中存在的无关和冗余特征严重影响底质分类精度。为了定量评估声学特征对底质类别的表征能力,并消除无效特征对分类结果的干扰,本文提出了基于多维度声学特征优选的海底底质分类方法。首先,结合实际底质样本的物理属性对多维特征进行排序和优选,排除冗余和无关特征。其次,分别应用支持向量机、随机森林和深度信念网络构建海底底质监督分类模型。通过利用爱尔兰海南部多波束调查数据和实地取样信息进行试验,结果表明提出方法对海底底质的总体分类精度和Kappa系数分别最高达到了86.20%和0.834,相较于主成分分析和熵指标特征选择方法有明显提高,突出了该方法在海底底质探测及制图的应用潜力。
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关键词
海底底质分类
多波束测深系统
特征优选
反向散射强度
海底地形
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职称材料
基于多尺度纹理特征的海底底质样本增强方法
4
作者
张少华
胡海洋
+2 位作者
王朋程
崔晓东
王亚雪
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2024年第2期31-35,共5页
针对多波束海底底质分类模型构建受限于样本和特征对海底底质类型表征不足、模型稳定性差等问题,利用多尺度滑动窗口法提取声学纹理特征,结合K-均值聚类分析其精度,实现了多尺度纹理特征的优选,并利用多尺度纹理特征并辅以地形特征结合S...
针对多波束海底底质分类模型构建受限于样本和特征对海底底质类型表征不足、模型稳定性差等问题,利用多尺度滑动窗口法提取声学纹理特征,结合K-均值聚类分析其精度,实现了多尺度纹理特征的优选,并利用多尺度纹理特征并辅以地形特征结合SLIC样本增强方法,实现了底质样本的有效扩充。同时,利用随机森林、BP神经网络、K最邻近、支持向量机等4种经典监督分类模型训练预测和评估所扩充的样本数据,最终总体分类精度均达到90%以上,kappa系数达到0.85以上。
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关键词
海底底质分类
反向散射强度
多尺度纹理特征
样本增强
监督分类
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职称材料
海底声呐图像智能底质分类技术研究综述
被引量:
3
5
作者
赵玉新
赵廷
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2020年第3期587-600,共14页
海底声呐图像底质分类技术是指利用多波束、侧扫声呐等设备获取海底图像进行浅表层地质属性信息的反演和预测。综合运用水声学、图像处理以及机器学习的相关理论,声学海底底质分类技术能够快速、准确地识别海底底质类型。通过回顾国内...
海底声呐图像底质分类技术是指利用多波束、侧扫声呐等设备获取海底图像进行浅表层地质属性信息的反演和预测。综合运用水声学、图像处理以及机器学习的相关理论,声学海底底质分类技术能够快速、准确地识别海底底质类型。通过回顾国内外发展历程,对利用声学图像进行海底底质分类的关键技术进行了总结,从声学海底底质分类的关系模型、海底声呐图像的特征表达和分类模型构建三个方面介绍了领域内的研究进展和主要方法,重点分析了不同模型和方法的原理、技术特点和适用场合,并结合卷积神经网络对深度学习方法在海底底质分类中的应用进行了讨论。最后,对海底声呐图像底质分类技术的研究方向和发展趋势进行了归纳和展望。
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关键词
声学探测
声呐图像
底质类型
特征提取
图像分类
监督学习
无监督学习
深度学习
卷积神经网络
海底底质分类
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职称材料
侧扫声呐图像噪声模型的分析
被引量:
2
6
作者
张楷涵
袁飞
程恩
《厦门大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期390-395,共6页
侧扫声呐图像在获取的过程中由于其成像机理和复杂的海底环境会产生斑点噪声,其中由于不同底质类型形成的海底混响是造成这些斑点噪声的一个主要因素.首先利用5种典型的概率分布对海底混响的统计特性进行拟合得到了最优的拟合分布.再通...
侧扫声呐图像在获取的过程中由于其成像机理和复杂的海底环境会产生斑点噪声,其中由于不同底质类型形成的海底混响是造成这些斑点噪声的一个主要因素.首先利用5种典型的概率分布对海底混响的统计特性进行拟合得到了最优的拟合分布.再通过分析灰度直方图相关的特征参数,提出了基于两个特征参数对最优分布参数的估计.最终,通过多元回归分析实现了侧扫声呐图像噪声模型的建立和不同底质类型的图像分类.实验结果表明:伽马分布模型具有拟合特性准确和概率计算便捷的优势;根据模型参数与图像特征所得到的模型可以有效地模拟不同底质类型混响所导致的噪声,有利于底质的分类和噪声的消除.
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关键词
海底混响
概率分布
声呐图像
底质分类
多元回归
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职称材料
多波束测深技术在海洋沉积学研究中的应用探索——以南海北部湾乐东海域为例
被引量:
1
7
作者
赵斌
刘胜旋
关永贤
《南海地质研究》
2015年第1期54-62,共9页
本文在获取研究区多波束水深和反向散射强度数据的基础上,应用CARIS、Global Mapper等后处理软件对数据进行分析和处理,获得高精度的海底地形地貌,对研究区出现的沙波地貌进行研究,并探讨其动力学成因;利用量化的底质反向散射强度...
本文在获取研究区多波束水深和反向散射强度数据的基础上,应用CARIS、Global Mapper等后处理软件对数据进行分析和处理,获得高精度的海底地形地貌,对研究区出现的沙波地貌进行研究,并探讨其动力学成因;利用量化的底质反向散射强度图像对研究区的底质类型进行识别和分类,主要得出以下结论:研究区沙波主要为大型沙波;从沙波形态分析,流水波浪主要为NE-SW及NW-SE向;研究区底质反向散射强度值区间为-15--30dB,由粒度从大Nd,的顺序可将研究区底质分为砂、粉砂和泥质三种。对比采集的站位样品资料发现,通过多波束反向散射强度来对底质进行分类的准确性是非常高的。高精度的多波束数据对海底沉积地貌和底质类型的识别有着重要的作用。
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关键词
多波束
沙波
反向散射强度
底质分类
原文传递
题名
多波束声学底质分类研究进展与展望
被引量:
21
1
作者
唐秋华
纪雪
丁继胜
周兴华
李杰
机构
自然资源部第一海洋研究所
山东科技大学测绘科学与工程学院
测绘遥感信息工程国家重点实验室
出处
《海洋科学进展》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期1-10,共10页
基金
国家重点研发计划项目--水下参考框架点建设与维护技术(2016YFB0501703)
国家自然科学基金项目--多波束声呐数据精细处理技术及其在海底形态特征分析中的应用研究(41876111)
文摘
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。
关键词
多波束测深系统
反向散射强度
海底底质分类
Keywords
multibeam
echo
sounder
backscatter
strength
seabed
sediment
classification
分类号
P737.2 [天文地球—海洋地质]
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职称材料
题名
基于声纳图像纹理特征的海底底质分类方法研究
被引量:
8
2
作者
赵永祯
唐劲松
钟何平
机构
[
海军工程大学电子工程学院
出处
《海洋测绘》
CSCD
2015年第3期60-63,共4页
基金
国家自然科学基金(61072092)
文摘
一般不同底质的海底声纳图的纹理特征不同。重点分析了不同底质声纳图像纹理特征的差异,为底质分类的实现提供了基础。并提取了海底声纳图像的灰度共生矩阵,将灰度共生矩阵的统计特征作为特征向量。最后应用自组织迭代(ISODATA)分类算法依据对特征向量进行分类,从而实现了海底底质的划分。
关键词
海底底质分类
声纳图像
纹理
GLCM
ISODATA
Keywords
seabed
sediment
classification
sonar
image
texture
GLCM
ISODATA
分类号
P237 [天文地球—摄影测量与遥感]
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职称材料
题名
基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类
3
作者
宋佰万
付明生
崔晓东
牛冲
机构
山东省地质测绘院
山东科技大学测绘与空间信息学院
出处
《海洋通报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期198-209,共12页
基金
国家自然科学基金(52201400)
山东省自然科学基金青年项目(ZR2022QD043)
+2 种基金
山东省地质测绘院科技创新团队及培育项目(YKKY202202)
广东省促进经济高质量发展(海洋经济发展)海洋六大产业专项(GDNRC[2023]42)
自然资源部海底科学重点实验室开放基金(KLSG2203)。
文摘
海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增加,特征空间中存在的无关和冗余特征严重影响底质分类精度。为了定量评估声学特征对底质类别的表征能力,并消除无效特征对分类结果的干扰,本文提出了基于多维度声学特征优选的海底底质分类方法。首先,结合实际底质样本的物理属性对多维特征进行排序和优选,排除冗余和无关特征。其次,分别应用支持向量机、随机森林和深度信念网络构建海底底质监督分类模型。通过利用爱尔兰海南部多波束调查数据和实地取样信息进行试验,结果表明提出方法对海底底质的总体分类精度和Kappa系数分别最高达到了86.20%和0.834,相较于主成分分析和熵指标特征选择方法有明显提高,突出了该方法在海底底质探测及制图的应用潜力。
关键词
海底底质分类
多波束测深系统
特征优选
反向散射强度
海底地形
Keywords
seabed
sediment
classification
multibeam
echo-sounding
system
feature
optimization
backscatter
intensity
seabed
terrain
分类号
P736.12 [天文地球—海洋地质]
P229.1 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
基于多尺度纹理特征的海底底质样本增强方法
4
作者
张少华
胡海洋
王朋程
崔晓东
王亚雪
机构
山东省第三地质矿产勘查院
山东科技大学测绘与空间信息学院
出处
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2024年第2期31-35,共5页
基金
国家自然科学基金(52201400)
山东省自然科学基金(ZR2022QD043)
+2 种基金
山东省第三地质矿产勘查院科技创新基金(SYKJ-202205)
广东省促进经济高质量发展(海洋经济发展)海洋六大产业专项(GDNRC[2023]42)
浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院)2022年度院长科学基金(ZIHE21Y005)。
文摘
针对多波束海底底质分类模型构建受限于样本和特征对海底底质类型表征不足、模型稳定性差等问题,利用多尺度滑动窗口法提取声学纹理特征,结合K-均值聚类分析其精度,实现了多尺度纹理特征的优选,并利用多尺度纹理特征并辅以地形特征结合SLIC样本增强方法,实现了底质样本的有效扩充。同时,利用随机森林、BP神经网络、K最邻近、支持向量机等4种经典监督分类模型训练预测和评估所扩充的样本数据,最终总体分类精度均达到90%以上,kappa系数达到0.85以上。
关键词
海底底质分类
反向散射强度
多尺度纹理特征
样本增强
监督分类
Keywords
classification
of
seabed
sediment
backscatter
intensity
multiscale
texture
features
sample
enhancement
supervised
classification
分类号
P229.3 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
海底声呐图像智能底质分类技术研究综述
被引量:
3
5
作者
赵玉新
赵廷
机构
哈尔滨工程大学自动化学院
出处
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2020年第3期587-600,共14页
基金
国家重点基础研究发展计划(613317)
国家自然科学基金面上项目(41676088).
文摘
海底声呐图像底质分类技术是指利用多波束、侧扫声呐等设备获取海底图像进行浅表层地质属性信息的反演和预测。综合运用水声学、图像处理以及机器学习的相关理论,声学海底底质分类技术能够快速、准确地识别海底底质类型。通过回顾国内外发展历程,对利用声学图像进行海底底质分类的关键技术进行了总结,从声学海底底质分类的关系模型、海底声呐图像的特征表达和分类模型构建三个方面介绍了领域内的研究进展和主要方法,重点分析了不同模型和方法的原理、技术特点和适用场合,并结合卷积神经网络对深度学习方法在海底底质分类中的应用进行了讨论。最后,对海底声呐图像底质分类技术的研究方向和发展趋势进行了归纳和展望。
关键词
声学探测
声呐图像
底质类型
特征提取
图像分类
监督学习
无监督学习
深度学习
卷积神经网络
海底底质分类
Keywords
acoustic
detection
sonar
image
sediment
type
feature
extraction
image
classification
supervized
learning
unsupervized
learning
deep
learning
convolutional
neural
network
seabed
sediment
classification
分类号
TP753 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
侧扫声呐图像噪声模型的分析
被引量:
2
6
作者
张楷涵
袁飞
程恩
机构
厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室
出处
《厦门大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期390-395,共6页
基金
国家自然科学基金(61471308,61571377)
文摘
侧扫声呐图像在获取的过程中由于其成像机理和复杂的海底环境会产生斑点噪声,其中由于不同底质类型形成的海底混响是造成这些斑点噪声的一个主要因素.首先利用5种典型的概率分布对海底混响的统计特性进行拟合得到了最优的拟合分布.再通过分析灰度直方图相关的特征参数,提出了基于两个特征参数对最优分布参数的估计.最终,通过多元回归分析实现了侧扫声呐图像噪声模型的建立和不同底质类型的图像分类.实验结果表明:伽马分布模型具有拟合特性准确和概率计算便捷的优势;根据模型参数与图像特征所得到的模型可以有效地模拟不同底质类型混响所导致的噪声,有利于底质的分类和噪声的消除.
关键词
海底混响
概率分布
声呐图像
底质分类
多元回归
Keywords
seabed
reverberation
probability
distributions
sonar
image
sediment
classification
multiple
regression
分类号
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
多波束测深技术在海洋沉积学研究中的应用探索——以南海北部湾乐东海域为例
被引量:
1
7
作者
赵斌
刘胜旋
关永贤
机构
国土资源部海底矿产资源重点实验室广州海洋地质调查局
出处
《南海地质研究》
2015年第1期54-62,共9页
基金
国家自然科学基金重大计划重点项目(91128205)
文摘
本文在获取研究区多波束水深和反向散射强度数据的基础上,应用CARIS、Global Mapper等后处理软件对数据进行分析和处理,获得高精度的海底地形地貌,对研究区出现的沙波地貌进行研究,并探讨其动力学成因;利用量化的底质反向散射强度图像对研究区的底质类型进行识别和分类,主要得出以下结论:研究区沙波主要为大型沙波;从沙波形态分析,流水波浪主要为NE-SW及NW-SE向;研究区底质反向散射强度值区间为-15--30dB,由粒度从大Nd,的顺序可将研究区底质分为砂、粉砂和泥质三种。对比采集的站位样品资料发现,通过多波束反向散射强度来对底质进行分类的准确性是非常高的。高精度的多波束数据对海底沉积地貌和底质类型的识别有着重要的作用。
关键词
多波束
沙波
反向散射强度
底质分类
Keywords
multibeam
sand
wave
backscatter
strength
seabed
sediment
classification
分类号
P736.2 [天文地球—海洋地质]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多波束声学底质分类研究进展与展望
唐秋华
纪雪
丁继胜
周兴华
李杰
《海洋科学进展》
CAS
CSCD
北大核心
2019
21
下载PDF
职称材料
2
基于声纳图像纹理特征的海底底质分类方法研究
赵永祯
唐劲松
钟何平
《海洋测绘》
CSCD
2015
8
下载PDF
职称材料
3
基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类
宋佰万
付明生
崔晓东
牛冲
《海洋通报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
4
基于多尺度纹理特征的海底底质样本增强方法
张少华
胡海洋
王朋程
崔晓东
王亚雪
《海洋测绘》
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
5
海底声呐图像智能底质分类技术研究综述
赵玉新
赵廷
《智能系统学报》
CSCD
北大核心
2020
3
下载PDF
职称材料
6
侧扫声呐图像噪声模型的分析
张楷涵
袁飞
程恩
《厦门大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
下载PDF
职称材料
7
多波束测深技术在海洋沉积学研究中的应用探索——以南海北部湾乐东海域为例
赵斌
刘胜旋
关永贤
《南海地质研究》
2015
1
原文传递
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