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多光谱信息改进的DBSCAN测深点云滤波方法
1
作者 张琪 张帅 +2 位作者 李程 张凯 陈卓 《海洋测绘》 北大核心 2025年第4期10-14,29,共6页
ICESat-2光子测量数据中的噪点显著干扰海底地形信息提取,因此有效的滤波算法是ICESat-2测深数据有效性的关键。针对传统DBSCAN滤波算法的局限性,基于ICESat-2测深点云和多光谱波段比值同时受到水深变化影响这一特性,提出一种利用多光... ICESat-2光子测量数据中的噪点显著干扰海底地形信息提取,因此有效的滤波算法是ICESat-2测深数据有效性的关键。针对传统DBSCAN滤波算法的局限性,基于ICESat-2测深点云和多光谱波段比值同时受到水深变化影响这一特性,提出一种利用多光谱影像信息改进的DBSCAN滤波算法。该算法采用M估计对剔除异常值后的残差点进行拟合,并通过设定置信区间对残差点进行滤波,从而实现ICESat-2数据的精细化处理。通过毛伊岛和甘泉岛水域与实测数据对比结果显示,所提出的方法MAE和RMSE精度均有不同程度的提升,显著提高了ICESat-2水深探测精度,为获取浅海水深信息提供了有力的技术支持。 展开更多
关键词 水深探测 ICESat-2测深 多光谱影像 密度聚类算法 点云滤波
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联合CSF和DBSCAN的多波束点云水下管线分割方法研究
2
作者 沈蔚 杨朝禹 +2 位作者 杨智松 冷佳昕 王梓程 《海洋测绘》 北大核心 2025年第2期24-28,共5页
针对当前水下管线人工识别探测效率低、成本高的问题,利用多波束水深点云,提出一种结合CSF滤波与DBSCAN聚类分割的水下管线自动识别与分割方法。该方法通过CSF滤波将多波束点云分割为水下地形点和管线点,并结合DBSCAN聚类算法进一步过... 针对当前水下管线人工识别探测效率低、成本高的问题,利用多波束水深点云,提出一种结合CSF滤波与DBSCAN聚类分割的水下管线自动识别与分割方法。该方法通过CSF滤波将多波束点云分割为水下地形点和管线点,并结合DBSCAN聚类算法进一步过滤误差点,以获得准确的管线点云。两个实验结果表明,该方法能够准确识别水下管道的三维形态,提取其长度、口径等参数,可以较好的识别水下电缆裸露长度以及走向。同时方法操作简单、易于运用,分割精度高,可大范围应用到水下管线裸露探测与量化评估,为水下管线的管理和保护提供技术方法支持。 展开更多
关键词 管线分割 滤波 布料模拟滤波 DBSCAN聚类 多波束点云
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航渡式水深测量水位改正优化:(二)潮汐模型融合 被引量：1
3
作者 黄辰虎 丁天昊 +2 位作者 苑福利 唐岩 柯灏 《海洋测绘》 北大核心 2025年第1期25-30,共6页
针对全球海域航渡式水深测量水位改正难题,对DTU23、FES2014、EOT20、TPXO9、GOT4.8及HAMTIDE11a等国际模型作精度评估,优选不同分潮融合生成空间分辨率1/32°新模型。经与太平洋152个、大西洋118个、印度洋54个、南极海域16个验潮... 针对全球海域航渡式水深测量水位改正难题,对DTU23、FES2014、EOT20、TPXO9、GOT4.8及HAMTIDE11a等国际模型作精度评估,优选不同分潮融合生成空间分辨率1/32°新模型。经与太平洋152个、大西洋118个、印度洋54个、南极海域16个验潮站各1个月时长的水位观测数据比对,中误差分别为21.4 cm、15.1 cm、23.9 cm、11.7 cm,新模型的空间分辨率及天文潮预报精度均优于现有模型,下步工作是构建全球海域Sa、Ssa长周期天文气象分潮,以适配全球范围的深度基准计算和天文潮预报。 展开更多
关键词 水深测量 水位改正 潮汐模型 天文气象分潮 深度基准
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联合K-D树和GPU并行运算的CUBE快速滤波方法
4
作者 李枭凯 王力 +2 位作者 李广云 高欣圆 靳海峰 《海洋测绘》 北大核心 2025年第2期14-18,共5页
针对多波束测深数据滤波算法的效率问题,提出了一种联合K-D树和GPU并行运算的CUBE(com-bined uncertainty bathymetry estimator,CUBE)快速滤波算法。该算法首先利用K-D树对点云数据进行高效索引,然后将滤波任务分配至GPU的流式多处理... 针对多波束测深数据滤波算法的效率问题,提出了一种联合K-D树和GPU并行运算的CUBE(com-bined uncertainty bathymetry estimator,CUBE)快速滤波算法。该算法首先利用K-D树对点云数据进行高效索引,然后将滤波任务分配至GPU的流式多处理器进行并行处理,从而显著提升了执行速度。实验部分通过比较K-D树与八叉树的索引效率,验证了K-D树在处理大规模点云数据时的优势。将本算法与串行CUBE算法及CARIS HIPS软件的CUBE模块进行对比,结果显示在亿级数据量处理中,滤波速度提高了约13.8倍。此外,本算法在保持数据真实性和去噪效果的前提下,展现了与商业软件相当的处理效率,为多波束测深数据的高效处理提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 多波束测深 数据处理 CUBE算法 K-D树 GPU加速
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DP算法简化声速剖面中的最优阈值确定方法 被引量：1
5
作者 张威 金绍华 +2 位作者 边刚 崔杨 夏海兴 《海洋测绘》 北大核心 2025年第1期35-38,43,共5页
在进行深远海多波束水深测量时,常常需要简化声速剖面以提高声线跟踪效率。针对人工确定声速剖面简化阈值困难的问题,在应用DP(Douglas-Peucker)算法简化声速剖面的基础上,提出利用最小二乘法拟合阈值与声速点数关系曲线,通过寻找拟合... 在进行深远海多波束水深测量时,常常需要简化声速剖面以提高声线跟踪效率。针对人工确定声速剖面简化阈值困难的问题,在应用DP(Douglas-Peucker)算法简化声速剖面的基础上,提出利用最小二乘法拟合阈值与声速点数关系曲线,通过寻找拟合曲线最大曲率确定最优简化阈值的方法。实例计算结果表明,该方法确定的阈值能够实现对原始声速剖面的合理精简,声速点精简率可达97.85%;仿真计算结果表明,利用简化声速剖面进行声线跟踪时,在满足水深测量精度要求的同时能够提高声线跟踪效率。本文提出的方法能够自动确定任意声速剖面的最优简化阈值,可为其他声速剖面简化方法确定简化阈值时提供参考。 展开更多
关键词 海道测量 多波束测深 声速改正 声速剖面简化 拟合曲线 最小二乘法
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声线跟踪吃水深度误差对海底控制点定位影响
6
作者 孙文舟 曾安敏 乔正明 《测绘学报》 北大核心 2025年第5期831-839,共9页
声学水下定位技术是获取海底控制点三维绝对坐标的重要手段,其中测量船底换能器吃水深度会影响声线跟踪的起算深度,吃水深度误差会引起斜距值计算相应系统误差,进而影响海底控制点定位解算结果。本文首先通过声速剖面面积差研究了吃水... 声学水下定位技术是获取海底控制点三维绝对坐标的重要手段,其中测量船底换能器吃水深度会影响声线跟踪的起算深度,吃水深度误差会引起斜距值计算相应系统误差,进而影响海底控制点定位解算结果。本文首先通过声速剖面面积差研究了吃水深度误差与声学测距误差的关系,并分析了吃水深度误差引起的声学测距误差随梯度的变化规律,其次分析了典型深海声速剖面结构下,吃水深度误差引起的声学测距误差随深度和初始入射角的变化规律,以及对圆走航定位结果的影响。仿真试验表明,吃水深度误差可能导致厘米级甚至分米级的测距误差。3000 m水深实测数据表明,吃水深度误差可能造成垂向解分米级的偏差,且圆走航半径越大垂向解的偏差越大。 展开更多
关键词 海底控制点 声学测距 声线跟踪法 声速剖面面积差 测距系统误差
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伴随式多波束水深测量测线布设方案设计
7
作者 袁强 徐卫明 《海洋测绘》 北大核心 2025年第2期8-13,共6页
针对深远海多平台伴随式多波束水深测量,如何合理布设计划测线高效实施全覆盖测量的问题,基于最优化布设准则,通过分析影响测线布设的关键因素,建立多波束测量海底覆盖宽度与重叠率计算模型,提出了多平台伴随式多波束水深测量测线布设方... 针对深远海多平台伴随式多波束水深测量,如何合理布设计划测线高效实施全覆盖测量的问题,基于最优化布设准则,通过分析影响测线布设的关键因素,建立多波束测量海底覆盖宽度与重叠率计算模型,提出了多平台伴随式多波束水深测量测线布设方案,并给出详细流程图。实验表明,按照该方案能够在复杂地形海域实现高效的测线布设,并且在仅增加10.97%的测量时间上,将测线重叠率由10%提高至18%,降低了深远海测量时因海况、定位误差等因素导致的漏测风险,为作业人员合理制定测量计划提供了参考依据。 展开更多
关键词 多波束测量 伴随式测量 测线布设方案 测线重叠率 深远海
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跨平台单波束测深软件研发与应用
8
作者 漫犟斌 柴冠军 +2 位作者 叶桂河 周灿阳 饶帮 《海洋测绘》 北大核心 2025年第4期20-23,共4页
为解决现有单波束测深软件在兼容性、自动化处理能力及跨平台适配性方面存在的不足,研究了一种跨平台单波束测深软件系统。该系统针对水深数据处理过程中常见的“假水”和“噪点团”等问题,提出了“黑盒子”滤波算法和数据抽稀算法,并与... 为解决现有单波束测深软件在兼容性、自动化处理能力及跨平台适配性方面存在的不足,研究了一种跨平台单波束测深软件系统。该系统针对水深数据处理过程中常见的“假水”和“噪点团”等问题,提出了“黑盒子”滤波算法和数据抽稀算法,并与Hypack软件的处理结果进行了对比分析。基于复杂水文环境下的实测数据验证表明,该系统具备良好的工程适用性,自动化处理结果接近人工处理水平,在数据处理精度、效率及跨平台兼容性方面表现优异,能够有效支撑海洋测绘、航道疏浚等工程应用需求。 展开更多
关键词 海洋测绘 单波束测深 数据处理 软件系统 跨平台 智能化
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IHOS-104水面航行水位信息产品规范研究和应用
9
作者 冼诗欣 吕玉晓 《海洋测绘》 北大核心 2025年第3期79-82,共4页
S-104标准由国际海道测量组织(IHO)在S-100框架下制定,专门用于规范动态潮汐和水位数据产品。为推动S-104数据的应用与发展,在分析研究S-104数据模型的基础上,利用水文站数据及天文预测数据,采用地理信息处理自动化技术,建立可复用的数... S-104标准由国际海道测量组织(IHO)在S-100框架下制定,专门用于规范动态潮汐和水位数据产品。为推动S-104数据的应用与发展,在分析研究S-104数据模型的基础上,利用水文站数据及天文预测数据,采用地理信息处理自动化技术,建立可复用的数据处理流程,制作了珠江口伶仃航道水域的S-104水位观测数据文件实例,并实现了水深与S-104水位数据动态潮位叠加显示和查询。本文所提方法可为我国相关部门开展符合S-104标准的水位信息数据产品生产以及构建水位助航数字服务系统奠定坚实基础。 展开更多
关键词 海道测量 S-100通用海道测量模型 S-104水面航行水位信息产品规范 水位数据 动态潮汐
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基于改进中值滤波算法的ICESat-2海底点云去噪处理与分析
10
作者 郝皎宇 李杰 +2 位作者 董志鹏 胡俊 唐秋华 《海洋科学进展》 北大核心 2025年第4期909-920,共12页
中值滤波作为一种经典的图像处理技术,广泛应用于图像去噪和点云数据降噪,但尚未应用在ICESat-2海底点云数据的去噪处理中。ICESat-2点云数据中的噪声点呈现出椒盐噪声的特征,而中值滤波在消除此类噪声具有显著的效果。基于这种优势,本... 中值滤波作为一种经典的图像处理技术,广泛应用于图像去噪和点云数据降噪,但尚未应用在ICESat-2海底点云数据的去噪处理中。ICESat-2点云数据中的噪声点呈现出椒盐噪声的特征,而中值滤波在消除此类噪声具有显著的效果。基于这种优势,本研究提出了一种新的去噪方法,该方法在传统中值滤波算法基础上,结合ICESat-2点云数据的特定噪声模式和空间分布特征分离噪声点云和信号点云。首先,通过频率统计法区分海面和海底数据,将海底数据转换为栅格形式,并使用中值滤波算法处理;其次,根据栅格数量,将像素集合分类为海底信号或离散点,再通过聚类分析进一步将离散点分为信号点和噪声点;最后,对筛选出的信号像素集合进行数据补全,以提高数据的准确性和完整性。通过将本研究方法结果与常用的DBSCAN去噪结果和基于置信度的分类结果进行比较,证实了本方法在保留海底地形数据方面的优越性。实验结果表明,本方法提取的海底水深数据与真实水深的决定系数高于0.95,平均绝对误差小于0.5 m,均方根误差小于1.0 m,平均相对误差小于0.5%,显示出较高的测深精度和可靠性,为ICESat-2海底点云数据的去噪处理提供了一种新的有效方法。 展开更多
关键词 ICESat-2激光卫星 点云去噪 中值滤波 水深探测
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多波束测深瞬时姿态误差的改正方法 被引量：42
11
作者 阳凡林 李家彪 +2 位作者 吴自银 赵俐红 艾波 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期450-456,共7页
详细分析多波束测深瞬时姿态误差对水深的影响及在3维地形图上的外观表现,针对性地提出相应的改正措施。将测量的水深数据去除地形趋势信号,得到受姿态误差影响的水深误差数据,采用其是否与横摇变化率和横摇测量值具有线性关系判断属时... 详细分析多波束测深瞬时姿态误差对水深的影响及在3维地形图上的外观表现,针对性地提出相应的改正措施。将测量的水深数据去除地形趋势信号,得到受姿态误差影响的水深误差数据,采用其是否与横摇变化率和横摇测量值具有线性关系判断属时延还是尺度引起的姿态误差,再搜索确定时延值或尺度系数,以此参数对受影响的区域进行改正。从实测数据处理结果来看,改正结果较理想。 展开更多
关键词 多波束声纳 瞬时 动态 姿态 误差
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浅水多波束勘测数据精细处理方法 被引量：59
12
作者 阳凡林 李家彪 +2 位作者 吴自银 金翔龙 初凤友 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期444-450,457,共8页
系统分析多波束勘测水深的误差表现,针对性地提出相应的改正措施,首先去掉勘测质量差的重复覆盖条带,改正横摇校准残差,然后根据提出的浅水常梯度声速模型,搜索确定模型参数,以此模型参数及波束到达角和旅行时对每个波束重新进行归位计... 系统分析多波束勘测水深的误差表现,针对性地提出相应的改正措施,首先去掉勘测质量差的重复覆盖条带,改正横摇校准残差,然后根据提出的浅水常梯度声速模型,搜索确定模型参数,以此模型参数及波束到达角和旅行时对每个波束重新进行归位计算,接着自动删除多余边缘波束,最后网格化水深数据并以对应的波束号确定中央和边缘波束位置,对格网中边缘波束进行强制微调,得到光滑的格网水深数据。从实测数据结果来看,本文算法物理意义明确、切实可行、后处理速度较快,改正结果较理想。 展开更多
关键词 多波束声纳 声速剖面 折射 假象
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削弱残余误差对多波束测深综合影响的方法研究 被引量：19
13
作者 赵建虎 张红梅 +1 位作者 严俊 张雨庆 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期1184-1187,共4页
提出了一种基于地形变化长波项与短波项相结合的残余误差综合削弱方法。实验验证了该方法的有效性。
关键词 多波束测深系统 残余误差 系统性影响 地形变化特征 误差削弱
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一种智能的最短航线构建方法 被引量：15
14
作者 张立华 朱庆 +2 位作者 张安民 刘雁春 韩元利 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期114-120,共7页
航线的优化设计是舰船安全、经济航行的基础。本文提出一种智能的最短航线构建方法。通过追踪安全等深线,获取障碍区,然后测试线段与障碍区的空间关系来智能地搜索最短路径。实验表明,与传统方法相比,新方法在效率、准确性和可靠性上都... 航线的优化设计是舰船安全、经济航行的基础。本文提出一种智能的最短航线构建方法。通过追踪安全等深线,获取障碍区,然后测试线段与障碍区的空间关系来智能地搜索最短路径。实验表明,与传统方法相比,新方法在效率、准确性和可靠性上都具有明显的优势。 展开更多
关键词 最短航线 等深线 障碍区 空间关系
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浅水多波束测深潮汐改正技术研究 被引量：13
15
作者 陆秀平 黄辰虎 +1 位作者 黄谟涛 欧阳永忠 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期922-925,共4页
提出了一种顾及潮时差变化的多验潮站多边形潮汐分区改正数学模型,设计了海量多波束数据通用的虚拟单验潮站改正模式。应用结果表明,该模型准确地再现了时变水位场,实现了区域瞬时海面的无缝拼接,较好地解决了多波束条带采用传统潮汐分... 提出了一种顾及潮时差变化的多验潮站多边形潮汐分区改正数学模型,设计了海量多波束数据通用的虚拟单验潮站改正模式。应用结果表明,该模型准确地再现了时变水位场,实现了区域瞬时海面的无缝拼接,较好地解决了多波束条带采用传统潮汐分区改正模型引起的断层及锯齿状问题。 展开更多
关键词 浅水多波束测深 潮时差 时变水位场 区域瞬时海面 无缝拼接
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多波束勘测声速剖面场的EOF表示方法 被引量：15
16
作者 丁继胜 周兴华 +1 位作者 唐秋华 陈义兰 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期446-449,共4页
提出了根据实测声速剖面,利用经验正交函数建立了声速剖面场的数学模型,得到了任意点位的声速剖面对边缘波束数据进行声线折射改正的方法。该方法对提高多波束勘测效率和精度具有重要意义。
关键词 多波束勘测 声速剖面 声线折射 经验正交函数
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基于数据库的保质设计制图综合知识库研究 被引量：13
17
作者 邓红艳 武芳 +1 位作者 翟仁健 朱鲲鹏 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期121-127,134,共8页
建立基于数据库的保质设计制图综合知识库,并对该知识库中的基本表结构、制图综合知识库的建立与维护、推理机制的实现分别进行阐述。其特点在于对质量知识的有效管理,使制图综合知识的作用不仅仅局限于综合开始阶段针对不同目标进行综... 建立基于数据库的保质设计制图综合知识库,并对该知识库中的基本表结构、制图综合知识库的建立与维护、推理机制的实现分别进行阐述。其特点在于对质量知识的有效管理,使制图综合知识的作用不仅仅局限于综合开始阶段针对不同目标进行综合处理方法的选择,而是在综合的各个阶段能够进行质量的自动引导与控制,同时在表结构设计中对保质设计中的质量功能配置进行考虑,能够实现自动推理机制,从而在整个制图综合过程中发挥质量控制的作用。 展开更多
关键词 数据库 保质设计 制图综合 知识库 表
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局域空间声速模型的建立方法研究 被引量：14
18
作者 赵建虎 周丰年 +1 位作者 张红梅 王胜平 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期199-202,共4页
在多波束测深系统的数据处理中,声速剖面的代表性误差严重地影响着波束的声线跟踪精度,并造成比较大的深度计算误差。为了削弱该影响,利用实测声速剖面数据、温度与盐度剖面数据,采用两种方法分别建立了区域空间声速模型。实践验证了该... 在多波束测深系统的数据处理中,声速剖面的代表性误差严重地影响着波束的声线跟踪精度,并造成比较大的深度计算误差。为了削弱该影响,利用实测声速剖面数据、温度与盐度剖面数据,采用两种方法分别建立了区域空间声速模型。实践验证了该方法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 声速剖面 温度剖面 盐度剖面 局域空间声速模型
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深度保证率和表达度指标的定义及评估方法 被引量：14
19
作者 张立华 贾帅东 +1 位作者 王涛 彭认灿 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期695-700,共6页
从航海安全性与航行资源表达的角度出发,分别定义了水深的深度保证率与表达度等指标,提出了保证率、合格率和表达度的评估方法,推导了相关的计算公式。实验结果表明,所定义的指标能分别从航海安全性和航行资源表达两个方面明确且较为合... 从航海安全性与航行资源表达的角度出发,分别定义了水深的深度保证率与表达度等指标,提出了保证率、合格率和表达度的评估方法,推导了相关的计算公式。实验结果表明,所定义的指标能分别从航海安全性和航行资源表达两个方面明确且较为合理地评估水深模型的质量;所提评估方法实用可行,比传统方法能更有效、全面地评估水深模型的表达安全性和航行资源的表达程度。 展开更多
关键词 航海 数字水深模型 深度保证率 深度表达度
原文传递
基于动态水位的航线可行性分析方法 被引量：14
20
作者 张立华 刘雁春 +1 位作者 朱庆 韩元利 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期892-895,共4页
提出了一种基于动态水位的航线可行性分析方法,通过追踪安全等深线,求取随瞬时水位时变的障碍区,然后分段判断航线与障碍区的相交情况,测试航线的可行性,求解可行性时间。实验表明,该方法能有效地分析动态水位影响下的航线可行性,扩大... 提出了一种基于动态水位的航线可行性分析方法,通过追踪安全等深线,求取随瞬时水位时变的障碍区,然后分段判断航线与障碍区的相交情况,测试航线的可行性,求解可行性时间。实验表明,该方法能有效地分析动态水位影响下的航线可行性,扩大通航能力,缩短航程。 展开更多
关键词 动态水位 可行性分析 航线 障碍区
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