多波束测深系统数字海图技术研究

论文摘要

多波束条带测深系统是当代海洋基础勘测中的一项高新技术产品。它是一种高测量效率、高测量精度、高分辨率的海底地形测量设备,特别适合大面积的扫海测量作业。该系统的最终成果体现就是得到数字地理海图的三维地形图显示,因此拼图技术在整个系统中具有极其重要的地位。论文使用我国第一台条带测深仪的测量数据进行数字海图技术的研究,主要研究的内容有:将多波束条带测深仪测得的深度数据进行预处理;然后进行大地坐标变换及高斯-克吕格投影转换后生成电子地图平面坐标,进而绘制等深线图和三维海底地形图。论文利用了多波束数据的空间相关信息,使用基于高斯地形曲面拟合的数据网格化方法,压缩冗余数据量。根据不规则格网技术生成标准等深线图,并对其予以平滑处理,同时基于层次细节（LOD）算法,生成三维海底地形图。最后使用小波变换技术,对三维地形图进行滤波、增强、光照等处理,逼真地反演出水下地形。在理论研究的基础上,论文以MATLAB软件为开发平台,开发出一套适用于多波束测深数据的拼图软件,可用于多波束测深系统数字海图的生成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景与来源
• 1.2 多波束测深技术
• 1.3 国内外主要数字海图技术发展现状
• 1.4 论文研究的关键技术
• 第2章 条带测深仪简介
• 2.1 国内外多波束条带测深技术发展状况
• 2.2 条带测深仪的系统组成
• 2.3 条带测深仪工作原理
• 2.4 本章小结
• 第3章 多波束数据预处理技术
• 3.1 数据预处理
• 3.2 坐标转换
• 3.2.1 坐标系统的介绍
• 3.2.2 坐标系统的转换
• 3.3 深度数据拟合处理
• 3.3.1 数据拟合处理算法
• 3.3.2 高斯加权拟合
• 3.4 本章小结
• 第4章 数字海图绘制技术研究
• 4.1 等深线的生成
• 4.1.1 不规则格网等深线的生成算法
• 4.1.2 基于不规则格网剖分和高斯小波函数的数据网格化
• 4.2 LOD技术及原理
• 4.2.1 三维地形的显示方法
• 4.2.2 层次细节技术 LOD（Level of Detail）
• 4.2.3 基于四叉树的动态多分辨率三维地形的实现
• 4.3 三维立体图的处理
• 4.3.1 图像增强
• 4.3.2 小波原理
• 4.3.3 反锐化掩模法算法思想及实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 软件实现与海试数据处理结果
• 5.1 软件平台的选择
• 5.1.1 MATLAB图像处理的优点
• 5.1.2 MATLAB与 VC相比的优势
• 5.2 湖试数据实验结果
• 5.2.1 测线图
• 5.2.2 Delaunay三角剖分图
• 5.2.3 水深透写图
• 5.2.4 等深线图
• 5.2.5 三维海底地形图
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢