[發明專利]一種適用海底探測與假地形處理的實測SVP重構方法

有效

• 申請號: 201310152512.5
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103292792A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 吳自銀;李守軍;李家彪;尚繼宏;金肖兵;羅孝文;趙荻能;周潔瓊
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

1.一種適用海底探測與假地形處理的實測SVP重構方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟1：實測SVP特征快速簡化與提取

(1)SVP數據采集：使用海洋聲速剖面儀器，采用在線或自容工作模式，實時采集SVP，并形成原始數據集V₁={v1_i}，其中i為自然數；

(2)SVP數據讀取：從海洋聲速剖面儀器讀取采集的SVP數據，包括深度、聲速、溫度和鹽度、采集的時間和大地坐標，形成SVP數據集V₂={v2_i}；

(3)使用D-P算法對SVP特征識別與簡化：使用D-P算法，對原始SVP剖面進行特征提取與擬合，調整曲線偏離因子D來擬合并簡化原始SVP，保留原始SVP曲線的拐點，形成SVP數據集V₃={v3_i}；

(4)地形地貌實時勘測并檢查SVP：將步驟（3）獲取的SVP數據集V₃={v_i}傳輸到海底地形地貌實時采集系統，并加載到實時采集軟件，通過現場監控端，觀測實時采集的海底面變化情況；若發生聲速層數大于m，其中m為外部輸入常量，返回步驟（3）重新擬合SVP；若海底面出現以中央波束為中心的對稱向上或向下弧形彎曲應返回步驟（1）并重新采集SVP；

步驟2：基于實測SVP的海底地形地貌數據預處理

將SVP數據集合V_all={V_i}導入多波束數據后處理系統，每個聲速剖面V_i均包含采集的時間t_i和大地坐標位置(x_i,y_i)，使用多波束后處理系統輸出海底離散水深數據，采用距離反比加權方法構建海底DTM，進行初步海底地形成圖，采用下述方法以判斷采集的SVP是否滿足海底地形地貌數據后處理需求：

若，出現沿船前進跡方向的脊狀假地形，所述的脊狀假地形是指以航跡中心線為對稱軸的向上或向下弧狀彎曲地形，則進入步驟3，

若，形成的海底地形無脊狀假地形，進入步驟4；

步驟3：基于多點實測SVP的時空重構

（1）數據檢查：將獲取的SVP數據集合V_all={V_i}按每個聲速剖面V_i的采集坐標投影到大地坐標系中；

（2）按時序構建SVP：若多波束測量數據的時間t不被SVP數據集合V_all={V_i}采集時間T所包含，則查詢V_all={V_i}，通過數據的測量時間t和聲速剖面的測量時間t_i的差值Δt(Δt=|t-t_i|)最小的SVP數據V_i，并以V_i的SVP特征為依據，通過復制方式增加一個新的聲速剖面V_new，并返回步驟2，通過海底地形的重繪；所述SVP特征是指深度、聲速、溫度和鹽度；

（3）按空間分布重構SVP：當SVP在空間上分布不均勻時，根據測量數據的時間t和位置(x,y)，依次查詢V_all={V_i}的時間t_i和位置(x_i,y_i)，查詢在時間差值Δt(Δt=|t-t_i|)和空間距離最小的兩個相鄰聲速剖面V_i={vi_i}和V_j={vj_i}，按照下述方式形成新的聲速剖面V_k：

V_k={vk_i}，每個聲速值vk_i=|vj_i-vi_i|×|t_k-ti|÷|t_j-t_i|，其中t_k、t_i和t_j分別為聲速剖面V_k、V_i和V_j的測量時間，t_k為外部輸入的數值；

然后返回步驟2；

（4）新增加可調SVP：若在步驟2和步驟3超過n次循環測算，仍無法構建海底DTM，則構建簡化的SVP，該SVP包括四個數值：入水聲速值v_surf、換能器附近的拐點聲速值v_tran、聲道拐點聲速值v_turn和最深處聲速值v_last，并返回步驟2；

其中的n為外部輸入變量；

步驟4：海底地形地貌圖制作

采用距離反比加權方法構建海底DTM，并繪制海底地形圖和海底地貌圖。