[發明專利]基于區域生長的海底地貌單元輪廓及細節識別方法

有效

• 申請號: 202110022615.4
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112907615B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 周雨勝;魯銀濤;邵大力;谷明峰;許小勇;王微微
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06T7/187
• 分類號: G06T7/187;G06T7/13;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于區域生長的海底地貌單元輪廓及細節識別方法。包括如下基本步驟：1)根據待識別區域中各觀測點的水深值、曲率值及坡度值確定初始種子點；2)基于水深值進行種子區域生長；3)基于坡度值進行種子區域生長；4)對種子區域進行模糊處理；5)提取地貌單元的輪廓；6)基于坡度值補充地貌單元的細節；7)基于曲率值補充地貌單元的細節。本發明具有方法簡單、計算量小、實時性好、節約人力、易于實現等優點。適用于海底地貌單元的輪廓及細節識別。

技術領域

本發明涉及海洋測繪、大數據處理、邊緣識別、區域生長等技術領域，具體涉及一種基于區域生長的海底地貌單元輪廓及細節識別方法。

背景技術

海底地貌單元邊緣識別是海洋開發的基礎。通過識別海底地貌單元邊緣，可獲取海床起伏變化、海底板塊運動規律等數據。這些數據能夠在水下管道排布、海洋油氣勘探和環境監測等海洋科學、工程中發揮重要作用。

通過海底地貌測量，可獲取海底測量點信息，包括位置、海拔、方位等。目前，常用多波束測深系統進行測量，該系統可在航跡正交的扇面內發射上百個波束，通過檢測聲波往返于換能器到海底的傳播時間，結合當前聲速、潮位、船姿等多項參數計算水深。相較于傳統的單波束回聲探測技術，多波束測深系統具有精度高、覆蓋面廣等特點。

在對海底地貌進行觀測時，采用位置結合水深數據繪制二維地形圖，圖中觀測點顏色深淺變化可以直觀體現地貌單元海拔變化。受地震、洋流、生物作用等多種因素影響，海底地貌單元的類型具有復雜性、多樣性，包括珊瑚礁、海底峽谷、深水水道、海山、碳酸鹽臺地、陡崖、滑坡等，為邊緣識別帶來一定難度。以海底珊瑚礁為例，在邊緣輪廓內還存在著大量細節，僅依靠海拔特征無法準確識別全部細節。

雖然目前已有一些海底地貌單元邊緣的自動提取方法，但是，此類方法主要用于提取脊線、谷底線、海岸線等特定類型的邊緣，難以實現海底地貌單元整體邊緣或全部細節的提取。

發明內容

本發明的目的是提取地貌單元的輪廓和細節。本發明具有方法簡單、計算量小、實時性好、節約人力、易于實現等優點。適用于海底地貌單元的輪廓及細節識別。

本發明包括如下步驟：

(1)確定初始種子點：

輸入待識別區域中各觀測點的水深值h_i、曲率值c_i及坡度值s_i，若滿足s_i≥s_k或|c_i|≥c_k，則該i點為初始種子點，其中，s_k、c_k分別為用于確定初始種子點的坡度閾值和曲率閾值，根據待識別區域的坡度范圍和曲率范圍人工設定，i＝1,2,…,n，n為待識別區域的觀測點個數；

(2)基于水深值進行種子區域生長：

若i點為與種子點相鄰的非種子點，且滿足h_i≥h_g或h_i≤h_k，則該i點被標記為種子點，其中，i＝1,2,…,n，h_k＜h_g，h_k、h_g均為水深閾值，根據待識別區域的水深范圍人工設定；

(3)基于坡度值進行種子區域生長：

若i點為與種子點相鄰的非種子點，則以i點為中心，構造m×m網格，若s_i≥s_z，則該i點被標記為種子點，其中，s_z為m×m網格中與非種子點相鄰的種子點的坡度值的中位數，m為大于1的奇數；

(4)種子區域的模糊處理：