[實(shí)用新型]適用于島礁區(qū)淺水海底地貌測(cè)繪的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202220679118.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN217332870U
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙中偉;高偉健;吳凌云;汪靈;李偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南海海洋研究所
• 主分類號(hào): G01S19/48
• 分類號(hào): G01S19/48;G01C11/02;B63B35/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 勞劍東;劉明星

本實(shí)用新型公開了一種適用于島礁區(qū)淺水海底地貌測(cè)繪的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，涉及海底測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域，其包括：測(cè)繪小艇，其用于搭載多源測(cè)繪設(shè)備和測(cè)繪工作人員；導(dǎo)航定位接收器，其設(shè)置于所述測(cè)繪小艇上，用于接收衛(wèi)星信號(hào)以獲取定位和時(shí)鐘數(shù)據(jù)；測(cè)深儀和海底測(cè)繪攝像機(jī)，其均與所述測(cè)繪小艇連接且所述測(cè)深儀和海底測(cè)繪攝像機(jī)分別用于采集海底水深和地貌影像數(shù)據(jù)，其中，所述海底水深和地貌影像數(shù)據(jù)均使用所述定位和時(shí)鐘數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型用于解決傳統(tǒng)島礁區(qū)海底水深測(cè)量與地貌影像數(shù)據(jù)難以同步采集和數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置系統(tǒng)匹配的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海底測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于島礁區(qū)淺水海底地貌測(cè)繪的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前海底測(cè)繪領(lǐng)域?qū)τ趰u礁區(qū)淺水測(cè)繪的調(diào)查技術(shù)主要有衛(wèi)星遙感水深反演、聲吶水深測(cè)量、無人艇測(cè)繪和水下地貌攝像等。利用光學(xué)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)島礁區(qū)淺水地形地貌的反演，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)島礁區(qū)淺水地形的測(cè)繪，是近年來航天科技、遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域多學(xué)科融合發(fā)展而來的新型測(cè)繪技術(shù)。但是衛(wèi)星遙感反演水深需要在測(cè)繪區(qū)首先積累大量的水深實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，然后將測(cè)量結(jié)果與同時(shí)段的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的光譜進(jìn)行耦合對(duì)比，形成一套適用于小區(qū)域的反演算法。這樣的方法顯然是不適合對(duì)未知淺水區(qū)進(jìn)行首次海底測(cè)繪的，而且由于衛(wèi)星遙感光譜數(shù)據(jù)還受到水色、溫度、表層懸浮物質(zhì)以及季節(jié)變化的影響，使得這種方法的應(yīng)用性非常局限。聲吶水深測(cè)量時(shí)海底測(cè)繪一直以來的傳統(tǒng)技術(shù)手段，但是它僅僅能夠記錄海底水深這一單一海底地貌元素，無法反應(yīng)海底的真實(shí)地貌形態(tài)和影像可視化信息。近年來，隨著裝備制造業(yè)的發(fā)展，無人艇測(cè)繪技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小區(qū)域海底地形的自主測(cè)繪。但是無人測(cè)繪艇的造價(jià)極高、續(xù)航能力較差、抗風(fēng)浪強(qiáng)度弱，使得其難以勝任島礁淺水區(qū)破浪帶復(fù)雜海況的測(cè)繪任務(wù)。其次，無人艇測(cè)繪只能按照預(yù)定航線進(jìn)行自主航行，如遇突發(fā)狀況無法進(jìn)行自主決斷，很可能造成設(shè)備和儀器的損失。水下地貌攝像是刻畫海底地形地貌的可視化關(guān)鍵技術(shù)，隨著高清攝像設(shè)備和水下照明系統(tǒng)的集成式發(fā)展，使得海底測(cè)繪行業(yè)可以進(jìn)一步提升對(duì)海底地貌和底質(zhì)等信息的獲取。但是水下地貌攝像數(shù)據(jù)的采集過程中往往無法確定其坐標(biāo)位置信息，很難將海底地貌影像與水深測(cè)量結(jié)果進(jìn)行良好的匹配。以上技術(shù)都無法滿足我國島礁區(qū)淺水測(cè)繪任務(wù)繁重、海況復(fù)雜和資源受限的現(xiàn)實(shí)困難和任務(wù)需求。

因此，極其需要一套物美價(jià)廉、機(jī)動(dòng)性高、巡航時(shí)間長(zhǎng)的，可以實(shí)現(xiàn)海底水深和地貌影像數(shù)據(jù)同步采集且采用統(tǒng)一授時(shí)和坐標(biāo)系統(tǒng)的集成式海底地貌數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供一種適用于島礁區(qū)淺水海底地貌測(cè)繪的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于解決傳統(tǒng)島礁區(qū)海底水深測(cè)量與地貌影像數(shù)據(jù)難以同步采集和數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置系統(tǒng)匹配的難題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種適用于島礁區(qū)淺水海底地貌測(cè)繪的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其包括：

測(cè)繪小艇，其用于搭載多源測(cè)繪設(shè)備和測(cè)繪工作人員；

導(dǎo)航定位接收器，其設(shè)置于所述測(cè)繪小艇上，用于接收衛(wèi)星信號(hào)以獲取定位和時(shí)鐘數(shù)據(jù)；

測(cè)深儀和海底測(cè)繪攝像機(jī)，其均與所述測(cè)繪小艇連接且所述測(cè)深儀和海底測(cè)繪攝像機(jī)分別用于采集海底水深和地貌影像數(shù)據(jù)，其中，所述海底水深和地貌影像數(shù)據(jù)均使用所述定位和時(shí)鐘數(shù)據(jù)。

如上所述的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述導(dǎo)航定位接收器架設(shè)在所述測(cè)繪小艇的前部空間。

如上所述的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述測(cè)繪小艇的前部空間為敞開式設(shè)置，所述導(dǎo)航定位接收器架設(shè)在不低于所述測(cè)繪小艇的甲板的水平面1.5米高度處。

如上所述的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述定位和時(shí)鐘數(shù)據(jù)包括坐標(biāo)定位、準(zhǔn)確時(shí)間和航線信息。

如上所述的集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步地，所述測(cè)深儀通過帶轉(zhuǎn)軸的豎桿架設(shè)在小艇側(cè)翼，所述測(cè)深儀在工作時(shí)可下放至海平面以下0.25米處。