摘要
多波束测量是水下探测的最新形式之一，多波束测深系统安装偏差能够对测深数据产生明显影响。随着计算机图形学、图像处理、计算机视觉等学科的发展以及学科交叉越来越广泛，多波束测深系统安装偏差校正的精度和自动化成为人们研究的重点。 目前最常用的多波束测深系统安装偏差校正方法是通过选择特殊地形，沿布设的测线进行多次测量，然后利用可视化对齐测量条带剖面投影的方式进行多波束测深系统安装偏差校正参数计算。但需要手动反复调整，过程较繁琐，并且容易受人眼观察对齐的个体差异性以及多波束测深数据可视化显示形式的双重影响，稳定性差。本文首先分析了多波束测深系统安装偏差校正方法的国内外研究现状，在深入研究多波束测深原理和相关多波束测深数据处理的基础上，对与计算安装偏差相关的多波束测深异常值检测、多波束测深数据可视化、基于两步法的多波束测深系统安装偏差的可视化精准计算以及可视化求解过程的效率优化等方面进行了研究。主要完成工作如下： 1)对多波束测深数据进行不同维度的可视化。利用可视化的方式对多波束测深数据和海底地形进行分析，以及计算多波束测深系统安装偏差和其他数据处理。 2)分析目前常用的多波束测深数据滤波方法，针对多波束测深系统安装偏差计算需要，选择基于深度值直方图统计的滤波方法，对多波束测深数据中存在的异常值进行剔除。 3)结合多波束测深系统安装偏差校正参数计算模型，利用抽样偏差最小作为同一校准测量周期内两条多波束测深数据条带的对齐判断依据，并研究实现基于两步法的多波束测深系统安装偏差自动精准可视计算。 4)针对多波束测深数据离散性、数据量大的特点，提出了逐级运算和趋势线拟合的思想，对可视化精准计算过程进行了优化，实现了校正参数的快速精准计算。 5)开发并实现了校正参数可视化计算软件，并结合典型实验区对算法精度和效率进行了测试分析。实验结果表明：基于两步法的多波束测深系统安装偏差自动精准可视计算及优化方法，能够有效避免人眼视觉对齐带来的不确定性和操作的繁杂性，有效提高了校正参数可视化计算的自动化程度和计算精度。
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