多波束底质分类技术的研究与软件实现

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文多波束底质分类技术的研究与软件实现硕士研究生：苏涛指导教师：李海森教授学科、专业：水声工程论文主审人：周天副教授哈尔滨工程大学2014年3月万方数据万方数据分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文多波束底质分类技术的研究与软件实现硕士研究生：苏涛指导教师：李海森教授学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2014年2月27日论文答辩日期：2014年3月15日学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeof

2、M.EngResearchonSeabedSedimentClassificationwithMultibeamSonarandSoftwareDesigningCandidate:SuTaoSupervisor:Prof.LiHaisenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:UnderwaterAcousticEngineeringDateofSubmission:Feb,27,2014DateofOralExamination:Mar,15,2014University:HarbinEngineering

3、University万方数据万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家

4、有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据万方数据多波束底质分类技术的研究与软件实现摘要随着多波束声纳技术的快速发展，单一的水深测量已经不能满足人们的需求。无论在采掘

5、业、渔业和环境科学的研究，还是在军事防御，希望能有效、快速获取信息海底沉积物信息。由于传统的机械抽样方法和可视化方法劳动强度大且效率比较低，在进行大面积海域测量工作时不太适用。在这种情形下，利用声学分类方法研究海洋底层沉积物信息，对海洋研究、海洋测绘和海洋开发都具有重要意义。多波束测深声纳系统的测量方式是由线及面，每次发射脉冲可以测量一个条带的海底信息，其宽度可以达到水深的5~9倍，然后将多个条带的数据进行拼接，就能够得到整个测量海域的海底信息。多波束测深声纳系统在得到测量区域水深数据的同时，还获得了海底沉积物的反向散射强度信息，反向散射强度与海底底质特征有关，所以可以利用多波

6、束测深声纳系统测得的数据对海底沉积物进行分类，由于中国海域比较广阔，大部分海域有待开发，所以该项技术前景非常广阔。本文重点研究基于多波束测深数据的反向散射强度进行底质分类的方法，主要内容包括以下三部分：首先，论文对多波束测深声纳系统的工作原理作了简要介绍，明确测量的反向散射强度数据存在误差的原因，然后为了获得纯净的能够直接反映海底底质特性的数据，对多波束测深数据预处理方法进行学习研究，主要包括传播损失修正、Lambert法则修正以及波束照射面积修正，并对部分实验数据进行处理验证预处理方法的正确性。其次，论文研究了底质分类常用的特征向量及分类方法，并选取反向散射强度的平均值和标准

7、差作为特征向量，选取Bayes最大似然分类算法并将其应用到底质分类中，然后通过matlab仿真验证利用Bayes分类算法进行底质分类的可行性。最后，论文完成了底质分类软件的设计与开发，通过软件实际操作效果图详细介绍了底质分类软件的工作流程和具体功能，并通过对数据的处理验证软件的稳定性和实用性。关键词：多波束声纳系统；反向散射强度；数据预处理；Bayes分类；底质分类软件万方数据哈尔滨工程大学硕士学位论文万方数据多波束底质分类技术的研究与软件实现ABSTRACTWithrapiddevelop