基于多波束和ArcGIS的数字海底地形研究及其实现

论文题目: 基于多波束和ArcGIS的数字海底地形研究及其实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 地球探测与信息技术

作者: 马建林

导师: 郭德方

关键词: 海底地形测量,多波束,数字高程模型,海洋地理信息系统,空间数据库

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 多波束系统是海底探测类声纳的最新形式之一,是目前进行水下地形勘测的先进的声遥感技术手段。以多波束技术为代表的海底地形测量技术具有3S集成应用的特点。本文阐述了利用GIS技术进行多波束数据处理和初步应用,系统平台采用ArcGIS,空间数据库采用GeoDatabase技术来构建。结果表明,该方法提高了多波束数据处理的效率和精度,可以建立大区域、高分辨率的海底DEM并实现了数据库管理。本文将基于多波束的海底数字地形建立过程分为以下三个阶段:(1)多波束数据预处理。包括数据滤波、吃水改正、声速改正、潮位改正、声呐图像处理等步骤,本文采用带阈值的中值滤波结合均值滤波方法来识别和削弱噪声影响,采用三角剖分算法来进行大区域范围的潮位改正,同时,根据多波束数据集的特点,运用测量误差理论来提高多波束的测深精度;(2)海底DEM构建。多波束的DEM采用规则格网的结构形式,为了充分发挥其优点,采用尽可能高的分辨率而容忍数据冗余的存在,格网的计算采取距离加权和波束加权的原则,针对大范围高分辨率的DEM构建,采用层次细节模型技术进行管理;(3)空间数据库建立。数据库采用客户端/服务器的模式,本文讨论了利用ArcGIS的GeoDatabase技术建立矢量、影像、DEM、属性一体化的空间数据库,并且通过ArcSDE存储在关系数据库中,并展示了部分应用成果;通过进行二次开发,运用面向对象的方法设计并实现了进行水下地形测量数据处理和建库的工具软件。该软件包已经进行实际应用并得出如下的经验:在ArcGIS框架体系下,基于组件的海洋地理信息系统可以采用如下的解决方案:通过ArcObjects定制ArcGIS来实现集成的、可视化的、企业级的应用分析模块,而小型的或者需要进行发布的应用程序如电子地图,则通过MapObjects来进行。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 多波束发展现状

1.2 选题目的和意义

1.3 研究架构和流程

第二章相关领域进展和文献回顾

2.1 空间数据库建设

2.2 数字高程模型

2.3 全球定位系统

2.4 多波束数据采集

第三章多波束的数据预处理

3.1 多波束数据预处理流程

3.2 深度数据滤波

3.3 潮位改正

3.4 数据平差

3.5 回波信号

第四章海底数字高程模型

4.1 针对多波束的IDW算法改进

4.2 多重解析度模型(Level Of Detail Modeling)

第五章软件开发

5.1 GIS组件开发技术

5.2 ArcObjects和MapObjects

5.3 测深数据处理软件

第六章海底地形数据库

6.1 地理数据库

6.2 数据库模型

6.3 系统配置

6.4 利用GeoVRML构建地形场景

6.5 应用实例

第七章总结和展望

7.1 总结

7.2 今后工作的方向

致谢

参考文献

发布时间: 2009-02-12

参考文献

[1].多波束系统在水下探测中的应用[D]. 陆俊.河海大学2006
[2].多波束声纳图像入射角效应和镜面反射区异常的改正[D]. 王煜.山东科技大学2009
[3].水下目标三维成像波束形成仿真与显示技术研究[D]. 丁锋.哈尔滨工程大学2008
[4].数字超声成像波束合成方法研究[D]. 高阳.重庆大学2013
[5].基于DSP和FPGA的多波束相干成像算法实现[D]. 邓臻.哈尔滨工程大学2012
[6].多波束测深系统校验技术研究[D]. 安阳.大连海事大学2012
[7].多波束系统、侧扫声纳与磁力仪在海底沉船探测中的比较分析[D]. 刘陈.中国地质大学(北京)2015
[8].超声成像波束合成理论与算法研究[D]. 程娜.重庆大学2016
[9].基于多波束数据的数字海底地形地貌分析研究[D]. 陈翠霞.山东科技大学2011
[10].多波束相干测深技术研究及其算法DSP实现[D]. 张毅乐.哈尔滨工程大学2010

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