CN114994764B - 融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种融合多波束水深数据改正船载深水浅剖反射数据体的方法。首先提取深水浅剖数据体中的定位数据，并对定位数据进行消噪和输出，以该定位数据为桥梁，通过位置最近匹对方法和反距离加权插值算法，实现深水浅剖与多波束水深网格数据间的精准融合；并提取同位置的多波束水深曲线，计算深水浅剖海底面反射追踪曲线时间误差；再根据海底面反射追踪时间与记录时延参数间的固定值关系，计算深水浅剖记录时延参数修正值，获取浅剖数据体各Ping的准确起始记录时间；最后利用准确起始记录时间，有效拼接深水浅剖反射同相轴，完成深水浅剖反射数据体的准确改正，恢复深水浅剖实际反射地层的剖面形态。

Description

融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法

技术领域

本发明涉及一种融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法，尤其是一种融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法、设备及存储介质。

背景技术

深水浅地层剖面探测在深远海及大洋调查中广泛应用，其反射数据体能够有效揭示深水海底地形变化及精细浅部沉积层理，是深远海地形地貌与浅部底质沉积探测的必备手段。深水浅地层剖面探测需要解决深水反射数据体的精细处理和有效拼接问题，而受声学信号在深水水体中长时间传播等影响，深水浅剖探测还存在多个问题尚需解决，特别是深水反射数据体有效拼接前的海底面反射归位处理。

深远海声学信号探测中，船载深水浅剖在数千米水深海域探测时，会面临声学信号在深水水体中长时间来回传播问题，不仅影响声学信号在海底面的水平覆盖率，还产生超长时间的反射信号序列，影响记录信号的常规方法存储，如SEG-Y格式存储。采用常规方法存储的深水浅剖反射数据体还需解决数据拼接问题，而准确的海底面反射数据是有效拼接的基础。受深水海底突变陡峭地形的影响，以及船载深水浅剖探测易受海况和其它声学信号，如同步探测的多波束信号的影响，单纯由浅剖反射数据体准确提取海底面数据存在诸多困难。

深水浅剖探测在数千米海底下的声学信号水平覆盖情况，以信号在海底面的水平间隔计算水平覆盖率。该参数需要结合调查船只的航行速度，以及海底实际水深情况，以4000m的水深为例，单个声波信号在水体中单程传播需要2.7s时间，加上反射波的有效记录长度，双程传播时间至少需要6s以上。若调查船以10kn速度航行，深水浅剖的水平覆盖间隔为30m以上。实际工作中还需考虑多个声学设备间的信号干扰，如多波束同步探测，采用信号分时控制器分隔后，会带来更长的发射间隔，如20s，深水浅剖的水平覆盖间隔就超过100m。较低的水平覆盖率将降低深水浅剖反射层位的空间连续性，影响反射剖面质量。为此，仪器厂商提出了声学信号短时间，如1s间隔的连续收发的技术方法，即Multi-Ping功能，以解决深水浅剖水平覆盖率的问题。该技术解决了深水浅剖探测长时间传播的问题，减少了声波信号的记录长度，达到标准SEG-Y格式的存储要求，该格式要求单Ping记录样点数不能超过32767，即二字节的2¹⁵-1个样点数。但Multi-Ping技术复杂，差错率比较高，必须以准确的海底面反射追踪为前提，否则会导致记录无效的反射数据体。为避免该问题，深水浅地层剖面探测仍以单Ping全程接收技术为主，根据实际水深自动调节信号的收发时间间隔，保障可接收到有效的反射信号序列，再进行反射数据体拼接处理。在较为平坦的深水海底，单Ping全程接收数据拼接处理较好解决，但在剧烈变化的突变崎岖海底，拼接处理需要的准确海底面反射数据就面临棘手问题。

在深水浅剖反射数据体的拼接处理中，海底面反射曲线追踪一般从反射数据体中获取。在平缓变化的陆架或平坦的海盆上，海底面反射追踪一般能从浅剖反射数据体中较为准确的拾取。但在陆坡、洋脊、海沟等地貌剧烈变化处，突变地形海底面反射信号准确追踪非常困难，自动追踪常出错，人工干预拾取也难获得准确的有效追踪，遇到风大浪高的较差海况天气，颠簸采集的SEG-Y格式数据海底面反射同相轴常存在非常多的突跳噪音，难以准确揭示实际突变海底地形变化，导致海底面反射的实时追踪错误率极高，给深水浅剖反射数据体的准确拼接和地质解释带来困难。

图1为太平洋某海域超过4000m水深实际探测的SEG-Y格式浅剖剖面图，以及从反射数据体中拾取的海底面曲线图2，图中海底面反射追踪曲线存在多处明显的突跳噪音，剖面拼接后导致整体反射同相轴错乱，反射层理连续性破坏，反射剖面难以解释。如何在后续处理中对该数据体反射同相轴进行正确归位，完成反射剖面准确的整体拼接改正，是深水浅剖探测成果获得有效应用的基础，也是本申请想要解决的关键技术问题。

发明内容

目前，深水浅剖数据改正拼接处理，需先获得海底面反射的追踪曲线，追踪曲线一般通过实时拾取记录数据体的海底反射同相轴，经改正反射曲线干扰噪音，计算延迟接收的准确时延参数，进而完成最后的数据体拼接，并生成整条测线的完整反射剖面图。但在陆坡、洋脊、海沟等地形剧烈突变的特殊地貌上，突变地形海底面反射信号准确追踪非常困难，自动追踪常出错，人工干预拾取也难获得准确的结果，若在风大浪高的较差海况，颠簸时采集的反射数据体海底同相轴必然会存在连片的突跳噪音，处理中难以判断是实际地形还是噪音干扰，人工消噪难以获得可靠效果，严重影响反射数据体的拼接处理效果。

基于以上问题，本发明专门解决深水浅剖反射数据体海底面反射曲线的改正技术，研究融合其它可靠数据方法，研发时延参数修正技术，正确归位海底面反射曲线，完成反射数据体的正确拼接。

本发明提供了如下的技术方案：

本发明实施例的第一方面公开了： 一种融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法，包括以下步骤：

S1：深水浅剖定位数据提取:提取船载深水浅剖仪器实时记录存储的数据体文件内定位数据，并对该定位数据进行平滑消噪，消除定位突跳点，使深水浅剖数据体中的定位数据归位于调查船实际航迹位置；

S2：深水浅剖定位数据与多波束水深网格数据间的初步融合:输出S1步骤中消噪完成后的定位数据，通过位置最近匹对方法，将该定位数据初步融合于多波束网格数据中，实现深水浅剖定位数据与多波束水深网格数据间的初步集成;为实现深水浅剖与多波束两类不同数据位置的初步匹配，采用本文的位置最近匹对方法，通过对两类数据点的坐标位置进行距离计算，找出深水浅剖定位点在多波束网格数据中相对的最近距离位置点，为后续准确计算水深值提供基础。多波束网格数据是由船载多波束仪器采集的原始水深数据，经处理后所生成的水深网格成果数据；

S3：深水浅剖定位点位置准确水深值的提取:深水浅剖定位数据初步融合于多波束水深网格数据后，再利用反距离加权插值算法，根据深水浅剖定位点与多波束网格数据最近点及周边数个网格点间的反距离加权，插值计算出深水浅剖定位点所在位置的水深值，实现深水浅剖定位点在多波束网格数据对应位置处的水深值提取，用于修正深水浅剖实时追踪的海底面反射时间；

S4：深水浅剖海底面反射追踪时间改正处理:通过反距离加权插值算法沿着深水浅剖定位点曲线准确提取了多波束水深数据后，将该水深数据与深水浅剖追踪的海底面反射数据进行同位置对比，计算相同位置两数据间的时间差值，差值超出一定范围内的，如1ms或0.75m，视为深水浅剖海底面反射追踪时间不准，并依据差值自动修正深水浅剖海底面反射的追踪时间，归位深水浅剖海底面反射的追踪曲线；即：将插值计算的多波束水深数据与深水浅剖海底面反射追踪数据进行融合，计算深水浅剖海底面反射追踪深度与同位置多波束水深间的差值，当差值超过设定的范围±0.75m时，视深水浅剖海底面反射追踪结果有误，为突跳噪音干扰点，就用插值计算的多波束水深值自动改正该追踪点，以此对多个噪音跳点进行对比和归位，完成深水浅剖海底面反射追踪曲线的改正，实现深水浅剖海底面反射追踪曲线归位于实际的水深范围。

S5：深水浅剖记录时延参数改正处理:根据深水浅剖海底面反射追踪时间与记录时延参数间的固定差值关系，如两者间0.1s的固定差值，利用改正后的海底面反射追踪时间，以固定差值关系计算深水浅剖记录时延参数的对应修正值，而记录时延参数即为各Ping的起始记录时间，改正了时延参数就获得了浅剖数据体各Ping的准确起始记录时间参数；如：深水浅剖在4000m海底所追踪的海底面反射时间若为5.1s，记录时延为5.0s，时延参数与海底面反射追踪时间差0.1s的固定值，利用上面方法改正了海底面反射追踪时间为实际的5.3s，则时延参数相应的也要改正0.2s为5.2s，这样就获得了浅剖数据体该Ping的准确起始记录时间也为5.2s。

S6：深水浅剖反射数据体改正处理。获得了各Ping的准确起始记录时间后，利用极值扩容成组搬家方法拼接深水浅剖海底面反射同相轴，该技术方法已获得了相关专利技术：一种应用于深水浅剖反射数据体的自动改正方法，ZL201611039174.4，由此完成对深水浅剖反射数据体的有效改正，恢复深水浅剖实际反射地层的剖面形态。

上述中,深水浅剖定位数据与多波束水深网格数据间的准确融合方法如下：

S21：先对深水浅剖数据体中存储的定位数据进行消噪处理，压制定位突跳点，再输出深水浅剖数据体中每Ping定位数据，生成深水浅剖导航定位数据曲线；消噪处理采用人机交互消噪和曲线平滑自动消噪相结合的方法实现；

S22：利用位置最近匹对方法，将S21输出的深水浅剖各Ping定位数据融入多波束网格数据体中进行位置匹对，通过计算浅剖各定位点坐标同多波束网格数据点坐标间的距离，分选出距浅剖定位点最近的多波束网格点；再沿该最近位置点，采用反距离加权插值算法计算出浅剖各定位点位置准确的水深数据，得到深水浅剖各定位点处准确的水深值。

位置最近匹对方法和反距离加权插值算法计算实际水深，如下步骤:

1）首先,计算深水浅剖各定位点同邻近多波束网格数据间的距离:

为深水浅剖定位点序号，

为其总个数；

为对应于深水浅剖各定位点附近的多波束网格点序号，

为所选参与计算的多波束网格点总数；

为深水浅剖各定位点与邻近多波束网格点间的距离；

、

为深水浅剖定位点坐标值，

、

为（

，

）附近多波束网格点的坐标值;

2）其次，遍历查找出深水浅剖定位点在多波束网格点中的最小距离位置点，获得位置最近的匹对坐标点；

为深水浅剖各定位点在多波束网格点间的最小距离；

为遍历搜寻距离序列的最小值；

为深水浅剖定位点序号，

为对应每个

附近的多波束网格点序号，

、

为深水浅剖定位点和定位点附近多波束网格点的总数。

3）最后，在深水浅剖定位点与多波束网格最小距离点间，按反距离加权插值方法计算出深水浅剖定位点在多波束网格点附近的水深值，获得所有深水浅剖定位点在多波束网格数据中的水深值;

为反距离加权计算出的深水浅剖各定位点水深值；

为深水浅剖定位点序号，

为其总个数；

为多波束网格点参与深水浅剖定位点

计算距离值的总和，参与定位点

反距离加权运算的多波束网格点总数N一般取4，即定位点

周边的4个点进行反距离加权计算水深值;

当深水浅剖定位点

与距离最近点的距离

为0时，说明深水浅剖定位点

与多波束网格点j的中心坐标重合，水深值就直接取该网格点所在深度；当两者距离大于0时，采用反距离比加权算法插值计算出深水浅剖定位点

的水深值。

本发明实施例的第二方面，还公开了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行时实现本发明所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法。

本发明实施例的第三方面还公开了一种计算机可读存储介质，其存储的计算机程序使得处理器执行本发明所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法。

本发明的有益效果是：基于深水浅剖实际探测数据中存在的棘手问题，解决深水浅剖海底面实时追踪曲线的改正和反射同相轴的准确拼接，提出以深水浅剖定位数据为桥梁，经位置最近匹对和反距离加权插值算法，融合多波束水深网格数据中的水深剖面，改正深水浅剖实时追踪曲线，修正深水浅剖记录时延参数，从而有效拼接深水浅剖数据体的反射同相轴。该技术方法能够有效解决我国深远海大洋科考中大量船载深水浅剖数据的反射同相轴不连续问题，提高船载深水浅剖反射数据体的整体成图和可靠地质解释应用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明背景技术中某海域超过4000m的深水浅剖图；

图2为本发明背景技术中实时追踪突跳海底面反射曲线；

图3为本发明某海域深水浅剖数据体中输出的导航定位曲线；

图4为本发明某海域深水浅剖定位数据导入多波束成果数据的结果显示（地形图上白色曲线）；

图5为本发明深水浅剖海底反射追踪曲线改正与同相轴拼接处理流程图；

图6为本发明经融合定位数据提取的多波束水深曲线与深水浅剖实时追踪海底面曲线对比图；

图7为本发明图1采用本文技术处理获得的海底面反射追踪改正后曲线图；

图8为本发明基于图6的改正结果拼接反射数据体后成果图。

具体实施方式

深水浅剖探测原理发展于近海浅水声学地层剖面探测技术，但进行了关键技术改进。首先是声学信号在深水中长时间传播的数据记录存储及水平覆盖率间冲突问题改进。以2000米海底水深为例，船载深水浅剖发射的声波信号到达海底面需要传播1.3秒，以1500m/s的声速计算，声学换能器阵接收到反射回波需要双程传播时2.6秒，加上海底下沉积地层的穿透双程时，单Ping全程声波信号的记录时间要达到3秒以上，若以超高截止频率的32微秒采样率高分辨率采样数据，其振幅样点数达到93750个，这完全超出了标准二字节SEG-Y格式32767个，即二字节极限2¹⁵-1样点的存储极限。其次，单Ping全程声波超长的记录时间会影响发射间隔，如3秒的记录长度决定了声波信号的发射间隔要超过3秒，接收间隔也要超过3秒，否则有效反射数据体不能完整接收，这就造成单Ping全程声波信号间的水平间隔过大。

若调查船以最低的4节速度航行，单Ping全程声波信号间的水平间隔达到6米，再大些的发射间隔会使信号在海底面的水平覆盖率更低，造成地层反射同相轴的连续性变差。水深越深，发射间隔越大，声波反射的水平覆盖率会越低。同时船速越快，水平覆盖率还会更低。为解决上述问题，国外成熟仪器采用多Ping短时间连续发射和同步接收技术，该技术接收时通过准确追踪海底面反射同相轴，以消减声波在水体中的传播时间而压缩反射数据体，这样可保障声波信号短时间内连续的发射和接收，并实现SEG-Y格式文件的正确存储。但实际采集实时追踪常受突变地形影响而难以实现准确追踪，目前仍普遍采用单Ping全程收发方法，利用实时追踪海底面反射来自动调整发射间隔，保障接收了全程反射数据体的同时，还获取消减水体传播存储SEG-Y格式的压缩数据体。

有效消减水体传播数据需要准确追踪海底面反射同相轴。野外调查实时追踪海底面反射信号后，系统会自动去除海底面以上水体中无效传播数据，只接收海底面以下有效反射数据体，达到压缩接收时间减少存储数据量，满足标准SEG-Y格式存储的需求。但实际应用中还存在两个问题，一是实时海底面反射追踪的准确性会直接影响后续有效反射数据体的可靠性；二是SEG-Y格式延时存储的数据体需要重新拼接，如图1所示的原始剖面。而海底面实时追踪又存在多种干扰因素，如海况引起的调查船颠簸摇摆、深水浅剖的开角和灵敏度及参数设置等，这些因素会造成海底面反射的错误追踪，如图2所示的明显连续突跳点，错误的追踪点需要进行消噪改正处理，传统的方法如滑动平均法、中值滤波法、多项式拟合法等只能改正单点或连续几个点的突跳情况，不能改正区块连片多点的错误追踪结果。

消噪改正还会破坏突跳点附近的有效值，给后续剖面拼接处理带来偏差。因此，只有改正好了海底面实时追踪曲线，才能有效完成SEG-Y格式反射剖面的同相轴拼接处理。对于反射剖面同相轴拼接处理，申请人已申请获得了专门的相关专利技术：一种应用于深水浅剖反射数据体的自动改正方法，ZL201611039174.4，而针对实时追踪的海底面反射曲线改正处理，目前还未见可靠方法。

为准确改正深水浅剖实时追踪的海底面反射曲线，获得准确的深水浅剖海底面反射同相轴，我们需要进行专门的技术研究，寻找可靠获取海底面相关参考数据的方法，改正深水浅剖海底面反射的追踪错误，恢复深水浅剖的实际剖面形态，为深水浅剖资料的可靠应用提供技术支持。

本发明采用的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法，首先要提取深水浅剖数据体中的定位数据，并对定位数据进行消噪，压制野外采集中导航数据噪音，使深水浅剖数据体中的导航数据归位于调查船的实际航迹位置，完成流程图中的第一步，为后续改正准备准确的定位数据。定位数据消噪完成后，输出定位数据，将该定位数据融合进多波束网格数据中，实现深水浅剖准确定位数据与多波束成果数据的融合，完成流程图中的第二步。

深水浅剖与多波束地形数据的融合具体流程如下：为避开深水浅剖实时追踪曲线突跳点干扰多的弊端，考虑利用可靠的多波束数据进行地形匹配，采用距离最近匹对方法和反距离加权插值算法，融合两类数据并准确改正采集时延参数，完成深水浅剖数据体的拼接处理。

融合定位数据的依据，主要利用工作中调查船舶的动态定位数据，在不同调查设备中存储的原始数值是一致的。可利用同步存储的定位数据，将深水浅剖数据与多波束处理后的网格数据进行融合，通过可靠的算法，实现海底面水深曲线的准确提取。将定位数据作为融合桥梁，提取深水浅剖改正处理所需的数据信息，具体方法是先对深水浅剖数据体中存储的采集航迹数据进行消噪处理，压制定位突跳点，再输出深水浅剖数据体中每Ping定位数据，生成深水浅剖导航定位数据曲线，如图3所示。接着采用距离最近匹对方法，将输出定位数据导入多波束成果数据体中，如图4所示。

全覆盖多波束网格数据融合进深水浅剖的定位数据后，通过反距离加权插值算法，沿着该定位数据的航迹曲线计算多波束水深剖面，该水深剖面数据代表了同步采集的深水浅剖数据体准确的水深地形，用来修正深水浅剖实时追踪的海底面反射曲线，完成流程图中的第三步。沿着深水浅剖定位数据曲线提取了多波束水深数据后，再将该多波束地形数据与深水浅剖追踪的海底面反射曲线进行对比，计算两者间的时间差值，为后续的海底反射追踪曲线改正提供参数，完成流程图中的第四步。以上将深水浅剖数据体中的定位数据作为桥梁，通过相关的算法，完成了深水浅剖与多波束地形数据间的融合，获得改正深水浅剖追踪海底面的时间参数。

接下来完成深水浅剖时延改正的处理。先融合多波束地形水深数据与追踪海底面反射曲线，通过对深水浅剖反射数据进行双程时的时深转换，计算同位置的实际水深曲线与追踪曲线间的时间差，修改追踪曲线上的错误追踪结果，归位追踪海底面反射时间，从而完成了流程图中的第五和第六步。再利用深水浅剖追踪海底面反射时间与记录时延参数间的固定差值关系，计算深水浅剖记录时延参数的修正值，获取浅剖数据体各Ping准确的起始记录时间参数，完成流程图中的第七步。最后拼接深水浅剖海底面反射同相轴，完成对深水浅剖反射数据体的有效改正，恢复深水浅剖实际反射地层的剖面形态。

深水浅剖采集时延参数修正及反射数据体拼接，为了准确计算深水浅剖实时追踪海底面反射的误差，上面通过导航定位数据融合的方法，从多波束全覆盖水深数据中获得准确的海底水深，再利用可靠的水深数据，改正深水浅剖实时追踪的海底面反射曲线。实现方法是将融合了深水浅剖定位数据的多波束水深地形数据输出，再同深水浅剖海底面曲线进行对比（见图6），计算两者间的差值，修正深水浅剖实时追踪曲线的时间误差。而采集中实时追踪海底面反射时间，主要是为计算反射数据的记录时延参数，若获得了准确的深水浅剖海底面反射曲线时间改正参数，利用追踪时间与时延参数间的固定差值，记录时延参数的修正值就能准确获取，由此获得各Ping准确的起始记录时间参数，从而可以计算反射数据体的整体拼接控制参数，完成深水浅剖整条测线的拼接处理和成图。

根据上述方法，本发明在使用时，选用上图1所示的某远洋海域深水浅地层剖面探测数据为例，验证本文技术方法的有效性。该深水浅剖数据由美国SyQwest公司的万米浅剖Bathy-2010系统采集。图1中实时追踪的海底面深度曲线最深达到5300米，最浅只有2800米左右，实时追踪深度曲线在海山凸起地形上存在四处明显的干扰噪音，大的突跳干扰噪音有三处。在海山地形突变陡坡处，存在连续成片的突跳干扰，因单Ping全程采集较长时间收发间隔易受地形影响，采集实时追踪难以获得准确的海底面反射追踪，在海山顶段，还存在跨度50-150m范围的大突跳噪音。大突跳噪音易于识别，人工消噪可以压制，成片连续的突跳噪音，人工消噪难以高效完成，实际处理中常耗时费神且改正效果差。采用本发明中的融合多波束水深方法，利用深水浅剖中的定位数据为中间桥梁，采用图5中的技术流程，获得图3、图4、图6所示的中间结果图。经输出多波束水深曲线改正深水浅剖追踪曲线，具体方法通过两者差值范围自动判断追踪反射曲线是否合理，并由程序自动改正追踪海底面反射曲线，获得图7中的结果曲线。从改正后的追踪结果曲线可以看出，自动消噪后的曲线连续，与多波束水深地形曲线完全吻合，反映了真实的海底面水深二维地形形态。

追踪曲线改正是否有效，还需看最后的反射数据体拼接结果。改正好了海底面反射追踪曲线，可以计算深水浅剖采集存储的各Ping记录延迟改正时间，通过之前已申请的发明技术，拼接深水浅剖反射数据体，获得了图8中拼接结果。从拼接结果图中可以看出，深水浅剖反射数据体海底面形态完整，海山干扰噪音获得有效压制，各反射同相轴连续，图中可看出改正后海底沉积丰富地段的反射层理清晰，满足精细改正处理的要求。

实施例2

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；和

其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行如本发明上述实施例1所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法。

实施例3

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其存储的计算机程序使得处理器执行如本发明上述实施例1所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：深水浅剖定位数据提取:提取船载深水浅剖仪器实时记录存储的数据体文件内定位数据，并对该定位数据进行平滑消噪，消除定位突跳点，使深水浅剖数据体中的定位数据归位于调查船实际航迹位置；

S2：输出S1步骤中消噪完成后的定位数据，通过位置最近匹对方法，将该定位数据初步融合于多波束网格数据中，实现深水浅剖定位数据与多波束水深网格数据间的初步融合；

S3：深水浅剖定位数据初步融合于多波束水深网格数据后，再利用反距离加权插值算法，计算深水浅剖定位点与多波束网格数据最近点及周边数个网格点间的反距离加权系数，插值算出深水浅剖定位点所在位置的水深值，实现深水浅剖定位点在多波束网格数据对应位置处的水深值提取，并用于修正深水浅剖实时追踪的海底面反射时间；

S4：通过反距离加权插值算法沿着深水浅剖定位点曲线准确提取了多波束水深数据后，将该水深数据与深水浅剖海底面反射追踪数据进行同位置对比，计算同位置点两数据间的时间差值，差值超出一定范围内的，视为深水浅剖海底面反射追踪时间不准，并依据差值自动修正深水浅剖海底面反射的追踪时间，以此归位深水浅剖海底面反射的所有追踪点；

S5：根据深水浅剖海底面反射追踪时间与记录时延参数间的固定差值关系，利用改正后的海底面反射追踪时间，以固定差值关系计算深水浅剖记录时延参数的对应修正值，而记录时延参数即为各Ping的起始记录时间，改正了时延参数就获得了浅剖数据体各Ping的准确起始记录时间参数；

S6：深水浅剖反射数据体改正处理：获得了浅剖数据体各Ping的准确起始记录时间后，利用极值扩容成组搬家方法拼接深水浅剖海底面反射同相轴，完成对深水浅剖反射数据体的有效改正，恢复深水浅剖实际反射地层的剖面形态。

2.根据权利要求1所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法，其特征在于，深水浅剖定位数据与多波束水深网格数据间的准确融合方法如下：

S21：先对深水浅剖数据体中存储的定位数据进行消噪处理，压制定位突跳点，再输出深水浅剖数据体中每Ping定位数据，生成深水浅剖导航定位数据曲线；

S22：利用位置最近匹对方法，将S21输出的深水浅剖各Ping定位数据融入多波束网格数据体中进行位置匹对，通过计算浅剖各定位点坐标同多波束网格数据点坐标间的距离，分选出距浅剖定位点最近的多波束网格点；再沿该最近位置点，采用反距离加权插值算法计算出浅剖各定位点位置准确的水深数据，得到深水浅剖各定位点处准确的水深值。

3.根据权利要求2所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法，其特征在于，消噪处理采用人机交互消噪和曲线平滑自动消噪相结合的方法实现。

4.根据权利要求2或3所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法，其特征在于，位置最近匹对方法和反距离加权插值算法计算实际水深，如下步骤:

1）首先,计算深水浅剖各定位点同邻近多波束网格点间的距离:

为深水浅剖定位点序号，

为其总个数；

为对应于深水浅剖各定位点附近的多波束 网格点序号，

为所选参与计算的多波束网格点总数；

为深水浅剖各定位点与邻近 多波束网格点间的距离；

、

为深水浅剖定位点坐标值，

、

为（

，

）附近多波束网 格点的坐标值;

2）其次，遍历查找出深水浅剖定位点在多波束网格点中的最小距离位置点，获得位置最近的匹对坐标点；

为深水浅剖各定位点在多波束网格点间的最小距离；

为遍历搜寻距离序 列的最小值；

为深水浅剖定位点序号，

为对应每个

附近的多波束网格点序号，

、

为 深水浅剖定位点和定位点附近多波束网格点的总数；

3）最后，在深水浅剖定位点与多波束网格最小距离点间，按反距离加权插值算法，计算出深水浅剖定位点在多波束网格点附近的水深值，并获得所有深水浅剖定位点在多波束网格数据中的水深值；

为反距离加权计算出的深水浅剖各定位点水深值；

为深水浅剖定位点序号，

为其总个数；

为多波束网格点参与计算深水浅剖定位点

距离值的总和，参与定位点

反距离加权计算的多波束网格点总数N，若N取4，即定位点

周边的4个网格点进行反距离加 权计算水深值；Depth _i,j 表示深水浅剖定位点i在邻近多波束网格点j处的水深值；

当深水浅剖定位点

与网格最近点的距离

为0时，说明深水浅剖定位点

与多波 束网格点j的中心坐标重合，水深值就直接取该网格点的深度；当两者距离大于0时，采用反 距离加权的方法插值计算出深水浅剖定位点

的水深值。

5.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储的计算机程序使得处理器执行如权利要求1-3中任一项所述的融合多波束水深数据改正深水浅剖反射数据体的方法。

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