海底地形地貌探测是海洋资源开发和工程建设的基础,多波束测深系统是获取海底地形地貌的主要设备之一。目前,国内使用的多波束测量系统多为引进设备,虽然系统自带数据处理与成图软件,但不提供数据处理中间结果和具体数据处理方法。因此,研究多波束测量数据处理技术不仅可以充分了解学习国外多波束系统数据处理方法,为发展国内先进多波束数据处理软件提供技术参考,而且可以获取数据处理中间结果,以便对测量数据作进一步应用扩展。多波束测量数据主要包括深度数据和图像数据。本文以Simrad EM300X系列ALL格式多波束原始测量数据为研究对象,针对数据信息未完全公开、数据格式存在一定问题的情况下,通过手工分析大量原始二进制数据文件,得到实际测量数据的存储方式与数据结构,开发设计了数据提取与解析软件,获取包含深度数据、回波强度数据、位置数据、姿态数据、声速剖面等完整测量信息的.t×t/.csv格式文件,为后续数据处理技术的研究奠定基础。对于多波束测深数据,本文对深度数据的计算、位置归算、数据滤波与数据重采样方法开展研究,深入探讨了深度数据抽稀方法,提出了将角度—弦高联合准则抽稀法与基于点云离散度的抽稀方法相结合,通过数学曲面仿真和对实测深度数据进行试验,实验结果显示该方法可以在很好地保留测深数据几何特征的同时获得较高的数据抽稀率。对于多波束图像数据,本文研究了多波束声纳图像的形成原理、数据的误差来源、图像数据修正与处理、数据图像化方法及常规图像处理方法等主要处理技术。通过对已提取的回波强度数据进行位置归算和图像化表示,得到原始声纳图像；对原始声纳图像使用常规图像滤波和消噪处理方法进行处理,实验结果表明中值滤波和小波分析消噪可以较好实现图像平滑,直方图修正技术可以显著突出图像特征实现图像增强。本文通过对多波束测深数据和图像数据处理关键技术的研究,初步获得了国外多波束测深系统自带数据处理与成图软件的工作机制,为发展我国自有知识产权多波束数据处理软件奠定了基础。