基于全球多源海图目录的海图检索服务研究

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随着海图资料成为涉海行业海洋空间信息的主要来源,构建高效的海图检索服务系统,解决全球多源海图资料检索难题,已经成为行业的共同需求.总结信息化时代背景下海图检索服务的需求特征,提出多源异构数据整合方法,解决数据组织、全球多源数据源探查、数据检索方式和更新方式等4个方面的关键技术,基于元数据管理的思想建立了海图检索系统原型.该系统可作为全球海上交通地理空间信息服务平台的先导,应用于全球航海环境应急.
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多波束测深是一种广泛使用的水下地形探测方式.当前多波束数据处理技术日臻完善,但是多波束条带间自动匹配仍存在较多问题.针对水下复杂环境、多波束自动匹配效果不佳的问题,采用点云直方图(point feature histograms,PFH)自动匹配算法,对条带点云进行自动匹配.因直方图所在的高维超空间为特征描述提供一类量化信息,对点云对应曲面的多维姿态具有鲁棒性和适用性.因此,在多波束自动匹配算法中采用PFH算法.实验数据由6205侧扫多波束测深系统获取,并对实验数据采用随机抽样一致算法(random sa
横向分辨率是多波束系统探测分辨率的主要决定因素,当进行水下目标探测时,其直接影响着探测极限深度的选择.探讨了顾及横向分辨率的水下目标探测极限深度的计算,并以SeaBeam3030型多波束系统为例,给出了等角和等距两种模式的极限深度计算方法,通过仿真计算与分析,验证了计算方法的有效性.结论 表明:无论是等角还是等距模式,横向分辨率由中央向外分辨率逐渐增大,并且在等距模式下,探测目标在横向上边缘失真明显,数据不能用于成图.给出的顾及横向分辨率的极限深度计算方法,可为不同类型的多波束测深系统进行水下目标探测提供
针对海洋磁力测量数据中存在的高斯噪声,采用基于交叉证认的小波阈值去噪方法进行噪声去除.首先对磁力数据进行小波分解,利用交叉证认方法自动识别小波分解的信号层与噪声层,然后对噪声层小波系数进行阈值处理,进一步提取噪声层中的有用信息,最后进行小波重构得到去噪信号.同时提出了一种改进阈值处理函数,能够改善传统软、硬阈值函数存在的缺陷,提高重构信号的精度.实验分析表明,当噪声水平小于1.5 nT时,相比于传统软、硬阈值函数的小波阈值去噪方法,该方法可更好地去除海洋磁力数据中的高斯噪声,并可较好地保留数据中的有用细节
针对CYGNSS卫星风速产品的适用性问题,以美国国家数据浮标中心(NDBC)的实测风速与美国国家飓风中心(NHC)的最佳路径风速为参照,选取美国西南部海域为研究区,通过数据匹配和对比分析,评估了CYGNSS不同模型估算风速产品的精度.结果 表明,CYGNSS FDS模型估算的中、低风速产品与NDBC浮标实测风速具有较好的一致性,CYGNSS风速与浮标风速的差异在春夏季稍高、秋冬季略低;CYGNSS YSLF模型估算的高风速产品与NHC最大风速存在较大差异,CYGNSS风速低于NHC最大风速;对于CYGNS
针对目前海底底质分类要素单一造成的底质分类类别不够细致和底质信息获取效率低等问题,提出一种顾及声图纹理特征的海底底质分类方法,综合利用海底底质来源、地理等属性以及声图纹理特征等分类要素,进一步细化海底底质类别,解决了海底底质分类信息混淆或表达不充分等问题.实例数据分析表明,该分类方法克服了传统方法单一考虑底质粒度信息的缺点,可以真实反映海底底质的时空变化特性以及一定范围内的表面起伏特征,并且所包含的海底底质分类信息量更全面,从而可以为用户提供直接形象的海底底质信息.
Cu2O具有光吸收范围广,无毒无害,能够有效分离光生电子和空穴等优势,是良好的TiO2改性材料.Cu2O-TiO2异质结的形成,将TiO2的光吸收范围扩展至可见光区,同时提供电子转移通道,有效分离光生电子和空穴.通过分析Cu2O-TiO2异质结的形成方式及其降解有机废水的影响因素,为Cu2O-TiO2异质结光催化剂的进一步深入研究及复合光催剂降解水中有机废物工业化流程的设计做出了指导.分析了Cu2O-TiO2异质结光催化剂对水中有机废物的降解机理,为异质结光催化剂的进一步探索提供了可行思路.
为提高多波束数据处理的准确性和简便性,研究了多波束水深点云处理的策略和关键算法,构建了kd-tree(k-dimensional tree)结构加速点云查找,针对大尺度噪点设计了半径滤波和统计滤波算法,针对小尺度噪点提出了双边滤波算法,并对以上算法的适用性进行了探讨分析.实验结果表明,当设置适合的滤波阈值,半径滤波和统计滤波能高效去除大尺度噪点,且保留地形特征,总误差分别为2.25%和2.76%.在大尺度噪点去除的基础上,改进的双边滤波可以实现地形平滑的同时,保持水深点云的有效数据量.研究成果为多波束点云
现行水深测量规范对动态吃水测定方面都提出了相关要求和测量方法,但都缺少对动态吃水测定结果的精度分析.为此,提出一种新型的测量船舶测深仪换能器动态吃水改正数测定及精度分析方法.该方法主要结合定位仪、测深仪、姿态传感器、潮位数据,通过船舶静漂和顺水、顶水不同船速场景下扩大采集数据样本,并对采集样本进行精度评定.通过实际测试,换能器动态吃水改正数达到厘米级精度,该方法是可行的.该方法操作便捷,测定精度可靠,成果得到保证,是对现行规范的有益补充.
远离岸线的中距离(30~50 km)海域缺少测绘基础资料,高程传递尚未形成相应的作业体系.为满足海上工程建设的精度要求,采用同步验潮平均海面传递法、GNSS/水准传递法以及DTU18全球平均海面模型传递法,在山东省半封闭海域与开阔海域进行了中距离海上高程传递实验.实验结果表明,15天同步验潮平均海面传递法与GNSS/水准法的精度相当(厘米级),与DTU18全球平均海面模型传递法进行直接传递的差异在15 cm内,可为不同测绘基础条件下海上风电高程基准传递提供作业参考.
S-121标准是基于IHO S-100标准建立的关于海洋界限和边界的产品规范,发布官方S-121产品是维护国家海洋权益的有效手段.为促进我国官方S-121产品的生产,从数据结构、几何模型、应用模式、要素目录、编码等方面分析了S-121的数据模型,介绍了S-121产品国际生产试验的主要内容和数据处理流程,论证了在我国开展官方S-121产品生产的必要性和可行性.通过分析S-121标准的局限性和国内能力建设情况,总结出了在我国开展S-121产品生产会遇到的主要问题,并提出了相关建议.该研究成果可为我国开展官方S