基于多波束测深数据的海底等深线提取与整理技术研究

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1、国内图书分类号：P284．2国际图书分类号：T20．7西南交通大学研究生学位论文年级．2Q!!级姓名毖童垡申请学位级别工堂亟±专业垫图亟』图堂皇丝堡筐：垦工猩指导老师旦送垡盟宜员壶垡数援二零一四年五月十四日密级：公开ClassifiedIndex：P284．2U．D．C：T20．7SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHETECHNOLIGYABOUTEXTRACTⅢGANDARRANGⅢGISOBATHSFROMMULTI．BEAMDATAGrade：2011Candidat

2、e：ZhangDihuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：CartographyandGeographicalInformationEngineeringSupervisor：Prof．ZhouXinghuaProf．QiHuaMay．14，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入

3、有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密彳使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：日期：沙l斗．s．彳指导老师签名：日期：如l牛．s．刁西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)研究现有的多波束点云滤波算法和三角网渐进加密滤波算法，提出改进滤波算法的必要性。改进现有三角网渐进加密算法，并对改进算法的思想，每个步骤的实旋细节，滤波程序数据结构设计以及算法具体流程进行详细阐

4、述，最后编程实现了算法。(2)总结并阐述了等深线综合的三点原则，并总结了现有综合算法及分类。研究两类综合算法中具有代表性的双向缓冲区算法和改进的道格拉斯．普格算法的思想与特性。(3)通过多波束实测水深点云数据进行制图综合实验，通过编程实验对本文主要关注的算法进行验证。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本

5、人承担。学位论文作者签名：乡处帝午日期沙7￡}．s·q西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要海洋开发离不开海洋空间信息数据库和海底地形图的支持。制图综合是制图学领域研究的热点问题。尤其是在多波束测深系统出现后，海底地形数据的获取分辨率相较于传统的单波束测深仪有了极大的提高，但是分辨率的的提高也带来了海量数据冗余的问题，这使得制图综合显得尤为重要。传统的制图综合需要耗费大量的人工和时间，而计算机自动综合的结果又往往不够理想。因此，海底地形制图综合成为海洋测绘领域一个重要的研究方向。本文基于多波束测深系统点云数据，以自动提取并综合简

6、化等深线为目的，进行了以下研究工作：(1)分析了多波束系统的工作原理和技术特点，讨论了多波束系统数据格式和误差来源，并总结了数据处理流程，介绍了等深线勾绘算法与流程。(2)说明了点云滤波的意义，研究了现有的多波束滤波算法并指出现有算法存在的不足，并通过改进现有的三角网渐进加密算法，用以对多波束点云进行滤波提取海底特征地形进而生成等深线。(3)通过研究已有等深线综合算法，总结了海底地形图等深线综合的三个原则，选择等深线综合的两种算法：双向缓冲区算法和改进的道格拉斯．普格算法两种典型算法，比较它们的算法思想和算法所具有的特性。(4)编

7、程实现了改进的三角网渐进加密算法、双向缓冲区算法和进的道格拉斯．普格算法，通过实测多波束点云数据的制图综合实验进行验证，并对实验结果的点云分布、DEM和处理后等深线等指标进行评价。研究表明：改进的三角网渐进加密算法能够在提取海底地形特征点的同时对多波束数据中存在噪声及系统误差有削弱作用，且滤波后的点云内插得到的等深线更加平滑。本文采用的两种等深线综合算法双向缓冲区算法和改进的道格拉斯．普格算法均满足等深线综合的三点原则，且提高了海图制图的效率。而在同等情况下，双向缓冲区算法更具优势。关键词：等深线；改进的三角网渐进加密算法；双向缓

8、冲区算法：改进的道格拉斯．普格算法；自动制图综合；多波束系统西南交通大学硕士研究生学位论文第11页Abstract乃edevelopmentofoceailneedsthemarinespatialinformationdatabaseandbat