[发明专利]多波束测深数据处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种多波束测深数据处理方法及装置，该方法包括：获取通过多波束测量得到的测深点数据，并确定所述测深点数据对应的测区；对所述测区进行格网划分，得到多个格网单元；依次将每个格网单元作为待检测单元，并获取所述待检测单元中的测深点数据；对所述待检测单元中的测深点数据进行异常检测，以确定异常的测深点数据；剔除所述异常的测深点数据，得到有效的测深点数据。利用本发明，可以有效地提高多波束数据处理的效率、抗差性和鲁棒性，并减少人为干预。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种多波束测深数据处理方法及装置。

背景技术

多波束测深系统是利用安装于船底或拖体上的声基阵向与航向垂直的海底发射超宽声波束，接收海底反向散射信号，经过模拟/数字信号处理,形成多个波束，同时获得几十个甚至上百个海底条带上采样点的水深数据。与单波束回声测深仪相比，多波束测深系统具有测量范围大、测量速度快、精度和效率高的优点，它将测深技术从点、线扩展到面，并进一步发展到立体测深和自动成图，特别适合进行大面积的海底地形探测。

在多波束测量过程中，通常会受到风浪等海洋环境的影响。此外，海洋中的声学环境复杂多变，会对多波束测量信号产生很多不可预知的影响，因此在多波束系统外业测量过程中，难免会出现一些测深异常值。目前主流的多波束软件大多采用人工交互的半自动滤波方法处理测深异常值，这种处理方法效率较低，且容易受到人的主观因素影响。此外，对于数量庞大的多波束测深数据，人工交互方式只能在测深数据的后处理中使用，无法用于测深数据的实时处理。

国外在多波束异常值处理方面取得了一些成果，主要有最大值最小值法、最大坡度法、最小角度法、横向距离法以及利用测深数据中值和标准差进行异常值剔除的方法。以上这些方法可以有效确定多波束测深数据中的异常值，但是这些方法的抗差性较差，而且处理效率不高。

发明内容

本发明提供一种多波束测深数据处理方法及装置，以提高多波束异常值数据处理效率及抗差性。

本发明提供如下技术方案：

一种多波束测深数据处理方法，所述方法包括：

获取通过多波束测量得到的测深点数据，并确定所述测深点数据对应的测区；

对所述测区进行格网划分，得到多个格网单元；

依次将每个格网单元作为待检测单元，并获取所述待检测单元中的测深点数据；

对所述待检测单元中的测深点数据进行异常检测，以确定异常的测深点数据；

剔除所述异常的测深点数据，得到有效的测深点数据。

可选地，所述对所述测区进行格网划分，得到多个格网单元包括：

将测区按照预设格网边长进行均匀的正方形格网划分，得到多个格网单元，并将所述格网单元标记为G(i，j)，其中，i表示行，j表示列。

可选地，所述对所述待检测单元中的测深点数据进行异常检测，以确定异常的测深点数据包括：

基于卡尔曼滤波器确定所述待检测单元的最优深度估计值；

将所述最优深度估计值作为参考深度，计算所述待检测单元内所有测深点的均方差，并将该均方差记为一类均方差σ1；

将所述最优深度估计值作为参考深度，计算所述待检测单元及其相邻网格单元内所有测深点的均方差，并将该均方差记为二类均方差σ2；

根据所述一类均方差σ1和所述二类均方差σ2确定检测门限；

根据所述检测门限确定所述待检测单元中异常的测深点数据。

可选地，所述基于卡尔曼滤波器确定所述待检测单元的最优深度估计值包括：