一款侧扫声纳数据处理软件的研发与应用
浅析侧扫声呐技术在海洋测绘中的应用
浅析侧扫声呐技术在海洋测绘中的应用摘要：侧扫声呐是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，目前广泛应用于海洋地形调查以及探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标等。
侧扫声呐具有高分辨率、高效率、低成本等优点，可以提供连续的二维海底图像，对于揭示海底地形地貌的细节和特征有重要作用。
本文旨在介绍侧扫声呐的检测原理、国内外现状、在海洋测绘中的应用以及发展趋势，为后续进行海洋侧扫声呐探测技术的研究打下基础。
关键词：侧扫声呐技术，海洋测绘，海底地形地貌探测1侧扫声呐检测原理侧扫声呐技术利用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底信息，它能直观地提供海底地形地貌的声成像。
其工作原理主要包括以下几个过程：（1）声波的发射：侧扫声呐由拖鱼和船载仪器组成，拖鱼内装有发射换能器和接收换能器阵列，通过电缆与船载仪器相连。
发射换能器向左右两侧发射扇型波束，覆盖一定范围的水体和海底。
（2）声波的接收：接收换能器阵列按一定时间间隔接收水体和海底反射回来的声波信号，并将其转换为电信号传输到船载仪器。
（3）声波的处理：船载仪器对接收到的电信号进行放大、滤波、增益补偿、信噪比提高等处理，以提高信号的质量和可识别性。
（4）声波的显示：船载仪器将处理后的信号按照一定的灰度或颜色编码显示在屏幕上，形成侧扫声呐图像。
声呐图像上的每一行代表一次发射和接收的结果，每一列代表一定距离范围内的回波强度，从而反映海底地形地貌的变化。
2侧扫声呐在海洋测绘中的应用侧扫声呐由于成像分辨率高、对目标区域海底实现全覆盖扫侧，据此对海底地形地貌等进行定性分析，被广泛应用于目标探测，沉船及失事飞机等海底残骸的搜索，海底表层沉积物属性的确定以及海底地震、火山、地层的监测、水下实体结构查勘等。
下面具体介绍一下侧扫声呐在海洋测绘中的应用。
2.1海底地形地貌测量侧扫声呐可以提供连续的二维海底图像，对于揭示海底地形地貌的细节和特征有重要作用。
通过对声呐图像的解译和分析，可以识别出海底的不同类型和形态，如沙纹、基岩、岩石、锚沟等。
国产侧扫声呐在风电场桩基冲刷、海缆路由监测中的应用研究
国产侧扫声呐在风电场桩基冲刷、海缆路由监测中的应用研究摘要:我国海上风能资源十分丰富，国家《十三五规划》中提出要大力发展海上风电资源，而海上风电机组的运维中，会涉及到水下桩基以及海缆的日常的监测和维护。
侧扫声呐是专门针对水下地形、寻找目标物等应用场景大规模扫测的一种成像设备，适用于风电机组水下桩基和海缆路由监测的工作场景。
而且实践证明侧扫声纳是确定海缆路由在海底位置、检测其在海底状况及调查其所在海底面特征的一种十分经济有效的工具，在海缆监测维护工程中有广泛应用前景。
Abstract: China is rich of offshore wind energy. According to the 13th Five-Year plan, government proposes to develop offshore wind energy, which will require routine operation & maintenance of offshore wind turbines and involve daily inspection & maintenance of underwater pile foundations & subsea cables. Side scan sonar is an imaging device specially designed for large-scale scanning, underwater terrain surveying, target searching and other applications. It is suitable to monitor the underwater pile foundation and subsea cable of windturbine generator sets. Moreover, practical applications had proved that side scan sonar is an economic and effective tool to determine the subsea cabling position, detect its condition on the seabed and investigate the characteristics of the seabed terrain where the cable is located. It has wide application prospects in subsea cable monitoring and maintenance engineering.国产侧扫声呐也在不断的进步之中，本文举例说明了某型号国产侧扫声呐在日常监测风电桩基冲刷以及海缆路由变化中的实际应用，证明了国产侧扫声呐目前不仅已经完全能够满足相应监测工作的需要，而且国产侧扫声呐的技术也会一直持续进步，适合于越来越多的应用场景。
海洋技术 交流 海洋侧扫声呐探测技术的发展及应用
技术交流▏海洋侧扫声呐探测技术的发展及应用一、发展概述侧扫声呐利用水底后向散射回波来探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标，是海洋探测的重要工具之一,应用极其广泛。
对于海洋水下救捞、海洋地质地貌测量、海洋大陆架专属经济区划分、海洋工程、海洋开发以及港口航道疏浚、河港、大坝维护探查乃至渔业研究等都是非常有效的探测工具。
侧扫声呐还可用于探查海底的沉船、水雷、导弹和潜艇活动等,因而更有其重要的军事意义。
1960年英国海洋科学研究所研制出第一台侧扫声呐并用于海底地质调查，60年代中期侧扫声呐技术得到改进，提高了分辨率和图像质量等探测性能，开始使用拖曳体装载换能器阵，拖曳体距海底的高度约数十米。
70年代研制出适应不同用途的侧扫声呐，轻便型系统总重量仅14公斤。
近年来，计算机处理技术的快速发展和应用有效地推进了侧扫声呐探测技术的发展，出现了一系列以数字化处理技术为基础设计的数字化侧扫声呐设备，进而使侧扫声呐技术步入了全新发展阶段，符合特定探测深度和精度的侧扫系统不断研发面世。
传统的单频模式逐渐被具备高、低两个频段的双频模式取代，以适应不同的应用环境，特别是对地质调查以及掩埋目标的探测。
信号形式也逐渐从简单的单频脉冲演变为chirp信号，以获得更好的分辨力。
此外，诸如多波束侧扫、多脉冲技术也不断地被应用于侧扫声呐系统中，以实现高速拖曳全覆盖的同时获得高分辨率的地貌图像信息。
美国Klein公司近年研发的Klein5000 V2系列以及EdgeTech公司研发的4200系列深海多波束侧扫声呐系统，代表了目前国外商业侧扫声呐发展的前沿。
其他诸如DeepVision、Konsberg、ATLAS以及Teledyne 等公司也都有自己的成熟商业侧扫声呐系列产品。
图1 Klein5000 V2（左）、Edgetech 4200MP侧扫声呐及其成图结果（右）二、工作原理以双侧、单频带侧扫声呐系统为例，其工作原理示意图如图2所示。
CS_1型侧扫声呐系统_魏建江
第16卷 第1期1997年3月 海 洋 技 术OCEAN T ECHNOLOGYVol.16,No.1March,1997 CS-1型侧扫声呐系统魏建江尹东源刘桂兰于德海马维成王 晶吕 涛许 枫时启猛黎名炜(中国科学院声学研究所,北京100080)摘 要 本文介绍了CS-1型侧扫声呐系统的组成和工作原理以及它的特点。
CS-1型声呐由声呐处理器、声呐接收机卡、数据采集器卡、护展输入输出接口卡、热敏行扫描记录器、拖鱼和拖缆以及拖缆绞车等组成,该侧扫声呐系统在微计算机的控制下完成测量探测工作。
CS-1型侧扫声呐系统的特点在于设计合理,配套齐全,信噪比高,作用距离远,分辨率高,声图清晰,工作稳定可靠,功能设置合理,除声图外它还记录后处理必备的有关参数,具有很强的实用性。
关键词 信噪比 声呐 拖鱼 海洋测绘1 引言侧扫声呐是海洋探测重要工具之一。
自60年代初,英国海洋研究所推出第一个实用型侧扫声呐以来,世界各国公司开发出各种类型的侧扫声呐系统。
侧扫声呐在海底目标的探测(如探测沉入海底的船舶、飞机、导弹以及水雷和鱼雷等)、海洋测绘、海洋地质、海洋工程、海洋资源开发、水下救捞、港口建设及航道疏竣等方面得到广泛应用。
在CS-1型侧扫声呐系统的设计中不仅考虑技术的先进性,还充分考虑了我国主要用户的使用要求,采用了近几年发展起来的先进技术,采取了一些先进的技术措施,使CS-1型侧扫声呐具有先进的技术指标。
主要技术指标如下:工作频率:侧扫100kHz,500kHz(分时工作)测高200kHz作用距离:100kH z2×500m 500kH z2×100m换能器阵波束开角:100kHz水平1° 垂直40°500kHz水平0.2° 垂直40°200kHz圆锥角10°最大工作深度:300m适应海况:4级2海 洋 技 术第16卷主计算机:486工控机,内存4M,电子盘1.44M光驱:1.3G,可擦写显示器:1024×768,256种颜色触模屏:红外,80×54点发射机:发射电压100kHz Vpp=600V500kHz Vpp=800V200kHz Vpp=900V接收机:100kHz增益G=126dB500kHz增益G=122dB200kHz增益G=177dB前放噪声Vn<3nV/Hz热敏记录器:记录纸宽度470m m,打印头宽度2×216mm灰度级 16, 打印点数 2×1728点拖缆: 0.6mm双层中碳钢丝铠装,断裂拉力20000N芯数 屏蔽4芯,单线5芯直径 15.5mm电动电缆绞车:拖缆容量:500m卷绕拉力:≥300kg收放缆速度:0.5m/s 0.25m/s2 侧扫声呐的发展动态侧扫声呐系统的换能器阵一般安装在水下拖曳体(通常称为“拖鱼”)的两侧,拖鱼由水面船舶拖曳,从拖鱼两侧换能器阵向两侧发射声脉冲,声脉冲在水中传播时遇到声呐目标如潜艇、水雷、鱼群以及海底等,就会产生“回声”信号,侧扫声呐换能器阵的波束是扇形的,在水平面上很窄,在垂直面上很宽,因此声波辐射到海底时为垂直于航向的窄条带,由目标和海底反向散射的声信号被换能器阵接收,并转换为电信号,此电信号被接收机放大处理后送到数据采集器,采样的数据在声呐处理器中经过处理后送到显示机构显示,发射一次声脉冲,显示一条线,反复发射和接收,一条接一条显示就形成声图。
基于 XTF 格式的侧扫声纳数据解码及可视化
基于 XTF 格式的侧扫声纳数据解码及可视化郭军;马金凤;王爱学【摘要】This paper presents in detail the data structure of the XTF format of side-scan sonar ,realizes decode automatically ,then extractes the statistics parameters and the echo intensity advantages ,finally achieves the waterfall image of side-scan sonar and visualization of side-scan sonar data form the south china sea .The result shows the side-scan sonar image can meet the needs of marine geological survey and provide an accurate and reliable basis for submarine microgeomorphology recognition .%从侧扫声纳原理出发，深入研究 XTF 格式的侧扫声纳数据结构，对其进行自动解码，提取各种统计参数及声纳回波强度信息，编程自动生成侧扫声纳瀑布图，实现侧扫声纳数据可视化。
以南海某海域实测 XTF 格式侧扫声纳数据为例，进行解码和可视化，实验结果表明形成的侧扫声纳图像完全满足海洋地质调查需求，对识别海底微地形地貌提供精确可靠的依据。
【期刊名称】《测绘工程》【年(卷),期】2016(025)011【总页数】4页(P50-53)【关键词】侧扫声纳系统;XTF 格式;解码;可视化;瀑布图【作者】郭军;马金凤;王爱学【作者单位】国土资源部海底矿产资源重点实验室，广东广州 510760; 广州海洋地质调查局，广东广州 510760;国土资源部海底矿产资源重点实验室，广东广州510760; 广州海洋地质调查局，广东广州 510760;武汉大学测绘学院，湖北武汉430079; 武汉大学海洋测绘研究中心，湖北武汉 430079【正文语种】中文【中图分类】TP391.41侧扫声纳系统具有海底全覆盖、分辨率高、效率高、精度高及海底微地形地貌直接成像的特点，其获取的声纳图像是海底地形地貌的一种真实客观地反映，声纳图像上呈现出的纹理及几何结构是海底不同类型底质的直观反映[1-6]。
多波束和侧扫声纳系统在海底目标探测中的应用
多波束和侧扫声纳系统在海底目标探测中的应用摘要：随着我国海洋资源的日益开发，海底目标的探测变得尤为重要。
本文介绍了多波束和侧扫声纳系统在海底目标探测中的应用，主要包括测量原理、系统组成和关键技术。
以南海某海域为例，采用多波束系统探测了海底目标的几何形态、面积、体积、深度等信息，并用侧扫声纳系统获取了目标的声学图像，对两种方式获取的数据进行了比较分析，探讨了多波束和侧扫声纳系统在海底目标探测中的优缺点。
结果表明：侧扫声纳系统更适合于海底目标探测，但侧扫声纳系统在浅海环境下的探测深度和分辨率远不及多波束系统；多波束声呐系统可以对海底目标进行三维立体成像，但存在一定的测量盲区。
关键词：多波束；侧扫声纳；数据处理；海底目标引言：多波束和侧扫声纳系统作为目前最常用的声呐设备，具有探测精度高、工作效率高、探测范围广、可多方位同时探测等优点，已广泛应用于海洋调查、海洋测绘、海洋环境监测等领域。
根据测量目的不同，多波束系统主要分为全波束声呐和侧扫声呐两类。
侧扫声呐系统工作时由侧扫声纳探头从海底发射声波，到达海底后通过换能器接收声波信号，并通过图像处理方法得到海底目标的三维成像信息。
全波束声呐系统则可以同时探测多个目标。
一、海底目标探测方法在水下目标探测中，通常使用换能器、多波束和侧扫声纳等设备，其中多波束声纳可同时探测多个目标，它通过发射和接收多个波束信号进行数据采集，并对目标进行三维成像。
侧扫声纳是利用海底的回波信号进行目标探测，它能实现对海底地形地貌的高分辨率和高精度探测。
在实际工程中，根据海底目标的特点，通常会采用多种方法综合应用于海底目标探测。
先用侧扫声纳对海底区域进行扫描测量，然后利用多波束声纳系统获取多个波束的三维数据。
数据处理后得到的数据文件包括原始数据文件、高精度航迹文件、坐标系文件和测深图像文件等。
在实际工程中，通常利用多波束系统获取某一区域的多个波束数据点，然后通过计算机软件处理得到海底地形地貌和海底目标的三维图像。
一种实用的侧扫声呐绞车的研制及应用
一种实用的侧扫声呐绞车的研制及应用作者：韩孝辉，孙水文，靳程来源：《机电信息》 2015年第30期韩孝辉孙水文靳程（海南省海洋地质调查研究院，海南海口570206）摘要：侧扫声呐绞车是侧扫声呐测量的必备辅助设备，当要求侧扫声呐拖鱼距离海底的高度一定时，侧扫声呐绞车就必不可少。
根据工作要求和预算限制，侧扫声呐绞车必须安装滑环和计米器，并且成本需要控制在预算范围内。
现根据实际应用情况，介绍研制的侧扫声呐绞车及计米器的应用，希望对同行有所帮助。
关键词：侧扫声呐绞车；滑环；计米器0引言2014年我院承担了一项海洋区域地质调查项目，其中有一项调查内容就是侧扫声呐测量，工作量是3200km，要求侧扫拖鱼距离海底高度20～30m（图1）。
调查区域位于海南岛周边某海域，水深范围10～120m，调查船沿着设计好的测线拖拽侧扫声呐测量，侧扫声呐使用美国EdgeTech公司的EdgeTech4200MP，这款声呐可采用两种工作频率同时工作，100kHz时最大单侧工作量程500m；400kHz时最大单侧量程150m，垂直航迹方向分辨率100kHz时20ms，400kHz 时10ms；沿航迹方向分辨率100kHz@200m时2.5m，400kHz@100m时0.5m。
由于侧扫拖鱼距离海底的高度保持在20～30m范围，无论高频还是低频的声图像都非常清晰，效果非常好，能清晰看到海底管线（图2）、海底沙波沙脊（图3），但扫描宽度因拖鱼距海底高度有要求限制而变窄。
由于海水深度及海底地形是变化的，同时又要求侧扫声呐拖鱼距海底高度控制在20～30m 范围，因此就必须通过侧扫绞车收放侧扫铠装缆来调节侧扫声呐拖鱼距离海底的高度。
1侧扫声呐绞车结构及工作原理侧扫声呐绞车的主要部件为能盘绕1000m铠装缆的轮盘、11kW电机、底座、变频器、滑环、计米器、电机控制器。
制动采用电机制动，其中关键部件是滑环，我们使用国产滑环，滑环即负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件，即连接侧扫声呐拖鱼的铠装电缆通过绞车与滑环的一端连接，工作室采集系统电脑数据线与滑环的另一端连接，绞车转动而滑环与采集系统相连的一端不随绞车转动（图4）。
侧扫声呐图像精处理及目标识别方法研究
㊀㊀第５０卷㊀第２期测㊀绘㊀学㊀报V o l．５０,N o．２㊀２０２１年２月A c t aG e o d a e t i c ae tC a r t o g r a p h i c aS i n i c a F e b r u a r y,２０２１引文格式:王晓．侧扫声呐图像精处理及目标识别方法研究[J]．测绘学报,２０２１,５０(２):２８２．D O I:１０．１１９４７/j．A G C S．２０２１．２０１９０５１７．WA N GX i a o．R e s e a r c ho n p r e c i s e p r o c e s s i n g o f s i d e s c a ns o n a r i m a g ea n do b j e c t r e c o g n i t i o n m e t h o d s[J]．A c t aG e o d a e t i c ae tC a r t o g r a p h i c aS i n i c a,２０２１,５０(２):２８２．D O I:１０．１１９４７/j．A G C S．２０２１．２０１９０５１７．侧扫声呐图像精处理及目标识别方法研究王㊀晓江苏海洋大学海洋技术与测绘学院,江苏连云港２２２００５R e s e a r c h o n p r e c i s e p r o c e s s i n g o f s i d e s c a n s o n a ri m a g e a n d o b j e c t r e c o g n i t i o nm e t h o d sW A N GX i a oS c h o o l o fM a r i n eT e c h n o l o g y a n dG e o m a t i c s,J i a n g s uO c e a nU n i v e r s i t y,L i a n y u n g a n g２２２００５,C h i n a㊀㊀侧扫声呐(s i d e s c a n s o n a r,S S S)系统,作为水下地貌图像的获取设备,因价格低廉㊁分辨率高等优点在海洋工程㊁水下目标探测和识别等领域得到了广泛的应用.而目前S S S水下目标探测和识别均依靠人工判读,效率低下且精度难以保证.据此,论文开展了侧扫声呐数据精处理及目标识别方法研究.论文的主要内容如下: (１)复杂海洋环境下海底线综合提取算法.针对传统侧扫声呐图像海底线跟踪方法存在的自动化程度低㊁精度不高和复杂海洋环境下无法实施等缺陷,提出了一种联合最后峰法㊁异常海底跟踪段修复法㊁对称性和海底地形变化渐近性原则以及卡尔曼滤波的海底线综合跟踪方法.在渤海某复杂水域开展了侧扫声呐测量和海底线跟踪试验,与单波束测深数据比较,取得了最大标准偏差为±０．１８m㊁与测深精度一致的拖鱼高度跟踪精度. (２)单条带侧扫声呐图像的辐射畸变改正方法.针对受增益㊁底质等因素影响,单条带侧扫声呐图像存在的辐射畸变问题,研究并给出了一种联合人工增益量消除㊁分离距离和波束模式影响的图像辐射畸变联合改正方法.与传统方法比较,联合改正法处理后图像熵值减小㊁P S N R增大,图像质量提高,视觉效果改善. (３)联合特征与地理编码的多条带侧扫声呐图像精拼接方法.针对侧扫声呐图像地理编码拼接带来相邻条带共视目标错位㊁特征拼接法带来地理位置整体偏移问题以及贫特征区域无法实施问题,提出了一种联合地理编码,多条带图像分组㊁分块特征拼接实现大区域海底地貌图像获取方法.试验表明,基于几何变换的分块特征匹配将传统匹配方法耗时３０s缩减到７s,满足了程序实时处理的要求;多条带图像拼接后共视特征点对平均坐标偏差从８．９１m减小到１．１７m,实现了位置统一. (４)基于扩散映射的目标探测方法.目标准确探测是目标分割和识别的基础,针对传统目标探测方法难以实现多目标及复杂地貌图像中目标准确探测问题,根据扩散映射在有效降低数据维数的同时还可寻找数据结点间有意义几何结构的优点,给出了一种基于扩散映射的侧扫声呐图像目标的准确探测方法.针对扩散映射计算效率低的缺陷,给出了图像数据随机采样计算扩散映射的方法,提高了计算效率;针对探测精度问题,提出了首先对阴影进行单阈值简单探测,随机采样时不考虑阴影位置,提高目标探测的准确性;然后基于高斯金子塔图像完成目标探测,弥补随机采样可能造成目标探测失败的问题;以此,提高了目标探测精度.试验结果表明,含多目标的侧扫声呐图像实现了目标无遗漏的准确探测,探测准确率达到１００％;沙坡地形图像中目标也可实现准确探测.研究为侧扫声呐图像提供了一种适应性强的非监督的目标准确探测方法.(５)研究了适合侧扫声呐水下沉船目标图像的特征提取方法.基于独立成分分析(i n d e p e n d e n tc o m p o n e n t a n a l y s i s,I C A)给出了最优特征提取方法;比较分析现有分类识别模型,认为A d a B o o s t分类模型最优;比较分析了A d a B o o s t算法,认为G e n t l eA d a B o o s t算法最优;在此基础上,给出了基于G e n t l eA d a B o o s t算法的沉船识别模型构建方法;最后,给出了基于精处理后的侧扫声呐瀑布图像的沉船目标识别流程.借助２５０个样本开展了试验分析,取得了９７．４３５９％的正确识别率,３．１３％的误报率且漏检率为０的识别结果;对５个不同水域侧扫声呐图像中的沉船开展了识别,取得了１００％的正确识别率,实现了不同海况㊁仪器采集所得侧扫声呐沉船目标图像的自动㊁准确识别.中图分类号:P２２９㊀㊀㊀㊀文献标识码:D文章编号:１００１Ｇ１５９５(２０２１)０２Ｇ０２８２Ｇ０１基金项目:国家自然科学基金(４１８０６１１７)收稿日期:２０１９Ｇ１２Ｇ１７作者简介:王晓(１９８５ ),男,２０１７年６月毕业于武汉大学,获工学博士学位(指导教师:赵建虎教授),研究方向为海洋测绘.A u t h o r:W A N G X i a o(１９８５ ),m a l e,r e c e i v e d h i s d o c t o r a l d e g r e ef r o m W u h a nU n i v e r s i t y o nJ u n e２０１７, m a j o r s i no c e a ns u r v e y i n g a n dm a p p i n g．EＧm a i l:w a n g x i a o＠j o u．e d u．c n。
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个重 要 组 成部 分 。瀑 布 图显 示 既 需 要 保 证 显 示
［ 稿 日期 ］ ２ １ …０ １ 收 ０２ ４ ４
［ 助 项 目］ 中 国 近 海 海洋 综 合 调 查 与 评 价 专项 （０ ０ ） 资 ９ ８ ３ ［ 者 简 介 ］ 韩 春 花 （９ ９ ）女 ， 族 ， 士 ， 作 １７ ， 汉 硕 高级 工 程 师 ， 要 从 事海 洋 地 质 信 息 管 理 、４ 主 惯 扫声 纳 数 据 管 理 等 方 面 的 研 究
随着 海洋 测绘 技 术 的发 展 ， 扫 声 纳 以其 高 侧
精 度 、 效率 、 高 高分 辨 率 、 海底 微 观 地 貌直 观 成 对 像等 特 点 ， 地质勘 探 、 在 目标 探 测 、 洋 工程 等 方 海
面 的应用 越 来 越 广 泛 ， 而 为 海 洋 测 绘 、 洋 工 进 海 程 、 洋 开 发 、 潜 作 战 、 下 救 援 、 理 海 洋 研 海 反 水 物 究等 提供 珍贵 的第一 手数 据¨。 。 目前 侧 扫声 纳 １］
［ 摘 要 ］ 从 侧 扫 声纳 及 其 数 据 处 理 的 原 理 和 方 法 出发 ， 自主 开 发 了一 款 侧 扫 声 纳数 据 处 理 软 件 ， 实 可 现侧 扫 声 纳原 始数 据 自动 格 式 解 析 、 数 提 取 统 计 、 量检 查 、 布 图显 示 、 益 调 整 、 距 校 正 等 功 能 ， 能 参 质 瀑 增 斜 并
４４
・
北京 测绘 ・
２１ 年第 ５ ０２ 期
一
款侧扫声纳数据处理软件的研发 与应 用
韩春 花 张俊 明。 梁建峰 戴 秀杰。
（ ．国 家海 洋 信 息 中心 ， 津 ３ ０ ７ ；２ 北 京 正航 科技 发 展 有 限公 司 ， 京 １ ０ ３ ） １ 天 ０１１ ． 北 ０ ０ ９
１ ３ 瀑 布 图显 示 ．
海 洋综 合调 查与评 价专 项 （ ０ ９ ８专 项 ） 调查 获取 的 侧 扫声 纳数 据处 理实 际工 作 中得 到 应 用 ， 国 内 对 类 似 软件 的开发 具有一 定 的借 鉴 意义 。
瀑 布图 的 显 示 是 侧 扫 声 纳数 据 处 理 中 的一
够在 侧 扫 声 纳数 据 瀑 布 图 回放 的 同时 进 行 镶 嵌 图的 制 作 。该 软 件 系统 已在 国 家海 洋信 息 中心 对 我 国近 海 海
洋综 合 调 查与 评 价 （０ ） ９ ８ 专项 的侧 扫 声 呐 数 据 处 理 工作 实践 中得 到应 用 ， 收 到较 好 的 效 果 。 并 ［ 关键 词］ 侧 扫 声 纳 ； 据 处理 ； 件 开发 数 软 ［ 图 分 类 号］ Ｐ ０ 中 ２８ ［ 献标 识 码］ Ｂ 文 ［ 章编 号］ １０ —３ ０ （０ ２ ０ — ５ 文 ０ ７ ０ ０ ２ １ ）５
数据 处理 软件 大多 是 与 仪器 设 备绑 定 在 一起 ， 或
者是 国外 的 商 业 化 软 件 ， 格 昂贵 ， 其 分 析 技 价 且
术为 商业机 密 而未 能对 外 公 开 ， 此在 使 用 商业 因
处理 软件 的 同时无 法 了解 其 数 据处 理 的原理 ， 只
能完 全被 动 接 受 其 处 理 结 果 。对 于侧 扫 声 纳 数
１ 基本 原理与算法
１ １ 格式解 析与 参数统 计提 取 ．
侧 扫声 纳 原 始 数 据 是 特 殊 格 式 的二 进 制 数
据 ， 非 明 码 文 件 。笔 者 通 过 对 其 进 行 格 式 分 并
析 ， 义数 据 结 构 ， 定 编制 程 序 正 确 读 出侧 扫 声 纳 数 据 的文件 头信息 （ ＴＦＦ １ ＨＥ Ｅ 和文件 Ｘ Ｉ Ｅ ＡＤ Ｒ） 头 中 的通 道 结 构 信 息 （ ＨＡＮＮＩ Ｏ） Ｃ ＮＦ 。通 过 使
用 一个循 环 操 作 ， 读 取 每 一 呼 的数 据 ， 后 将 来 最 每 一个侧 扫声 纳 数 据 文 件 写成 一 个 可 读 取 的文 本 文件 。 。选取解 码后 的文 本文 件 中有关 参数 进行 统计 计 算 ， 终 获 取 了测 线 的 如 下 参 数 ： 最 测 线 文件 名称 、 采样 设 备 、 录程 序 、 据标 准 、 记 数 采 样 间隔 、 样 点个 数 、 Ｐｎ 采 总 ｉｇ数 、 线 长 度 、 距 测 斜
项 ） 取 的 大量 侧 扫声 纳 调查 基 础 数 据 ， 对 我 获 在
量程 、 盖 面 积 、 业 开 始 时 间 、 业 结 束 时 间 、 覆 作 作 测线 用 时 、 点 经 度 、 点 纬 度 、 点 水 深 、 点 起 起 起 终
经度 、 点纬 度 、 点水 深 、 线 走 向等 信 息ｎ 。 终 终 测 将 以上 功 能 封 装 在 专 门 的 动 态 链 接 库 ｘｆ Ｌｂ ｔ ｉ ． 中， 方便用 户操 作 。
布 图显 示 、 距校 正 、 益 调 节 、 嵌 图制 作 等 功 斜 增 镶
能 。该 软件 已经 在 国 家海 洋 信 息 中心 我 国近 海
根据 实 际 工作 经 验 ， 取 定 位 信 息 、 间信 选 时
息、 信号 强度 、 速 、 线 平 直 度 及 数 据 完 整 性 ６ 船 测 个要 素作 为质 量评 价 指标 ， 可实 现 对 侧 扫 声纳 数 据 的批量 、 自动化定量 的质 量评 价¨。 。 ｌ
１ ２ 质 量 评 价 ．
国近海 获 取 的 各 种 类 型 侧 扫 声 纳 数 据 进 行 分 析
的基础 上 ， 自主开 发 了 一款 简 便 灵 活 的专 用数 据 处 理 软件 ， 实 现 Ｘ 可 ＴＦ格 式 的 侧 扫 声 纳 原 始 数 据 的 自动格 式解 析 、 数 提取 统 计 、 量检 查 、 参 质 瀑