适用于岛礁区浅水海底地貌测绘的集成式数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于岛礁区浅水海底地貌测绘的集成式数据采集系统，涉及海底测绘技术领域，其包括：测绘小艇，其用于搭载多源测绘设备和测绘工作人员；导航定位接收器，其设置于所述测绘小艇上，用于接收卫星信号以获取定位和时钟数据；测深仪和海底测绘摄像机，其均与所述测绘小艇连接且所述测深仪和海底测绘摄像机分别用于采集海底水深和地貌影像数据，其中，所述海底水深和地貌影像数据均使用所述定位和时钟数据。本实用新型专利技术用于解决传统岛礁区海底水深测量与地貌影像数据难以同步采集和数据坐标位置系统匹配的难题。同步采集和数据坐标位置系统匹配的难题。同步采集和数据坐标位置系统匹配的难题。

【技术实现步骤摘要】
适用于岛礁区浅水海底地貌测绘的集成式数据采集系统


[0001]本技术涉及海底测绘
，具体涉及一种适用于岛礁区浅水海底地貌测绘的集成式数据采集系统。

技术介绍

[0002]目前海底测绘领域对于岛礁区浅水测绘的调查技术主要有卫星遥感水深反演、声呐水深测量、无人艇测绘和水下地貌摄像等。利用光学卫星遥感数据基于机器学习算法可以实现对岛礁区浅水地形地貌的反演，从而实现对岛礁区浅水地形的测绘，是近年来航天科技、遥感技术和计算机领域多学科融合发展而来的新型测绘技术。但是卫星遥感反演水深需要在测绘区首先积累大量的水深实测数据，然后将测量结果与同时段的卫星遥感数据的光谱进行耦合对比，形成一套适用于小区域的反演算法。这样的方法显然是不适合对未知浅水区进行首次海底测绘的，而且由于卫星遥感光谱数据还受到水色、温度、表层悬浮物质以及季节变化的影响，使得这种方法的应用性非常局限。声呐水深测量时海底测绘一直以来的传统技术手段，但是它仅仅能够记录海底水深这一单一海底地貌元素，无法反应海底的真实地貌形态和影像可视化信息。近年来，随着装备制造业的发展，无人艇测绘技术应运而生，能够实现对小区域海底地形的自主测绘。但是无人测绘艇的造价极高、续航能力较差、抗风浪强度弱，使得其难以胜任岛礁浅水区破浪带复杂海况的测绘任务。其次，无人艇测绘只能按照预定航线进行自主航行，如遇突发状况无法进行自主决断，很可能造成设备和仪器的损失。水下地貌摄像是刻画海底地形地貌的可视化关键技术，随着高清摄像设备和水下照明系统的集成式发展，使得海底测绘行业可以进一步提升对海底地貌和底质等信息的获取。但是水下地貌摄像数据的采集过程中往往无法确定其坐标位置信息，很难将海底地貌影像与水深测量结果进行良好的匹配。以上技术都无法满足我国岛礁区浅水测绘任务繁重、海况复杂和资源受限的现实困难和任务需求。
[0003]因此，极其需要一套物美价廉、机动性高、巡航时间长的，可以实现海底水深和地貌影像数据同步采集且采用统一授时和坐标系统的集成式海底地貌数据采集系统。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本技术提供一种适用于岛礁区浅水海底地貌测绘的集成式数据采集系统，用于解决传统岛礁区海底水深测量与地貌影像数据难以同步采集和数据坐标位置系统匹配的难题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供一种适用于岛礁区浅水海底地貌测绘的集成式数据采集系统，其包括：
[0006]测绘小艇，其用于搭载多源测绘设备和测绘工作人员；
[0007]导航定位接收器，其设置于所述测绘小艇上，用于接收卫星信号以获取定位和时钟数据；
[0008]测深仪和海底测绘摄像机，其均与所述测绘小艇连接且所述测深仪和海底测绘摄
像机分别用于采集海底水深和地貌影像数据，其中，所述海底水深和地貌影像数据均使用所述定位和时钟数据。
[0009]如上所述的集成式数据采集系统，进一步地，所述导航定位接收器架设在所述测绘小艇的前部空间。
[0010]如上所述的集成式数据采集系统，进一步地，所述测绘小艇的前部空间为敞开式设置，所述导航定位接收器架设在不低于所述测绘小艇的甲板的水平面1.5米高度处。
[0011]如上所述的集成式数据采集系统，进一步地，所述定位和时钟数据包括坐标定位、准确时间和航线信息。
[0012]如上所述的集成式数据采集系统，进一步地，所述测深仪通过带转轴的竖杆架设在小艇侧翼，所述测深仪在工作时可下放至海平面以下0.25米处。
[0013]如上所述的集成式数据采集系统，进一步地，还包括上位机，所述上位机置于所述测绘小艇的中部工作台上，用于对测绘数据的实时质量监控。
[0014]如上所述的集成式数据采集系统，进一步地，还包括通讯线缆转轴，所述通讯线缆转轴置于所述测绘小艇的中后部的侧翼，所述通讯线缆转轴上绕设有通讯线缆，其用于动态调整海底测绘摄像机距离海底的高度。
[0015]如上所述的集成式数据采集系统，进一步地，所述海底测绘摄像机与所述通讯线缆连接，所述海底测绘摄像机可沿着小艇侧翼垂直沉放至距海底2米以上的深度。
[0016]如上所述的集成式数据采集系统，进一步地，还包括发电机，所述发电机置于所述测绘小艇的尾部，用于为测绘设备进行供电保障。
[0017]本技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0018]本技术通过集成海底测深与海底地貌影像拍摄设备，在导航定位的时间和坐标约束下，对岛礁浅水区海底地形地貌多参数进行同步采集，使得测深地形和海底地貌影像可以进行耦合对应，为揭示岛礁浅水区海底地形地貌的立体特征和形成我国主权岛礁的可视化智慧管控提供数据采集技术支撑。
[0019]本技术的测绘采集系统在使用时采用三人工作制，测绘系统由主测绘员全权控制，实时监测导航定位、水深测量和海底影像采集的数据质量情况，并根据实时水深测量结果指导驾驶员调整航线，指挥副测绘员动态调整海底测绘摄像机距离海底的位置，最大限度保证测绘设备的安全和数据的高质量采集。
[0020]本技术的测绘系统使用统一授时和统一坐标，设备在安装完成后便设置好时间和定位坐标矫正，减少数据在后期处理过程中的时空矫正工作量，实现海底地形地貌结果的高效输出。
[0021]本技术的自持能力强，可以胜任大区域的测量工作，且该系统移植性较强，在完成单个区域的监测任务后，可以重复使用用于对其他岛礁区和大陆近岸浅水地形地貌的测绘工作。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其
他的附图。
[0023]图1为适用于岛礁区浅水海底地貌测绘的集成式数据采集系统示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]1、海底；2、海面；3、测绘小艇；4、导航定位接收器；5、单波束测深仪；6、操舵方向盘；7、驾驶员座位；8、户外笔记本电脑；9、主测绘员座位；10、通讯线缆转轴；11、海底测绘摄像机；12、副测绘员座位；13、便携式发电机；14、小艇动力驱动系统。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]实施例：
[0028]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式数据采集系统，适用于岛礁区浅水海底地貌测绘，其特征在于，包括：测绘小艇，其用于搭载多源测绘设备和测绘工作人员；导航定位接收器，其设置于所述测绘小艇上，用于接收卫星信号以获取定位和时钟数据；测深仪和海底测绘摄像机，其均与所述测绘小艇连接且所述测深仪和海底测绘摄像机分别用于采集海底水深和地貌影像数据，其中，所述海底水深和地貌影像数据均使用所述定位和时钟数据。2.根据权利要求1所述的集成式数据采集系统，其特征在于，所述导航定位接收器架设在所述测绘小艇的前部空间。3.根据权利要求2所述的集成式数据采集系统，其特征在于，所述测绘小艇的前部空间为敞开式设置，所述导航定位接收器架设在不低于所述测绘小艇的甲板的水平面1.5米高度处。4.根据权利要求1所述的集成式数据采集系统，其特征在于，所述定位和时钟数据包括坐标定位、准确时间和航线信息。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵中伟，高伟健，吴凌云，汪灵，李伟，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：新型
国别省市：