适用于深海矿产资源勘查区的高精度海底成像方法技术

本发明专利技术涉及深海探测领域，特别是一种适用于深海矿产资源勘查区的高精度海底成像方法。通过激光线扫描和声呐多波束实现了对海底成矿区的高精度地形地貌绘制，利用激光扫描分辨率高、适应性强的特点弥补了声呐探测手段自身的不足，在对海底表面进行较大区域声学探测重建的同时，也能够对感兴趣的较小区域进行高分辨率的光学三维地形重建，有效的填补了当前在开展海底矿区中大尺度的地形地貌绘制，与定点可视化探测之间缺乏小尺度高精度地形地貌绘制的空白，实现了深海矿产资源调查过程中，通过一次布放水下移动平台即可获取海底矿区的高精度地形地貌图，提高了作业效率，节约了调查成本，对海洋地形地貌探测和深海经济矿产资源的勘探有重要的作用。源的勘探有重要的作用。源的勘探有重要的作用。

【技术实现步骤摘要】
适用于深海矿产资源勘查区的高精度海底成像方法


[0001]本专利技术涉及深海探测领域，特别是一种适用于深海矿产资源勘查区的高精度海底成像方法。

技术介绍

[0002]海底蕴藏着丰富的矿产资源，例如天然气水合物、多金属结核、富钴结壳、热液金属硫化物和深海稀土等都是重要的海洋矿产资源，而且储量巨大，是人类社会未来可持续发展的重要资源储备。目前深海矿产资源勘查与开发已经成为各国普遍参与的经济活动，也驱动了全球对于海洋探测技术的创新研发。
[0003]海底的矿产资源往往伴随着特殊的地形地貌特征，因此在进行深海经济矿产资源勘查和科学考察时，首先需要获取勘探区的精准的海底地形地貌特征，这是进一步快速识别海底矿产资源类型和选定后续矿产资源详查区所必不可少的基础资料。当前，开展海底地形地貌调查的传统手段主要包括船载的地球物理声学、近海底的多波束探测和地质取样调查等，这些手段具有测量距离远、范围大的优点，可对数千米以下的海底的地形地貌特征进行绘制，在海底矿产资源勘查区的普查过程起到重要作用，但是利用这些传统手段获取的海底地形地貌精度偏低，通常在几十米到百本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于深海矿产资源勘查区的海底成像方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将海底成像系统安装连接于水下移动平台，并且通过水密缆将电源、通讯各部分相连接,将其搭载的水下移动平台投放到海下；海底成像系统包括激光线扫描装置和声学多波束成像声呐装置，激光线扫描装置包括固定架、工业相机和激光发射单元，固定架的一端设置工业相机、固定架的另一端设置激光发射单元，激光发射单元采用激光器，声学多波束成像声呐装置包括多波束测深仪，多波束测深仪位于激光发射单元的下方，声学多波束成像声呐装置和激光线扫描装置之间通过连接件连接；S2.当水下移动平台在水下执行工作时，初步确定矿区的位置，划定矿区的精细调查范围；S3.在划定的精细调查的矿区范围内，设定水下移动平台的调查路径，布置合适间距的测线，水下移动平台下放至距离海底的高度设置为30
‑
50m，水下移动平台的姿态稳定且达到工作条件时，声学多波束成像声呐装置工作，声学多波束成像声呐装置的发射换能器阵列向海底发射声波，声学多波束成像声呐装置的接收换能器阵列对声波进行接收，对声波进行转换，得到包含位置及深度的数据，生成DTM，对DTM内每个单元的纹理特征进行提取并分类，将地形图自动划分为不同的地貌区域：设x
a
(t)是周期为T的连续时间函数，取样系数为N，将其取T/N间隔变换成序列x(n)，x(n)的周期长度为N，傅里叶变换为：式中，j表示虚数单位；k表示频域上的x坐标，为一种赫兹；e为常数代表以e为底的指数函数；其中，DFT表示离散傅里叶变换，IDFT表示相应的离散傅里叶逆变换；对DTM地形图灰度图像进行处理，设原始图像为{Y(a,b)|a＝0,1,...,row
‑
1,b＝0,1,...,col
‑
1}，定义像素*的八个邻域为：p3p2p1p4*p0p5p6p7其中P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7为一个周期为8的序列，设Y(a,b,n)表示由像素Y(a,b)的八个邻域生成的周期序列，n为相邻的第n个邻域，F(a,b,k)表示Y(a,b,n)的傅里叶变换系数：Y(a,b,n)＝p
n 0≤n≤7提取图像的局部傅里叶系数映射为：F(k)＝{F(a,b,k)|0<a<row
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1,0<b<col
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1}
通过F(k)呈现多波束水深图灰度等级、以及对应的空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喜林，孙治雷，曹又文，郭金家，耿威，曹红，翟滨，徐翠玲，周渝程，吕泰衡，闫大伟，陈烨，辛友志，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：