基于回波强度的海底底质分类系统关键技术

何林帮 冯 杰

1 武汉大学测绘学院，武汉市珞喻路129号，430079

多波束声呐系统广泛应用于海底地形地貌测绘、海底底质勘探、海洋工程等方面［1］。海底底质分类对于海底矿物质、天然气水合物勘探等具有重要意义。目前已发表的海底底质分类文献只是提到底质分类中的一部分处理模块，没有全面系统地论述底质分类中的关键技术。唐秋华等［2］利用改进的BP 神经网络对底质进行分类，地貌辨识度也较高，但是没有系统论述波束脚印的精确跟踪方法，无法知道海底地貌的精确位置。马飞虎等［3］利用多特征主成分分析与声图相结合进行底质分类，但是没有具体论述回波强度的提取方法。孙文川等［4］论述了用于海底底质分类的多波束声强数据选取问题，对原始声强数据进行地形改正，得到反映底质信息的声强数据，但是没有消除中央波束反射对回波强度的影响。

本文通过论述基于回波强度的海底底质分类系统框架及系统中主要的处理模块，能够对高分辨率的海底多波来声呐图像进行精确分类。通过对ALL格式的原始二进制数据进行解译［5］以及声速剖面改正、航迹改正、归位计算等一系列预处理，进而构建高分辨率声呐图像。运用改进的BP神经网络将已知样本进行训练，利用样本训练结果对生成的声呐图像进行全图分类。实验证明，该分类方法的样本识别率和全图识别率都较高，能够为海底微地貌辨识提供精确可靠的依据。

1 系统框架

系统框架主要包括文件管理、ALL 格式原始文件解码、数据预处理、图像处理、样本处理、特征提取、分类器构建、图像分类等模块，如图1所示。……