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基于YOLOv8的侧扫声纳多尺度沉船目标检测方法
1
作者 郭岳山 郭爽 《海洋测绘》 北大核心 2025年第3期31-35,共5页
受测量机制和海洋环境因素影响,侧扫声纳沉船目标存在多尺度、多畸变、分辨率低的问题,严重影响了SSS沉船目标检测精度。为此,提出一种基于改进YOLOv8的侧扫声纳沉船目标检测方法。首先,为了优化网络的特征提取能力,在YOLOv8主干网络中... 受测量机制和海洋环境因素影响,侧扫声纳沉船目标存在多尺度、多畸变、分辨率低的问题,严重影响了SSS沉船目标检测精度。为此,提出一种基于改进YOLOv8的侧扫声纳沉船目标检测方法。首先,为了优化网络的特征提取能力,在YOLOv8主干网络中引入CMUNeXt模块,增强了网络对不同尺度、形状和背景噪声的侧扫声纳目标的适应能力。之后,在网络中引入多尺度特征融合模块,并行处理不同尺度的沉船目标特征,并采用加权融合的机制实现差异化特征融合,增强网络的特征表达能力。实验表明,本文所提出方法在各项定量和定性评价中均超越了同系列的YOLO网络。相较于YOLOv8网络,精确率、召回率和mAP分别提升了5.0%,13.0%和7.8%。 展开更多
关键词 侧扫声纳 YOLOv8模块 特征融合 目标检测 CMUNeXt模块 MDFM模块
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基于侧扫声纳图像反演三维地形方法
2
作者 戴光耀 夏显文 黄超 《海洋测绘》 北大核心 2025年第1期44-47,共4页
为实现海底地形的高分辨率呈现,准确还原海底地貌特征,提出了一种创新的侧扫声纳图像地形反演方法,该方法通过单波束测深数据的约束来实现海底地形的高分辨率重建。首先利用稀疏的单波束测深数据构建了初始海底地形模型,然后在海底反射... 为实现海底地形的高分辨率呈现,准确还原海底地貌特征,提出了一种创新的侧扫声纳图像地形反演方法,该方法通过单波束测深数据的约束来实现海底地形的高分辨率重建。首先利用稀疏的单波束测深数据构建了初始海底地形模型,然后在海底反射模型的基础上,通过迭代优化算法,实现了高分辨率海底地形的反演。实验结果表明,该方法不仅显著提高了地形分辨率(提升60倍),而且确保了地形反演的高精度(误差小于15 cm)。这一研究成果不仅为海底地形的获取提供了新的思路,也为侧扫声纳技术的应用开辟了新领域。 展开更多
关键词 侧扫声纳图像 海底地形反演 明暗形状恢复 朗伯体模型 约束方法
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基于轻量化YOLOv7算法的侧扫声纳图像沉船检测
3
作者 王胜平 刘娉婷 +1 位作者 陈晓红 陈志高 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第4期21-25,共5页
针对现有的侧扫声纳图像水下沉船检测方法存在检测速度慢,传统的YOLOv5算法存在的漏检的问题,提出基于轻量化YOLOv7算法的水下沉船检测改进方法。首先,通过随机翻转、随机噪声等操作扩充沉船图像的样本数量;然后,引入迁移学习策略,将在C... 针对现有的侧扫声纳图像水下沉船检测方法存在检测速度慢,传统的YOLOv5算法存在的漏检的问题,提出基于轻量化YOLOv7算法的水下沉船检测改进方法。首先,通过随机翻转、随机噪声等操作扩充沉船图像的样本数量;然后,引入迁移学习策略,将在COCO数据集上学习到的权重迁移到沉船检测的YOLOv7网络中;其次,改进模型损失函数中惩罚项的计算方式,提升收敛速度;最后在YOLOv7网络中引入FasterNet结构,减少模型的参数量和计算复杂度,降低模型对硬件的需求,达到轻量化模型的目的。实验结果表明,改进方法较原始YOLOv7算法在类平均精度值(mAP值)上提升了4.75%,检测速度也由原来的0.0218秒/帧提升到0.0179秒/帧,证明了改进方法的工程应用价值。 展开更多
关键词 侧扫声纳图像 沉船检测 YOLOv7算法 FasterNet结构 迁移学习
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联合多波束与侧扫声纳的海缆检测方法
4
作者 高兴国 高钰洁 江峻毅 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第4期26-29,39,共5页
为解决海底电缆路由检测中多波束扫测分辨率低、侧扫声纳(SSS)图像位置不准且存在误识别问题,提出了一种联合多波束与侧扫声纳的海底电缆路由自动检测方法,利用多波束图像高精度的位置信息纠正侧扫声纳图像,并顾及侧扫声纳图像海缆成像... 为解决海底电缆路由检测中多波束扫测分辨率低、侧扫声纳(SSS)图像位置不准且存在误识别问题,提出了一种联合多波束与侧扫声纳的海底电缆路由自动检测方法,利用多波束图像高精度的位置信息纠正侧扫声纳图像,并顾及侧扫声纳图像海缆成像特点进行线状特征增强与边缘提取,实现海底电缆目标的自动、准确检测。实验结果表明,该方法能实现非掩埋海缆探测的准确探测,为海底电缆检测提供了多源测量信息融合的新思路,丰富了海底电缆检测的技术方法。 展开更多
关键词 侧扫声纳图像 路由检测 海底电缆 多波束图像 图像匹配 线状特征
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基于CSLS-CycleGAN的侧扫声纳水下目标图像样本扩增法 被引量：2
5
作者 汤寓麟 王黎明 +3 位作者 余德荧 李厚朴 刘敏 张卫东 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1514-1524,共11页
针对侧扫声纳水下目标图像稀缺,获取难度大、成本高,导致基于深度学习的目标检测模型性能差的问题,结合光学域类目标数据集丰富的现状,提出一种基于通道和空间注意力(channel and spatial attention,CSA)模块、最小二乘生成对抗生成网络... 针对侧扫声纳水下目标图像稀缺,获取难度大、成本高,导致基于深度学习的目标检测模型性能差的问题,结合光学域类目标数据集丰富的现状,提出一种基于通道和空间注意力(channel and spatial attention,CSA)模块、最小二乘生成对抗生成网络(least squares generative adversarial networks,LSGAN)及循环对抗生成网络(cycle generative adversarial networks,CycleGAN)的侧扫声纳水下目标图像样本扩增方法。首先,受CycleGAN的启发,设计基于循环一致性的单循环网络结构,保证模型的训练效率。然后,在生成器中融合CSA模块,减少信息弥散的同时增强跨纬度交互。最后,设计了基于LSGAN的损失函数,提高生成图像质量的同时提高训练稳定性。在船舶光学域数据集与侧扫声纳沉船数据集上进行实验,所提方法实现了光学-侧扫声纳样本间信息的高效、稳健转换以及大量侧扫声纳目标样本的扩增。同时,基于本文生成样本训练后的检测模型进行了水下目标检测,结果表明,使用本文样本扩增数据训练后的模型在少样本沉船目标检测的平均准确率达到了84.71%,证明了所提方法实现了零样本和小样本水下强代表性目标样本的高质量扩增,并为高性能水下目标检测模型构建提供了一种新的途径。 展开更多
关键词 样本扩增 侧扫声纳 循环生成对抗网络 通道和空间注意力模块 最小二乘生成对抗网络
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基于语义分割的侧扫声纳管线目标检测方法 被引量：2
6
作者 郑根 徐会希 +1 位作者 赵建虎 杨文林 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第2期9-13,共5页
为提高侧扫声纳图像中管线目标检测的自动化程度及效率,提出了一种基于语义分割的水下管线目标检测方法。首先通过构建高效语义分割网络主干,提高网络计算速度并降低网络对计算机硬件性能的需求;其次给出了一种针对管线目标特点的加权... 为提高侧扫声纳图像中管线目标检测的自动化程度及效率,提出了一种基于语义分割的水下管线目标检测方法。首先通过构建高效语义分割网络主干,提高网络计算速度并降低网络对计算机硬件性能的需求;其次给出了一种针对管线目标特点的加权交叉熵损失函数,解决了因类间数量不均衡导致的网络训练困难问题。以多种复杂条件下侧扫声纳实测数据进行了水下管线检测试验,结果表明,该方法在取得和经典网络相近精度的情况下,速度提升了2.7倍,可达52.6FPS,实现了水下管线的快速、准确检测。 展开更多
关键词 水下目标检测 侧扫声纳图像 深度学习 语义分割 网络优化 类间不平衡
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基于区域生长的侧扫声纳海底线追踪算法
7
作者 李琪 张俊明 +2 位作者 吴泽坤 戴秀杰 王坤 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第3期24-27,共4页
针对当前侧扫声纳海底线自动追踪存在有飞点、连续性较差、易受噪声影响等问题,通过分析侧扫声纳海底线形成机理及图像特征,提出了基于改进的区域生长法的侧扫声纳图像海底线追踪方法,首先利用控制生长方向方法优化区域生长法计算复杂... 针对当前侧扫声纳海底线自动追踪存在有飞点、连续性较差、易受噪声影响等问题,通过分析侧扫声纳海底线形成机理及图像特征,提出了基于改进的区域生长法的侧扫声纳图像海底线追踪方法,首先利用控制生长方向方法优化区域生长法计算复杂度高、效率低的问题,在提高追踪效率的前提下抗干扰能力也得到了有效加强,然后利用大滤波核中值滤波方法在保留海底边界特征的同时提高海底线连续性,最后利用二次区域生长方法针对性消除航迹线对瀑布图海底线的影响。通过对该方法进行研究和实验,成功实现了海底线自动追踪提取。在秦皇岛附近海域开展现场测试,论证了与传统阈值法提取海底线相比,提出的新方法在抗噪能力、连续性、普适性等方面都具有更好的效果。 展开更多
关键词 海底地形测量 侧扫声纳图像 海底线追踪 区域生长算法 边缘提取 中值滤波
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侧扫声纳系统在海底管道检测中应用研究 被引量：45
8
作者 来向华 潘国富 +1 位作者 苟诤慷 傅晓明 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2011年第3期117-121,共5页
使用侧扫声纳系统可对海底管道的平面位置、裸露的高度、悬跨程度等在位状态进行检测。对于平坦海底面上的管道,依据声纳记录上管道声影区与管道影像的尺寸和相互接触关系,能够计算出管道的裸露或悬跨高度。对于位于管道沟中的海底管道... 使用侧扫声纳系统可对海底管道的平面位置、裸露的高度、悬跨程度等在位状态进行检测。对于平坦海底面上的管道,依据声纳记录上管道声影区与管道影像的尺寸和相互接触关系,能够计算出管道的裸露或悬跨高度。对于位于管道沟中的海底管道,在一定条件下侧扫声纳仍能检测到管道的在位状态。通过工程实例分析,侧扫声纳能够用于管道检测,提高管道工程的安全性。 展开更多
关键词 海底管道 侧扫声纳 检测 声影 影像
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基于侧扫声纳方法的框架式人工鱼礁测量 被引量：11
9
作者 佟飞 唐振朝 +1 位作者 贾晓平 陈丕茂 《南方水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期99-104,共6页
为研究应用侧扫声纳技术评估已建人工鱼礁工程建设质量的可行性,于2017年4月应用侧扫声纳技术对已建1年的资源保护型人工鱼礁区进行现场勘测,随机选取AR1与AR2 2种人工鱼礁各15个,通过分析软件处理侧扫声纳实测数据,可获人工鱼礁的高度... 为研究应用侧扫声纳技术评估已建人工鱼礁工程建设质量的可行性,于2017年4月应用侧扫声纳技术对已建1年的资源保护型人工鱼礁区进行现场勘测,随机选取AR1与AR2 2种人工鱼礁各15个,通过分析软件处理侧扫声纳实测数据,可获人工鱼礁的高度、沉降量、礁体布局等状态信息。结果显示,勘测礁区AR1型礁体高度为3.74~4.76 m,平均为4.44 m,沉降率为13.52%~32.20%,平均为19.20%;AR2型礁体礁体高度为2.57~3.45 m,平均为2.85 m,沉降率为13.67%~35.75%,平均为28.66%。截至调查时间为止,2种混凝土礁体结构较完整,个别礁体倾倒,实际礁体布局与预设布局有一定偏差。2种礁体沉降度单因素方差分析结果表明,2种礁体在投放海区的抗沉降能力差异显著,AR1型礁体抗沉降能力优于AR2型礁体。 展开更多
关键词 人工鱼礁 侧扫声纳技术 礁体沉降量 快速勘测
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用于侧扫声纳图像边缘检测的改进Canny算子 被引量：11
10
作者 霍冠英 王敏 +1 位作者 程晓轩 李庆武 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期613-618,共6页
针对侧扫声纳图像斑点噪声强的特点,提出一种改进的Canny算子进行边缘检测.根据斑点噪声的乘性模型和瑞利分布特性,在非下采样Contourlet变换域进行局部自适应降斑.该方法在有效抑制斑点噪声的同时可较好地保护边缘,避免了Canny算子造... 针对侧扫声纳图像斑点噪声强的特点,提出一种改进的Canny算子进行边缘检测.根据斑点噪声的乘性模型和瑞利分布特性,在非下采样Contourlet变换域进行局部自适应降斑.该方法在有效抑制斑点噪声的同时可较好地保护边缘,避免了Canny算子造成的边缘模糊.计算降斑后图像的梯度值分布,对梯度幅值进行非极大值抑制得到极大值点.将梯度模的极大值点分成强边缘点、弱边缘点与非边缘点3类,基于类间方差最大自适应确定区分3类的双阈值,经双阈值处理与弱边缘连接得到边缘图.对模拟声纳图像和实际声纳图像的边缘检测结果表明,较之Canny算子和小波模极大等边缘检测方法,该方法具有边缘检测完整、定位准确、伪边缘点较少等优点. 展开更多
关键词 侧扫声纳图像 边缘检测 降斑 类间方差最大 双阈值
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侧扫声纳图像增强技术 被引量：22
11
作者 滕惠忠 严晓明 +3 位作者 李胜全 李军 郭思海 徐晓晗 《海洋测绘》 2004年第2期47-49,70,共4页
随着海洋探测技术的飞速发展,侧扫声纳的图像质量和定位精度迅速提高,其应用日益广泛和深入。在声纳图像判读分析时,常常需要进行辐射改正和均衡增强。根据海底地貌声纳图像的特点,归纳了几种有效、适用的图像增强方法,并建立了声纳图... 随着海洋探测技术的飞速发展,侧扫声纳的图像质量和定位精度迅速提高,其应用日益广泛和深入。在声纳图像判读分析时,常常需要进行辐射改正和均衡增强。根据海底地貌声纳图像的特点,归纳了几种有效、适用的图像增强方法,并建立了声纳图像分析软件。 展开更多
关键词 海洋探测 侧扫声纳 图像增强 辐射改正
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悬跨海底管道的侧扫声纳检测方法 被引量：16
12
作者 王雷 徐兴平 +2 位作者 张辛 张棣 王慧莉 《石油机械》 北大核心 2013年第5期50-53,共4页
阐述了侧扫声纳的工作原理,介绍了侧扫声纳对不同状态海底管道检测所能得到的声纳图形式。实地检测结果表明,对于铺设于相对平坦海底的管道,侧扫声纳能够对管道的悬跨或掩埋程度进行判别;对于埋设施工的海底管道,可对管道与沟槽底部的... 阐述了侧扫声纳的工作原理,介绍了侧扫声纳对不同状态海底管道检测所能得到的声纳图形式。实地检测结果表明,对于铺设于相对平坦海底的管道,侧扫声纳能够对管道的悬跨或掩埋程度进行判别;对于埋设施工的海底管道,可对管道与沟槽底部的接触或悬跨进行判别,但由于管道、沟槽尺寸或检测角度的影响,检测结果可能出现误差,可通过多次不同角度的检测或配合其他海洋声学设备,得到可靠的结果。最后指出应对检测图像进行去噪、融合、分割、识别和检索等处理,以提高声纳图的准确性及可判读性,从而为海底管道的悬跨治理和运行安全提供保障。 展开更多
关键词 侧扫声纳 声纳图 海底管道 悬跨 检测
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侧扫声纳图像实时增强技术 被引量：9
13
作者 李胜全 滕惠忠 +2 位作者 凌勇 刘雁春 严晓明 《应用声学》 CSCD 北大核心 2006年第5期284-289,共6页
本文从声纳原理和测量实践出发,针对海底图像实时判读问题,首次将负反馈分析理论引入海底图像处理,论述了海底声纳图像快速增强处理方法,探讨了数据采集实时性、图像处理复杂性、外业环境干扰强等矛盾的解决方法,实现了实时多色调海底... 本文从声纳原理和测量实践出发,针对海底图像实时判读问题,首次将负反馈分析理论引入海底图像处理,论述了海底声纳图像快速增强处理方法,探讨了数据采集实时性、图像处理复杂性、外业环境干扰强等矛盾的解决方法,实现了实时多色调海底声纳图像快速增强显示,首次提出侧扫声纳图像镶嵌必须考虑增益因素。实验结果表明:海底图像满足野外环境下的声纳作业要求,声纳数据符合目标信号、系统增益控制和目标判读三个层面的要求。 展开更多
关键词 侧扫声纳 海底声纳图像 图像增强 声纳图像镶嵌 增益调整
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基于侧扫声纳图像海底目标物提取方法 被引量：22
14
作者 李海滨 滕惠忠 +2 位作者 宋海英 段东方 黄毅 《海洋测绘》 2010年第6期71-73,共3页
分析了侧扫声纳数据成像原理,利用凹凸目标成像与阴影的关系,依次采用二值化处理、中值滤波处理、开启与闭合操作、Canny边缘提取等多种图像处理的手段,实现了海底目标物的提取与定位,并通过实验验证了本方法的可行性。
关键词 侧扫声纳 边缘检测 数学形态学 CANNY算子
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侧扫声纳和多波束测深系统组合探测海底目标 被引量：32
15
作者 董庆亮 欧阳永忠 +2 位作者 陈岳英 韩文华 曹建波 《海洋测绘》 2009年第5期51-53,共3页
介绍了侧扫声纳和多波束测深系统的特点,通过实例说明了侧扫声纳和多波束测深系统在海洋目标探测中的综合应用。综合利用多波束测深系统测量数据和侧扫声纳声像图,可有效增强不同观测数据的互补性,提高工程质量。
关键词 侧扫声纳 多波束测深系统 海底目标探测
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C3D测深侧扫声纳探测系统综述 被引量：5
16
作者 沈蔚 程国标 +4 位作者 龚良平 李勇攀 韩军 章守宇 张进 《海洋测绘》 2013年第4期79-82,共4页
对C3D测深侧扫声纳系统的构成、工作原理、性能、优点、应用等进行了介绍,对基于C3D构建水下探测系统和工程实践进行了研究,对C3D数据处理工具和方法进行了探讨,对C3D的优势、不足和应用前景进行了总结。实测表明,C3D是一款性能优越能... 对C3D测深侧扫声纳系统的构成、工作原理、性能、优点、应用等进行了介绍,对基于C3D构建水下探测系统和工程实践进行了研究,对C3D数据处理工具和方法进行了探讨,对C3D的优势、不足和应用前景进行了总结。实测表明,C3D是一款性能优越能够满足多种水下工程需要的声纳探测系统。 展开更多
关键词 侧扫声纳 多波束测深 C3D 测深侧扫声纳 TRITON
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侧扫声纳和浅地层剖面仪在杭州湾海底管线检测中的应用 被引量：52
17
作者 周兴华 姜小俊 史永忠 《海洋测绘》 2007年第4期64-67,共4页
首先介绍了杭州湾油管检测工程概况,引出了海底油管检测的必要性。其次,介绍了该工程中运用的两种重要仪器——侧扫声纳和浅地层剖面仪的原理及影响因素。最后,通过两种仪器的数据分析、图像判读,提出了综合利用两种仪器可增强两种数据... 首先介绍了杭州湾油管检测工程概况,引出了海底油管检测的必要性。其次,介绍了该工程中运用的两种重要仪器——侧扫声纳和浅地层剖面仪的原理及影响因素。最后,通过两种仪器的数据分析、图像判读,提出了综合利用两种仪器可增强两种数据的互补性并提高工程质量。 展开更多
关键词 侧扫声纳 浅地层剖面仪 数据处理 图像判读
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曲波变换域侧扫声纳图像海底底质分类 被引量：6
18
作者 石丹 李庆武 +1 位作者 范新南 霍冠英 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期498-501,共4页
通过快速曲波变换将海底声纳图像分解为低频子带和各方向子带.用低频子带的标准差描述声图的整体不均匀度,各方向子带的纹理能量测度描述声图纹理的方向性和粗糙性.将构成的特征向量按SVM分类算法用于对侧扫声纳海底图像进行底质分类.... 通过快速曲波变换将海底声纳图像分解为低频子带和各方向子带.用低频子带的标准差描述声图的整体不均匀度,各方向子带的纹理能量测度描述声图纹理的方向性和粗糙性.将构成的特征向量按SVM分类算法用于对侧扫声纳海底图像进行底质分类.对沙、泥、石3种类型海底的侧扫声纳图像进行分类实验,并与空域、小波域的分类方法相比较,表明文中方法能较好地用于海底底质分类. 展开更多
关键词 侧扫声纳图像 快速曲波变换 纹理特征 支持向量机 底质分类
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侧扫声纳回波信号的增益控制 被引量：22
19
作者 蒋立军 杜文萍 许枫 《海洋测绘》 2002年第3期6-8,共3页
根据侧扫声纳回波信号的特点 ,提出了在工程上易实现的增益控制的方法 ,已在设备研制项目中得到应用。
关键词 侧扫声纳 回波信号 增益控制 目标判读
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浅水高分辨率测深侧扫声纳系统及其海上应用 被引量：14
20
作者 孙宇佳 刘晓东 +1 位作者 张方生 邱志强 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2009年第4期96-102,共7页
介绍浅水高分辨率测深侧扫声纳系统(SBSSS)的工作原理和硬件结构,然后介绍系统进行海上井场区域调查的情况,最后给出系统的实时工作结果和水深数据后处理结果。并把系统获得的水深和地貌结果分别与EM3000D多波束测深系统的水深结果、Kle... 介绍浅水高分辨率测深侧扫声纳系统(SBSSS)的工作原理和硬件结构,然后介绍系统进行海上井场区域调查的情况,最后给出系统的实时工作结果和水深数据后处理结果。并把系统获得的水深和地貌结果分别与EM3000D多波束测深系统的水深结果、Klein2000型侧扫声纳系统的地貌结果进行对比分析。比较结果表明,浅水高分辨率测深侧扫声纳系统与其他系统获得的结果一致,经数据后处理,测深精度达到IHO特级标准要求。 展开更多
关键词 浅水高分辨率测深侧扫声纳 海底地形地貌 数据后处理 IHO标准
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