机载激光雷达测深系统定位模型与视准轴误差影响分析 被引量：9

1

作者 俞家勇 卢秀山 +6 位作者 田茂义(指导) 贺岩 吕德亮 胡善江 王延存 曹岳飞 黄田橙 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期327-335,共9页

根据机载激光测深系统扫描部分结构,针对圆镜偏轴卵形扫描方式,从光束发射方向出发,基于扫描结构轴向关系利用光线反射定律推导出激光出射方向向量,结合激光出射位置到海表点距离获得海面激光点坐标;依据光线折射定律,利用变折射率光线... 根据机载激光测深系统扫描部分结构,针对圆镜偏轴卵形扫描方式,从光束发射方向出发,基于扫描结构轴向关系利用光线反射定律推导出激光出射方向向量,结合激光出射位置到海表点距离获得海面激光点坐标;依据光线折射定律,利用变折射率光线追踪算法推导出海底测深点坐标计算公式,建立海面激光入射点及海底测深点坐标严密计算模型。根据模型定位公式,分析扫描系统视准轴误差影响,通过数值模拟,分析扫描系统视准轴误差对定位精度影响,为扫描系统单体设备加工、装调、集成检校提供依据,为机载雷达测深系统提供海底测点精确计算、改正提供参考。 展开更多

关键词 机载激光雷达测深 测深定位模型 卵形扫描 视准轴误差

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一种机载激光雷达海洋测深波形数据处理算法 被引量：4

2

作者 张鑫磊 邢帅 +1 位作者 王丹菂 李鹏程 《海洋测绘》 CSCD 2018年第1期35-38,共4页

双色机载激光雷达测深技术在海岸带水下地形测量方面具有明显的优势,测深数据的波形分解是其波形处理环节中的关键步骤。采用一种基于全局收敛LM(Levenberg Marquardt)算法的波形分解方法,通过综合分析近红外、浅水、深水通道的波形数... 双色机载激光雷达测深技术在海岸带水下地形测量方面具有明显的优势,测深数据的波形分解是其波形处理环节中的关键步骤。采用一种基于全局收敛LM(Levenberg Marquardt)算法的波形分解方法,通过综合分析近红外、浅水、深水通道的波形数据特点,设计了一种分层筛选策略并确定了合理的阈值,实现了水底和水面回波脉冲的准确检测。实测数据实验结果表明,该方法对实验区域获取的回波脉冲能够达到98%的有效检测率和87%的成功检测率。 展开更多

关键词 激光雷达测深 波形分解 高斯分解 全局收敛LM 分层筛选

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双频激光雷达多通道波形数据联合测深方法 被引量：1

3

作者 李由之 邱振戈 +2 位作者 何林帮 栾奎峰 曹彬才 《海洋测绘》 CSCD 2020年第2期47-51,共5页

激光雷达在不同水深环境下,单通道的波形数据波形差异性较大,难以准确检测真实的水面和水底回波信号。利用双频激光雷达1 064 nm近红外通道(CH1)以及532 nm不同接收视场的浅水通道(CH2)和深水通道(CH3),对不同水深的波形数据进行拟合分... 激光雷达在不同水深环境下,单通道的波形数据波形差异性较大,难以准确检测真实的水面和水底回波信号。利用双频激光雷达1 064 nm近红外通道(CH1)以及532 nm不同接收视场的浅水通道(CH2)和深水通道(CH3),对不同水深的波形数据进行拟合分解,实现了多通道联合探测水面和水底回波信号。与单通道波形分解方法相比,实验结果表明,本文方法在波形有效检测率平均提高了约15%,测深精度平均提高了约11%。 展开更多

关键词 激光雷达测深 回波波形 波形分解 反卷积 信号检测

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基于波形形态特征的单频机载激光雷达测深全波形数据分类 被引量：5

4

作者 李莹莹 刘子维 +3 位作者 张静坤 吴琳琳 纪雪 王明常 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期156-167,共12页

单频机载激光雷达测深系统凭借低成本、低负载、高采样率等优势成为大范围海岸带地形地貌探测的理想选择。然而如何解决单频局限,在不依赖辅助传感器情况下实现全波形数据的准确划分成为精确点位坐标解算的关键环节。目前基于全波形形... 单频机载激光雷达测深系统凭借低成本、低负载、高采样率等优势成为大范围海岸带地形地貌探测的理想选择。然而如何解决单频局限,在不依赖辅助传感器情况下实现全波形数据的准确划分成为精确点位坐标解算的关键环节。目前基于全波形形态特征进行波形分类研究缺乏系统性评估分析和普遍性结论。该研究尝试从全波形空间形态入手,细化了波形类别(异常波形、过拟合波形、陆地波形、海面波形和测深波形),在已有波形特征基础上,系统分析了不同类别波形的形态特征差异,有针对性地提取了24维波形特征并基于随机森林特征选择和分类模型完成了各特征分类性能及最佳特征组合评估与定量分析。研究证明,包括相邻两点间振幅偏差、震荡主频等在内的6维特征组合对5种波形的分类效果最好,总体分类精度可达98.55%,Kappa系数为0.9820。为了验证特征的普适性,另外选取了一块实验区域进行验证,得到水陆分类的总体精度为96.81%。 展开更多

关键词 机载激光雷达测深 全波形 波形特征 波形分类

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机载激光雷达测深系统大规模应用测试与评估——以中国海岸带为例 被引量：16

5

作者 金鼎坚 吴芳 +9 位作者 于坤 李奇 张宗贵 张永军 张文凯 李勇志 冀欣阳 高宇 李京 龚建华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期9-23,共15页

机载激光雷达水深测量是海岸带海陆一体地形测量的一种有效技术。目前,我国尚未形成成熟的实用化机载激光雷达测深系统,也缺乏大规模机载激光雷达测深生产应用经验,急需开展机载激光雷达测深系统应用测试。基于CZMIL NovaⅡ机载激光雷... 机载激光雷达水深测量是海岸带海陆一体地形测量的一种有效技术。目前,我国尚未形成成熟的实用化机载激光雷达测深系统,也缺乏大规模机载激光雷达测深生产应用经验,急需开展机载激光雷达测深系统应用测试。基于CZMIL NovaⅡ机载激光雷达测深系统,在我国海南、广东、广西等南海北部海岸带,开展了机载激光雷达最大测深、测量精度、测量效率等3个方面的应用测试。结果表明,海南蜈支洲岛、广西涠洲岛、广东台山市赤溪镇3个典型区成图最大测深分别达到30、16、3 m,基本符合系统标称测深能力,最大测深受水体清澈度、底质反射率、飞行航高等多种因素影响;海南蜈支洲岛海域30 m深度附近的深度测量精度为0.369 m,符合系统标称精度;基于运-12E型飞机平台,采用常规飞行参数,1个架次有效飞行面积约100 km^2、测线长度约500 km,一年可飞行面积约8000~12000 km^2,测线长度约40000~60000 km。此次机载激光雷达测深系统在中国海岸带的大规模应用测试对国内机载激光雷达测深技术研发与应用具有重要参考意义和科学价值。 展开更多

关键词 机载激光雷达测深 CZMIL NovaⅡ 海岸带 南海 最大测深 测深精度

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海岸带激光雷达测深仪

6

作者 朱来东(译) 《海洋地质动态》 1986年第12期25-25,共1页

最近,加拿大地球物理-地质研究所研制出一种航空机载激光雷达测深仪(LARSEN-500),能有效地调查沿岸浅水地带以及陆地江河湖泊区的地形。它的工作原理是,该仪器的红宝石激光器从飞机上向水面发射出红外光和绿光两组激光脉冲,激光对水体... 最近,加拿大地球物理-地质研究所研制出一种航空机载激光雷达测深仪(LARSEN-500),能有效地调查沿岸浅水地带以及陆地江河湖泊区的地形。它的工作原理是,该仪器的红宝石激光器从飞机上向水面发射出红外光和绿光两组激光脉冲,激光对水体的穿透能力,红外光很弱,绿光很强,当它们分别从水面及水底反射回来之后,飞机上的检波器即可根据反射时间差计算出水体的厚度。 展开更多

关键词 红外光 激光雷达测深仪 LARSEN-500

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机载激光雷达在水下地貌识别与断裂构造精细解译中的应用 被引量：2

7

作者 刘刚 金鼎坚 +4 位作者 吴芳 于坤 李奇 张文凯 王建超 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期190-199,共10页

机载激光雷达水深测量是高效获取高精度近岸海底地形的一种新型技术,具有测量精度高、效率高、作业区域广的特点。通过分析CZMIL NovaⅡ机载激光雷达测深系统获取的南海某岛高分辨率海底地形数据,发现除地貌类型的识别以外,该数据还可... 机载激光雷达水深测量是高效获取高精度近岸海底地形的一种新型技术,具有测量精度高、效率高、作业区域广的特点。通过分析CZMIL NovaⅡ机载激光雷达测深系统获取的南海某岛高分辨率海底地形数据,发现除地貌类型的识别以外,该数据还可用于海底断裂构造的高精度解译。通过对激光雷达测深渲染图像的解译,发现工作区海底地貌由沙嘴、海岬、海湾、古波切台、岸坡、断陷洼地、峡谷、平原和断块残丘组成;海底发育走向NW、NNW、NNE和NEE的4组主要断裂,环绕海岛的岸线和水下地貌受多组断裂的控制;海底断裂系统在地表的延伸部分得到了CZMIL NovaⅡ系统数字相机同步拍摄的陆地高分辨率图像的验证。本项研究将陆地构造的遥感解译方法拓展到高程渲染图像的水下断裂解译,在清澈水域的海岸带调查工作中具有很大的应用潜力。 展开更多

关键词 CZMIL NovaⅡ 机载激光雷达测深 海底地貌 海底断裂 精细解译

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机载激光测深系统强度数据AGC补偿异常区域识别及改正 被引量：1

8

作者 纪雪 董震 +2 位作者 张靖宇 王明常 李莹莹 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期159-167,共9页

机载激光测深系统(Airborne Laser Bathymetry,ALB)因集成了具有独特水体穿透能力的绿波段(532nm)而被广泛用于水深测量。除地形数据外,ALB还记录了地物目标的辐射特性(后向散射强度),可用于条带配准、海底底质分类和几何建模。然而,由... 机载激光测深系统(Airborne Laser Bathymetry,ALB)因集成了具有独特水体穿透能力的绿波段(532nm)而被广泛用于水深测量。除地形数据外,ALB还记录了地物目标的辐射特性(后向散射强度),可用于条带配准、海底底质分类和几何建模。然而,由于自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)设计局限,增益值调整存在延缓,对于裸露岩石、水域等高返回、低返回目标较多的海岛海岸带区域,强度补偿异常问题格外突出。针对该问题本文设计了一种基于双向移动的局部加权强度改正方法,提出索引共享机制辅以地形信息实现有效强度数据精确提取;以扫描周期为依据进行扫描线分割,通过柯尔莫可洛夫-斯米洛夫检验进行强度补偿异常区识别;通过对邻近扫描线和邻域强度联合加权进行强度改正,保证强度细节的同时较好地消除与邻域强度偏差,独特的双向移动策略能有效削弱改正不足积累造成的强度改正精度下降问题。实验证明该方法能有效解决AGC补偿异常问题,相较于改正前,改正后的强度数据平均绝对百分比误差降低了约0.27,均方根误差下降了约693,异常区强度与邻域强度偏差控制在26DN(Digital Number)以内,得到高质量强度图像。 展开更多

关键词 机载激光雷达测深 自动增益控制 强度改正 扫描线

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无人机载激光测深雷达Mapper-20KU系统性能分析

9

作者 俞家勇 许杰 +2 位作者 徐广袖 贺岩 买小争 《海洋测绘》 2025年第3期11-15,共5页

为评估国产无人机载激光雷达测深系统Mapper-20KU系统性能,利用已有检校场和多波束(MBES)数据,在万宁大洲岛区域开展飞行实验,从测点密度、最大探测深度及测深精度三个方面对系统进行定量分析。结果表明:(1)Mapper-20KU系统在航高70m、... 为评估国产无人机载激光雷达测深系统Mapper-20KU系统性能,利用已有检校场和多波束(MBES)数据,在万宁大洲岛区域开展飞行实验,从测点密度、最大探测深度及测深精度三个方面对系统进行定量分析。结果表明:(1)Mapper-20KU系统在航高70m、飞行速度15m/s条件下,水深测量点密度为27pts/m^(2),最大探测深度为11.454m;(2)通过往返相邻航带数据对比,测深点内符合精度为0.059m;(3)与MBES测深数据相比,测深点外符合精度为0.093m;(4)与检校场数据和陆地RTK数据对比,地形点高程精度为0.078m;(5)与检校场平面检核点对比,地形点平面精度为0.085m。综上,国产Mapper-20KU系统测深精度能满足《海道测量规范》1:2000数据获取要求。 展开更多

关键词 海岛礁测绘 测深激光雷达 无人机载激光测深系统 激光测深精度 Mapper-20KU系统

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CZMIL机载LiDAR测深系统在中国黄海和东海作业能力初步分析 被引量：1

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作者 隆华平 郑会桓 胡友健 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期65-70,共6页

机载激光雷达测深系统与传统的舰船海洋声学探测系统相比,具有速度快、覆盖率高、灵活性强等优点。结合中国黄海、东海区域的MODIS产品数据,对当前国际上新型的机载激光雷达测深系统CZMIL的测深性能进行反演分析,旨在为该设备在类似区... 机载激光雷达测深系统与传统的舰船海洋声学探测系统相比,具有速度快、覆盖率高、灵活性强等优点。结合中国黄海、东海区域的MODIS产品数据,对当前国际上新型的机载激光雷达测深系统CZMIL的测深性能进行反演分析,旨在为该设备在类似区域的使用提供参考。本文使用中国黄海和东海的水体光学数据,建立了黄海、东海490 nm漫衰减系数与532 nm漫衰减系数之间的经验关系模型。利用2003年MODIS的490 nm漫衰减系数季度平均数据,分析了机载激光雷达系统CZMIL在中国黄海、东海海域的作业能力。结果表明:(1) CZMIL的测深能力受气象条件的影响,主要原因是水体的光学特性在不同的季节呈现不同的特征;(2)CZMIL在中国黄海和东海海域较适宜在夏季进行测量,其测深范围小于75 m。 展开更多

关键词 漫衰减系数 机载测深激光雷达 CZMIL MODIS

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基于CZMIL测深技术的海陆一体地形测量初探 被引量：3

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作者 吴芳 金鼎坚 +3 位作者 张宗贵 冀欣阳 李天祺 高宇 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2021年第4期173-180,共8页

常规区域性水深测量方法主要是利用船载的声学探测技术,但是由于船体无法进入沿岸浅水区域和岛礁密集区域,故近海岸区域常存在数据空白。机载激光雷达测深技术的出现和发展能有效解决这一问题,成为一种快速高效的水深及海底地形测探方... 常规区域性水深测量方法主要是利用船载的声学探测技术,但是由于船体无法进入沿岸浅水区域和岛礁密集区域,故近海岸区域常存在数据空白。机载激光雷达测深技术的出现和发展能有效解决这一问题,成为一种快速高效的水深及海底地形测探方法。以机载激光雷达测深仪CZMIL Nova系统为例,介绍其海陆地形一体化的测量技术特点和影响因素,及其在岛屿海陆一体地形测量的初步应用情况。 展开更多

关键词 机载激光雷达测深 CZMIL 遥感 海岸带 地形

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