基于模型尺度調整算法的水下沖刷數據處理

呂 驥，程武偉，樊劍甲

(浙江華東測繪與工程安全技術有限公司，浙江 杭州 310014)

多波束測深系統是一種全覆蓋式聲吶測深系統，能夠精確、快速地測出沿航線一定寬度內的水下目標的大小、形狀和高低變化，從而描繪出水下地形地貌的精細特征[1]。在水利水電和新能源勘測工程中，多波束探測已成為一種成熟、有效的技術手段，它對上游庫區水下地形的掃測成果可用于水庫庫容復核、壩前淤積和沖刷監測、上游邊坡滑坡體監測等；對壩后消力池過流面和下游河床的水下地形掃測成果可用于消力池(含底板、尾坎、導墻和圍堰等)的沖蝕缺陷檢測和下游臨近河床沖坑檢測[2-4]

處理多波束數據的流程：①對多波束數據進行去噪處理，即對每條測線數據逐段進行人工編輯，去除粗差；②采用專用軟件整合定位數據，形成水下地形高程數據；③通過GIS軟件合成基于數字高程模型(DEM)的水下地形圖用于展示和提取特征參數[5]。理論上，多波束測量數據具有多源性的誤差，這是由于多波束探測系統包含了導航定位傳感器、姿態傳感器、聲速傳感器和聲吶傳感器等多源傳感器。除了傳感器數據誤差導致的多波束數字高程模型精度偏差，在數字高程模型中提取特征參數時，還存在多波束數據顯示隱藏問題。這是由于采用軟件對多波束數字高程模型制圖過程時，面對區域周邊數據相對中心區域多1～2個數量級及以上的地形深度變化差異，可能出現中心區域內小尺度數值變化的缺陷異常被周邊大深度變化數據掩蓋的情況，如果用單一模型尺度展示數字高程模型，會導致該特征區域數據被顯示隱藏，從而導致數據分析出現誤判斷。……