多波束声学底质分类研究进展与展望

作者：海洋测绘来源：http://www.tjzhocean.com/ 发布时间:2021-09-22 07:37:06 浏览:1305次

传统的海底沉积物分类通常采用箱式采样、重力采样、目视抓取等方法，按照一定的网格进行离散现场采样，并在室内试验分析后进行沉积物类型划分。该方法虽然可以直接判断泥沙，但具有效率低、采样有限、运行成本高、深水区实施困难、网格节点间泥沙类型受多种因素影响、可靠性不高的优点，这已经不能满足现代海洋科学研究和发展的需要。随着海洋工程建设和海洋资源开发活动的发展，迫切需要更新、高效、便捷的技术手段，全面、系统地掌握海域沉积物的类型和分布。随着水声技术的不断发展，出现了单波束、多波束、侧扫声纳等一系列海底测量设备，使海底沉积物检测从传统的现场沉积物采样方法发展到非接触式声学沉积物检测方法。多波束测深系统（MBES）不仅可以获得高精度的地形测深数据，而且可以获得丰富的后向散射强度数据。后向散射强度与海底沉积物的物理性质（如粗糙度、沉积物粒度、孔隙度、饱和度和入射角）密切相关。二者的有效结合使得多波束测深系统被更多的科研人员用于沉积物分类研究。它以其全覆盖、高采样率、高效率、低成本等优点，逐渐成为海洋底物质检测的重要方法和手段。

基于多波束测深系统可以获取的反向散射强度分析数据和海底声像图，结合海底底质取样获取的真实海底沉积物样品通过数据，并以多种不同分类管理方法，实现海底底质类型自动分类识别。多波束测深仪自动分类识别与应用是常规海洋底质调查的有益补充，能快速、准确获取海底沉积物分类工作状况，将在海洋文化资源市场调查、海洋生物工程项目建设、海洋经济科学技术考察和国防教育建设社会等方面充分发挥自己越来越具有重要的角色。

多波束海底沉积物分类涉及数字信号处理、水声、高性能计算机、高分辨率显示、高精度导航定位、数字传感器、数字图像处理、机器学习等多个学科。经过近30年的发展，取得了丰硕的成果。回顾了自20世纪60年代多波束测深系统问世以来，国内外学者对多波束沉积物分类的研究和重要成果。对比了多波束泥沙分类各环节关键技术的研究突破和技术瓶颈。总结市场上主要的多波束测深仪和泥沙分类软件；对多波束泥沙分类研究及其应用进行了分析和展望。