第39卷第4期 2015年12月
doi; 10.3969/j.issn.1674-3636.2015.04.647
地质学刊 Joumal of Geology
深水多波束回波强度数据处理技术探讨
马金凤2，罗伟东12，刘胜旋12，郭军1,2
Vol.39 No.4 Dec.,2015
（1.国土资源部海底矿产资源重点实验室，广东广州510075；2.广州海洋地质调查局，广东广州 510075)
摘要：多波束回波强度数据不但可用于分析和解释海底地貌，也可用于反演海底底质类型及其分布状况或者水下目标识别方面的研究。以EM122多波束声纳系统数据为例，详细探讨应用CARIS多波束处理软件对某深水多波束作业区的回波强度数据的处理过程。根据软件处理后的数据浅析灰度量化及拼接方法，进一步改善声强图像的
质量，后处理图像为多波束水下目标识别和海底底质分类研究提供准确、表述清晰的基础数据。关键词：回波强度；CARIS；GeoCoder；底质分类；灰度量化
中图分类号：P229 0引言
文献标识码：A
文章编号：16743636(2015)04064705
处理后的数据不但可用于分析和解释海底地貌，也可用于反演海底底质类型及其分布状况或者水下目标识别方面的研究。为此，以EM122多波束
多波束回波强度（MultibeamBackscatter Strength）通常也称多波束反向散射强度或背向散射强度。多波束测深系统在进行多波束测深时，一般均同时记录接收信号的回波强度（金绍华等， 2011)。
多波束脉冲信号在发射与接收过程中，由于多种因素（如海水介质的吸收与散射、声波的散射和混响、声能的球面扩散损失、海底沉积层对声波的吸收和海底地形起伏等）的影响，声波的强度逐渐减弱，并且换能器接收到的回波强度测量值一般不能直接反映真实的海底底质特征，因此必须对其进行处理（赵建虎等，2008）。
国内外学者虽然对回波强度数据的处理已进行过广泛研究，但多数是用自研数学模型进行1种或者2种类型的校正，并无用规范软件多种校正同时处理的先例。不同类型的声纳系统各有其特性，EM 122多波束系统具有较高的定位和测深精度，可获得高精度地理参考系下的局部曲面，从而利用测深时采集到的所有信息进行真实掠射角的计算。在地形变化复杂水域，底质分类多采用多波束声呐图像。
声纳系统采集的数据为例，详细探讨应用CARIS多波束处理软件对某水深在5000m范围多波束作业区的背向散射数据的处理方法。
1EM122回波强度记录方式及特点
EM122多波束测深系统在资料采集阶段对回波强度信号的处理与对测深信号的处理一样，均经过了一些必要的参数改正，例如每一个测深波束点均经过探头偏移距改正、姿态改正、声速剖面改正，最后给每一个波束点均赋予经纬度坐标及水深值。同样，EM系统对每一个波束点的回波强度也进行了一些必要改正，例如声学信号的传播损失改正（TVG）、声线弯曲改正、人射角改正等，每个波束均获得了1个与水深值对应的回波强度值（孙文川等，2011）。现场采集资料未进行海底地形起伏、中央波束镜面反射区、波束照射区面积对回波强度的影响等改正。
样例数据位于太平洋某深海区，属大型断块状隆起，主要由相对独立的平顶海山构成，海山顶面最
收稿日期：2015-07-03；修回日期：2015-08-01；编辑：侯鹏飞，陈露
基金项目：国家海洋局大洋项目“富钻结壳资源勘查技术方法体系与助查方案研究"（DY125-13-R-09）
作者简介：马金风（1977一），女，工程师，硕士，计算机专业，主要从事多波束数据处理及数据库、数据挖掘技术研究与应用工作，E-mail：
guai99@163.com
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