基于多波束背向散射数据的海底底质分类

罗伟东, 郭军. 基于多波束背向散射数据的海底底质分类[J]. 海洋地质前沿, 2017, 33(8): 57-62. doi: 10.16028/j.1009-2722.2017.08008
引用本文: 罗伟东, 郭军. 基于多波束背向散射数据的海底底质分类[J]. 海洋地质前沿, 2017, 33(8): 57-62. doi: 10.16028/j.1009-2722.2017.08008
LUO Weidong, GUO Jun. SEABED SEDIMENT CLASSIFICATION BASED ON MULTIBEAM BACKSCATTER DATA[J]. Marine Geology Frontiers, 2017, 33(8): 57-62. doi: 10.16028/j.1009-2722.2017.08008
Citation: LUO Weidong, GUO Jun. SEABED SEDIMENT CLASSIFICATION BASED ON MULTIBEAM BACKSCATTER DATA[J]. Marine Geology Frontiers, 2017, 33(8): 57-62. doi: 10.16028/j.1009-2722.2017.08008

基于多波束背向散射数据的海底底质分类

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目(DD20160138,DD20160140,GZH201400209);国土资源部海底矿产资源重点实验室基金(KLMMR2012-A-15)
详细信息
    作者简介: 罗伟东(1977-),男,硕士,高级工程师,主要从事海洋区域地质调查研究工作.E-mail:lwd@hydz.cn
  • 中图分类号: P631.5

SEABED SEDIMENT CLASSIFICATION BASED ON MULTIBEAM BACKSCATTER DATA

  • 基于精细处理后的多波束数据生成背向散射影像图,利用灰度纹理共生阵提取影像纹理特征参数,采用支持向量机的神经网络(SVM)对背向散射影像进行底质分类研究。通过实测大面积、海量数据对该方法进行评价和验证,结果表明,该方法可获得比传统分类方法更高的分类精度,这种面状的分类弥补了传统点状分类的缺陷,使得大规模、大范围、高效快速的海底底质分类成为可能,为海洋地质调查、海洋工程建设、海底矿产资源开发等提供一种新型的科学的技术方法和可靠的地质基础资料。

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  • 图 1  背向散射数据处理流程

    Figure 1. 

    图 2  取样站位背向散射纹理特征

    Figure 2. 

    图 3  处理前后背向散射影像对比

    Figure 3. 

    图 4  研究区背向散射强度底质分类与站位叠加

    Figure 4. 

    图 5  研究区背向散射强度底质分类图与传统底质分类图界线相叠加

    Figure 5. 

    图 6  调整前后研究区底质分类对比

    Figure 6. 

    表 1  取样站位信息明细

    Table 1.  The list of the Geological sampling station

    编号 水深/m 粒级含量/% 底质类型
    LD466 40 0.00 15.56 63.74 20.7 黏土质砂
    LD467 43 42.4 25.92 23.67 8.01 砂质砾石
    LD468 35 10.64 20.01 52.10 17.25 砂质粉砂
    LD443 41 0.00 38.43 47.54 14.12 砂质粉砂
    LD450 31 0.17 99.83 0.00 0.00
    LD452 36 0.00 47.06 41.89 11.05 粉砂质砂
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    表 2  三种分类方法分类精度对比

    Table 2.  Accuracy comparison of three classification methods

    分类方法 精度 Kappa系数
    背向散射强度 73.22% 0.613 0
    纹理信息 90.36% 0.812 8
    纹理结合背向散射强度 96.65% 0.885 7
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    表 3  背向散射强度与站位底质类型对应关系

    Table 3.  Relational form of backscatter intensity and seabed types of the station

    区域颜色 落在该区域的站位编号 底质类型 推算的区域底质类型
    红色 LD227、LD253、LD291、LD308、LD332、LD452、LD466 砂质粉砂(sZ) 砂质粉砂(sZ)
    LD253、LD332 粉砂质砂(zS)
    橙色 LD217、LD226、LD254、LD292、LD334、LD372、LD444 粉砂质砂(zS) 粉砂质砂(zS)
    LD183和LD410 砂质粉砂(sZ)
    绿色 LD307、LD371、LD411、LD450 砾质砂(gS) 砾质砂(gS)
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出版历程
收稿日期:  2017-05-05
刊出日期:  2017-08-28

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