一、机载激光水深测量精度分析（论文文献综述）
吴芳,金鼎坚,张宗贵,冀欣阳,李天祺,高宇[1]（2021）在《基于CZMIL测深技术的海陆一体地形测量初探》文中指出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。
徐梦溪,陆云扬,谈晓珊,施建强[2]（2021）在《固态激光雷达传感器技术及无人机载测深应用》文中提出无人机搭载固态激光雷达传感器施测水深和水下地形技术是近年来新发展的一种测量手段。本文综述和介绍固态激光雷达传感器技术,以及在近海、岛礁和内陆江河湖库的水深测量及水下-陆地一体化地形测绘的应用现状和发展前景。首先介绍水体中光波传播特性、水面光波反射特性,介绍无人机载双频激光雷达测深原理;然后,综述目前典型的机载海洋测深ALB系统和无人机挂载固态激光雷达测深系统及其应用情况;最后,总结分析无人机挂载激光雷达测深系统在施测应用中的技术难点问题,并结合固态激光雷达测深技术和应用现状对其发展前景进行了展望。
王晓阳[3]（2021）在《基于机载激光测深波形和点云数据的水陆分类研究》文中研究表明机载激光测深（Airborne Li DAR Bathymetry,ALB）是一种高分辨率、高效率、灵活安全的浅水测量方法。ALB系统除了能实现高精度高分辨率水深测量,借助其回波强度或者测量偏差,还可用于水体悬沙浓度反演。ALB可以实现水陆一体化测量,接收来自陆地和水体的脉冲回波,经过数字化后保存为回波波形数据。由于水体和陆地光学特性以及水体和陆地回波波形检测方法不同,需要对ALB波形进行水陆分类。水陆分类是ALB波形数据处理研究中的一项关键的基础性工作。当前ALB水陆分类方法存在的问题主要表现为如下两个方面:基于ALB波形数据的水陆分类方法具有分类精度较高的优点,但分类效率低,不便于工程应用;复杂水陆环境下,由于激光脉冲与环境之间复杂的相互作用,波形特征复杂多变,且内陆水域与海洋水域点云高程特征有所不同。采用ALB波形特征或三维点云高程信息的传统分类方法具有各自不足。为此,本文研究内容主要包含如下两个方面:基于ALB点云数据实现水陆快速分类以及联合ALB波形和点云数据实现复杂水陆环境下高精度水陆分类研究。（1）针对基于ALB波形数据的水陆分类效率低,不便于工程应用的问题,提出了三维点云高程阈值法,实现基于ALB点云数据的水陆快速分类。首先,基于平均海水面模型是线性的假设,利用ALB红外激光获取的点云数据,采用随机抽样一致性（RANdom SAmple Consensus,RANSAC）算法进行水陆粗分类;然后,利用粗分类获得的水面点确定水面点高程标准差和平均海水面趋势模型,进而获得水面点高程阈值;最后,根据水面点高程阈值进行水陆精分类。将该方法应用到实际Optech CZMIL水陆分类实验中。实验区域内,本文提出的三维点云高程阈值法总体分类精度为98.26%,传统基于支持向量机（Support Vector Machine,SVM）的红外和绿激光波形特征组合法总体分类精度最高（99.11%）。分类效率方面,本文提出的三维点云高程阈值法水陆分类耗时1.5秒,而基于SVM的红外激光波形特征法、基于SVM的绿激光波形特征法、基于SVM的红外和绿激光波形特征组合法水陆分类耗时分别约为17分钟、24分钟和27分钟。本文提出的三维点云高程阈值法在保证分类精度的条件下,有效提高了水陆分类效率。（2）针对复杂水陆环境下,由于激光脉冲与环境之间复杂的相互作用,波形特征复杂多变,容易导致特殊波形误分类的问题,提出了联合ALB波形和点云数据的水陆分类法,实现复杂水陆环境下高精度水陆分类。首先,利用红外激光获取的三维点云高程作为特征,利用K-means聚类方法进行海陆分类;然后,利用红外和绿激光波形特征来识别海陆分类得到的陆地中的内陆水域;最终实现复杂水陆环境下海洋、陆地和内陆水体的高精度水陆分类。在实验区域水陆环境复杂地区,波形聚类法,点云聚类法和本文联合聚类法水陆总体分类精度分别为93.7%,95.6%和99.2%。相比仅利用波形或点云特征的水陆分类方法,本文提出的联合ALB波形和点云数据的水陆分类法有效提高了复杂水陆环境下水陆分类精度。
金鼎坚,吴芳,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[4]（2020）在《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》文中指出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 km2、测线长度约500 km,一年可飞行面积约8 000～12 000 km2,测线长度约40 000～60 000 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。
刘航[5]（2020）在《基于激光雷达回波的海洋光学参数反演研究》文中研究指明近年来,海洋对全球气候变化的响应引起世界各国的关注。我国在十八大报告中指出要保护海洋环境、维护海洋权益、发展海洋经济、建设海洋强国。海洋水色遥感是探索海洋的重要手段之一,可以实现对海洋瞬时信息的大范围观测,还可以获取数年甚至数十年的长时间序列数据,为海洋环境保护、海洋权益维护以及海洋资源开发等研究提供了巨大的资料库。目前海洋数据已进入大数据时代,但主要贡献来自于海洋表层数据,海洋垂直剖面数据极度缺乏,因此新一代的海洋探测技术的突破变得极为迫切。海洋激光雷达对海洋垂直剖面探测的能力使得它有望成为实现“三维遥测”的重要技术手段。海洋激光雷达不依赖于太阳辐射,可以全天时全天候工作,不仅能够获取珍贵的海洋剖面数据,还可以穿透海洋次表层,揭示海洋动力学过程。本文利用海洋激光雷达在南海开展了海水光学参数探测和海洋次表层探测试验研究,结论如下:（1）基于激光在大气、海-气界面以及海洋中的传输性能,利用蒙特卡罗方法建立了海气双介质激光雷达辐射传输模型,分析了水体的光学特性、多次散射、风驱动海面条件、激光雷达入射角以及层化水体的影响,明确了激光雷达光学参数与海水光学参数、激光雷达系统参数之间的理论关系,为激光雷达反演算法提供了理论依据。（2）在Klett后向算法的基础上,结合生物光学模型,提出了一种新的基于激光雷达回波的海洋光学参数反演算法。该算法利用斜率法确定参考值,通过现场原位测量的叶绿素剖面数据计算的水体模型衰减系数作为收敛值,确定目标水体的最佳后向散射消光对数比,进而提高海洋光学参数剖面的反演精度。本文利用该方法对南海蜈支洲岛海域的激光雷达回波数据进行了反演,并通过实测数据进行验证,结果表明该算法能够准确反演海洋衰减系数。（3）提出一种以深度、厚度和强度为特征的海洋次表层探测方法,并在南海三亚湾海域和千岛湖进行了野外试验,分析了次表层特征因子的时空分布,并用实测叶绿素剖面数据进行了验证。此外,还分析了海洋次表层的季节变化以及引起季节变化的驱动因子。结果表明,激光雷达可以有效地探测到海洋次表层。
李由之[6]（2020）在《光子计数激光雷达测深数据处理方法研究》文中研究指明机载激光测深技术是一种能够高精度快速高效地获取水上、水下目标三维点云的主动遥感技术,已经成为浅海水深测量的热门应用之一。随着对激光测深需求的日益增长,传统线性探测体制的激光雷达因其探测器灵敏度以及自身的功耗和重量,在复杂环境下测量存在诸多限制。而光子计数激光雷达引入时间相关单光子计数技术,极大地提高了系统的时间测量分辨率和探测灵敏度,同时也降低了对激光脉冲能量的要求,可实现轻小型低功耗,适应无人机快速机动测绘,在浅海水深测量、潮间带滩涂测绘等领域具有很大的优势与潜力。在测深数据处理方面,传统线性探测体制激光雷达的测深数据是记录激光脉冲在整个传输过程的回波波形信号,波形数据中的回波强度直接表示激光能量的振幅值。对传统激光雷达测深数据的处理就是从波形数据中分解出水面和水底的回波信号,从而实现水深的反演。光子计数激光雷达由于探测机制的不同,其测深数据是探测器响应的光子事件信号,且在单个脉冲中没有强度信息,不能直接分解出水面和水底回波。因此,与波形数据处理的方法不同,需要对多个脉冲进行统计分析提取水面和水底信号。此外,532nm波长激光探测的水面信号实际上是气-水界面和界面下细薄水层中颗粒物散射信号的线性叠加,难以确定水面信号,且水体对激光有较强的衰减,水底信号的强度通常较弱,对水底信号的识别存在难度。而光子计数激光雷达依赖其极高的探测灵敏度和探测效率,可以最大限度地利用激光回波中每一个光子的能量来实现对弱信号的探测。目前为止,在光子计数激光雷达在测深数据的处理上还没有形成统一的规范。本论文针对国产轻小型光子计数激光雷达测深数据的处理方法进行深入研究,主要内容包括:（1）分析了时间相关的单光子计数和光子计数激光雷达测深的基本原理,介绍了国产轻小型光子计数激光雷达的系统组成、工作方案、光学结构及相关性能指标,阐明了其轻小型、低功耗,极高的探测灵敏度的优势,可应用于测量环境复杂的潮间带区域的水深探测。（2）分析了椭圆扫描结构的几何成像方式,并完成水上和水下激光脚点在传感器坐标系的坐标推导,以及结合高精度POS采集的位置、姿态参数,完成了由传感器坐标系到GPS大地坐标系的转换,最终实现光子计数激光雷达三维点云的解算;通过分析几何成像模型构建中存在的系统误差,对传感器坐标系影响较大的扫描角误差和测距误差,分别采用了平行光管的角度标定方法和室外固定靶板的距离标定方法,并给出了相应的改正模型。实验的结果也验证了标定方法的可行性和几何成像模型的准确性,角度标定残差的中误差为0.085°,距离标定的均方根误差为0.0279m。（3）开展了对光子计数激光雷达测深信号探测概率模型的研究。通过分析光子计数激光雷达在在水深探测中传输过程和回波特性,详细讨论了光子计数激光雷达测深信号的回波强度,采用平均光电子数来表征光子计数激光雷达的回波强度,仿真分析了在不同的激光能量下对回波强度的影响,并模拟了不同环境下测深信号的回波强度,建立起回波强度与探测概率之间的关系,为测深信号的有效识别提供了理论支撑。（4）设计了光子计数激光雷达测深数据处理方法,开展了室内静态实验和机载测深实验,并取得了一些有价值的数据。在室内的静态实验中,将K最近邻算法引入到光子事件信号滤波中,采用直方图导数检测的方法来自动识别测深信号,达到水深探测的目的,也验证了探测概率模型和仿真分析的结果。在机载测深实验中,为了获得本文方法对水深探测的实际效果,针对潮间带区域的激光雷达数据,在上述数据处理方法的基础上,设计了利用不同偏振通道来辅助识别水面和水底信号的方法,最终实现了对该区域的水上、水下三维点云的解算。
李奇,王建超,韩亚超,高子弘,张永军,金鼎坚[7]（2020）在《基于CZMIL Nova的中国海岸带机载激光雷达测深潜力分析》文中认为浑浊水体导致激光脉冲能量急剧衰减,并在回波信号中产生大量噪声,导致点云密度降低,甚至无法探测到水底。因此机载激光雷达测深作业需要水体光学特性信息提供支撑,以减少无效测量。首先,基于CZMIL Nova理论测深,根据MODIS反演的中国海域水体漫衰减系数Kd（490 nm）数据,计算CZMIL Nova在海岸带水域的最大理论测深值,最大理论测深超过GEBCO（general bathymetric chart of the oceans）水深数据的区域,即为潜在可测区;然后,根据最大理论测深与GEBCO水深比值倍数进行可测潜力分类;最后,选取从清澈到浑浊3种水域实测数据对分类的合理性进行验证。结果表明,中国近海有21. 19万km2区域具备开展机载激光雷达测深工作的潜力;适合开展海陆一体连续测量的区域为海南岛文昌—东方段、北海及雷州半岛东西岸、山东半岛日照—青岛段、辽东湾银州—绥中段,根据Kd（490 nm）值估算分别为水深20～40 m,10～20 m,20～25 m,10～15 m以浅范围。
金鼎坚,王建超,吴芳,高子弘,韩亚超,李奇[8]（2019）在《航空遥感技术及其在地质调查中的应用》文中进行了进一步梳理航空遥感技术是地质调查的重要手段之一。在阐述航空遥感概念的基础上,简要回顾了航空遥感技术的发展历史,系统总结了航空遥感平台、传感器和数据处理技术的发展现状,并以地质灾害调查、矿产资源勘查、海岸带地质调查、矿山监测和航空物探遥感综合勘查等为例介绍了航空遥感技术在地质调查中的典型应用。该研究可为从事航空遥感地质调查工作提供技术参考。
滕晓杰[9]（2019）在《间断性成像及其在光学测深系统中的应用研究》文中研究指明21世纪是海洋的世纪,随着世界人口不断增加,资源短缺等问题日益严峻,世界各国竞相将目光投向海洋,加快对海洋的研究和海洋资源的开发利用。我国是海洋大国,海洋经济发展前途无量。实施国家海洋战略,建设海洋强国,就要更深入的认识海洋、经略海洋,加快海洋领域科技创新步伐。海洋测绘领域的研究是开发海洋的基础,而水深测量又是对海底地形地貌测绘的基础。特别地,针对近岸水深及水下地形地貌测量具有重要的科学意义和应用价值。机载激光测深技术（Airborne Laser Bathymetry,ALB）被广泛应用于浅海区域的探测开发,是海洋测绘领域争相研究的重点。硬件方面国外已经有比较成熟的系统,而我国目前还处于实验室研究和实验分析阶段。在数据处理方面国内外研究学者提出各种处理方法,在不同程度上都有显着效果。但测量精度低,计算误差大、接收的目标信号不易辨别等问题仍是目前研究的难点和重点。为此,结合实验室在数学与海洋信息交叉领域的前期研究基础优势,本研究围绕机载激光测深系统方法和技术展开,特别是光学测深系统模型、算法和数据处理等方面的研究。研究的主要内容和创新点如下:（1）结合激光的传输特性以及系统参数,建立532nm激光回波信号模型的数学关系式,并用MATLAB进行仿真实验。针对机载激光测深回波信号的数据特点以及数据滤波算法提出了一种基于多物理场的信号处理方法,具体来说:将接收到的回波信号作为多孔介质的渗透率,从回波信号本身出发,在速度模值小的地方扩散缓慢,在速度模值大的地方扩散速度大,自适应平滑处理。基于仿真数据分别利用中值滤波、均值滤波等传统滤波方法同多物理场信号处理方法进行处理,结果表明多物理场处理方法可以更好地对机载激光回波信号进行滤波。（2）对光学测深系统参数反演和海底间断性成像进行研究。通过选取球面波形式的格林函数在基尔霍夫边界条件下求得菲涅耳--基尔霍夫衍射公式,以标量衍射理论为基础,结合波动方程参数间断性反演等理论,给出了光学测深系统海底间断性成像与参数反演的数学理论。通过数值仿真对接收的回波信号海底反射系数反演（计算）,最终得到海底水深（间断面）位置。（3）对卵形扫描式无人机载激光测深系统的扫描轨迹进行建模仿真分析,从空间直线与平面相交的原理出发,推导出海面及海底激光脚点的扫描轨迹,并建立海底激光脚点的三维点云,为测量数据检校等提供基础数据支持。
石硕崇[10]（2019）在《海岛组合测绘技术研究》文中进行了进一步梳理海岛测绘是近年来海洋研究的热点问题。为满足我国海洋开发对海岛基础地理信息的需求,船载水陆一体测量系统成为了海岛测绘中新兴的空间探测技术,其集成多波束测深仪、三维激光扫描仪、定位定姿系统等多传感器,同步走航式获取海岛水上水下空间数据,弥补了传统海岛测量技术的不足,基本实现了水陆地形的无缝拼接测量。本文船载和航空摄影数据来源于2016年数据,机载LiDAR数据来源于2018年实验数据。该船载系统现行设计是在采集设置选择无高程来源时,则需验潮,而船载实验时选择了无高程来源,且未验潮。国内外对船载水陆一体测量系统研究仅十年左右,时间较短且实验成本较高,系统的研究现处于不断探索完善阶段。主要存在的问题为:（1）在成果上,海岛陆部空间信息获取尚存在测区信息获取不完整的突出问题;（2）在无法登岛验潮和无法获得有效的潮位数据情况下,一体化信息中的高程数据则存在空白问题,需要尝试从紧组合解算的POS数据提取潮位信息;（3）不同环境的测线布设、施测环节和数据处理在行业内尚存在不规范的情况,加之精度控制不佳,这些都将影响点位的最终坐标归算,产生错位、波浪状误差等。即使国外研制的系统仍存在诸多问题需要不断探索改进,因此深入研究该系统及其联合其它新兴的多传感器集成测量系统,优势互补,形成完整的海岛组合测量方案具有重要的研究意义和参考价值。为此,本文研究以自然资源部第一海洋研究所引进的船载水陆一体测量系统为主体,结合新兴的海岛航空遥感技术（航空摄影技术和旋翼无人机载LiDAR测量技术）进行海岛组合测绘,探究能否实现海岛的完整测绘。本文的主要工作和创新如下:（1）POS解算是基于PPK技术,针对已有浮标潮位测量实验数据,先验证了近远距离PPK解算提取潮位的精度;之后对POS数据进行了精度评定,考虑实时涌浪和延迟涌浪因素,采用卡尔曼滤波算法和滑动平均算法滤去噪声和高频信息,成功将POS信息中提取的潮位作为高程来源进行应用,为系统功能模块的改进提供了重要参考。（2）完成船载数据、无人机摄影数据和机载LiDAR数据处理与分析,利用三种组合测量系统进行水上水下无缝地形测量,基本实现了海岛测量盲区的全覆盖组合测绘。（3）总结了船载系统的误差来源,系统性对各系统进行了精度评定和适用性分析,采用ICP算法对三种组合测量系统数据进行了数据配准融合。
二、机载激光水深测量精度分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、机载激光水深测量精度分析（论文提纲范文）
（1）基于CZMIL测深技术的海陆一体地形测量初探（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 机载激光雷达测深系统 |
| 2 CZMIL机载激光雷达测深系统 |
| 2.1 CZMIL 机载激光雷达测深原理 |
| 2.2 CZMIL 机载激光雷达测深系统产品 |
| 1)L0,原始级。 |
| 2)L1,基础级。 |
| 3)L2,成果级。 |
| 4)L3,应用级。 |
| 2.3 CZMIL系统海陆一体地形测量 |
| 3 CZMIL海陆一体地形测量影响因素 |
| 3.1 海底底质对测量的影响 |
| 3.2 系统最大探测深度 |
| 3.3 气象条件影响 |
| 3.4 数据获取需注意问题 |
| 4 岛屿海陆一体地形测量初步应用 |
| 4.1 工作区概况 |
| 4.2 海陆一体地形测量 |
| 4.2.1 数据获取 |
| 4.2.2 数据检校 |
| 4.2.3 精度评定 |
| 4.2.4 数据处理与产品制作 |
| 1)原始数据下载和同步。 |
| 2)激光点云生成。 |
| 3)激光点云人工编辑。 |
| 4)海陆一体高程渲染图生成。 |
| 4.2.5 数据分析 |
| 1)A区域。 |
| 2)B区域。 |
| 3)C区域。 |
| 5 结论 |
（2）固态激光雷达传感器技术及无人机载测深应用（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 激光雷达测深原理 |
| 2 固态激光雷达传感器技术 |
| 1)MEMS微机电系统技术。 |
| 2)Flash面阵闪光技术。 |
| 3)OPA光学相控阵技术。 |
| 3 无人机挂载固态激光雷达测深系统及应用 |
| 3.1 海洋测深ALB系统到无人机挂载固态LiDAR系统的发展及测深应用 |
| 3.2 无人机挂载固态LiDAR系统测深应用存在的问题分析 |
| 4 结 论 |
（3）基于机载激光测深波形和点云数据的水陆分类研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 前言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 ALB系统发展历程 |
| 1.2.2 ALB波形水陆分类 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 2 ALB基础理论 |
| 2.1 ALB系统组成和测深原理 |
| 2.1.1 ALB系统组成 |
| 2.1.2 ALB系统测深原理 |
| 2.2 ALB数据处理流程 |
| 2.3 ALB数据获取 |
| 2.3.1 实验区概况 |
| 2.3.2 点云和波形数据简介 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于ALB点云数据的水陆快速分类 |
| 3.1 三维点云高程阈值法 |
| 3.1.1 基于RANSAC算法的水陆点云粗分类 |
| 3.1.2 确定水面点高程阈值 |
| 3.1.3 基于水面高程阈值的水陆点云精分类 |
| 3.2 分类效率与精度评估方法 |
| 3.3 实验与分析 |
| 3.3.1 实验数据 |
| 3.3.2 三维点云高程阈值法分类实验 |
| 3.3.3 水陆分类精度与效率评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 复杂水陆环境下高精度水陆分类 |
| 4.1 联合ALB波形和点云数据的水陆分类法 |
| 4.1.1 基于ALB三维点云高程特征的海陆分类 |
| 4.1.2 基于ALB波形特征的内陆水域识别 |
| 4.2 水陆分类精度评估方法 |
| 4.3 实验与分析 |
| 4.3.1 实验数据 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.3.3 水陆分类精度评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 6 致谢 |
| 7 参考文献 |
| 8 硕士期间科研成果与参与项目情况 |
（4）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（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 设备与方法 |
| 1.1 CZMIL NovaⅡ系统 |
| 1.1.1 机载激光测深理论 |
| 1.1.2 CZMIL NovaⅡ系统技术性能 |
| 1.2 研究区概况 |
| 1.3 测量方法 |
| 1.3.1 数据获取 |
| 1.3.2 数据处理 |
| 1.3.3 数据分析 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 最大测深 |
| 2.2 测量精度 |
| 2.3 测量效率 |
| 3 结论 |
（5）基于激光雷达回波的海洋光学参数反演研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要缩略语中英文索引 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.3 论文主要研究内容和创新点 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容和技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 2 研究区域与数据 |
| 2.1 研究区域概况 |
| 2.1.1 中国南海 |
| 2.1.2 千岛湖 |
| 2.2 实验数据采集与分析 |
| 2.2.1 激光雷达数据采集 |
| 2.2.2 船载实测数据采集 |
| 3 激光在大气和海水中的传输特性 |
| 3.1 激光在大气中的传输特性 |
| 3.1.1 大气的吸收 |
| 3.1.2 大气的散射 |
| 3.1.3 大气湍流 |
| 3.2 激光在大气-海水界面的传输特性 |
| 3.2.1 激光在静止海面的传输 |
| 3.2.2 激光在粗糙海面的传输 |
| 3.3 激光在海水中的传输特性 |
| 3.3.1 海水的光学参数 |
| 3.3.2 激光在海水中的衰减特性 |
| 3.3.3 激光在海水中的吸收特性 |
| 3.3.4 激光在海水中的散射特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 机载激光雷达系统的蒙特卡罗模拟 |
| 4.1 蒙特卡罗方法概述 |
| 4.2 机载激光雷达回波信号的蒙特卡罗模拟实验 |
| 4.2.1 理论与模型 |
| 4.2.2 影响因子分析 |
| 4.2.3 仿真结果与验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 机载海洋激光雷达探测海水光学参数 |
| 5.1 机载海洋激光雷达工作原理 |
| 5.2 机载激光雷达数据预处理 |
| 5.2.1 背景噪声去除 |
| 5.2.2 距离校正 |
| 5.2.3 几何因子校正 |
| 5.2.4 激光雷达常数确定 |
| 5.3 水体衰减系数传统反演算法 |
| 5.3.1 Collis法 |
| 5.3.2 Klett法 |
| 5.3.3 Fernald法 |
| 5.4 基于生物光学模型的机载激光雷达反演算法 |
| 5.4.1 基于生物光学模型的机载激光雷达反演算法 |
| 5.4.2 反演算法验证 |
| 5.4.3 南海蜈支洲岛海域光学参数垂直分布特征 |
| 5.4.4 反演参数的选取及其影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 机载海洋激光雷达探测海洋次表层 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 海洋次表层叶绿素最大值层的特征因子及影响因素 |
| 6.2.1 SCML的特征因子 |
| 6.2.2 SCML特征因子的影响因素 |
| 6.3 激光雷达探测次表层方法 |
| 6.4 南海三亚湾次表层探测试验 |
| 6.4.1 南海三亚湾次表层空间分布特征 |
| 6.4.2 南海三亚湾次表层反演结果与船载实测结果对比分析 |
| 6.4.3 南海三亚湾次表层季节变化及驱动力分析 |
| 6.5 千岛湖次表层探测试验 |
| 6.5.1 SCML的获取步骤和结果验证 |
| 6.5.2 千岛湖SCML垂直剖面分布 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间所取得的科研成果 |
（6）光子计数激光雷达测深数据处理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光雷达测深设备发展现状 |
| 1.2.2 光子计数激光雷达数据处理方法研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 光子计数激光雷达原理与设计 |
| 2.1 时间相关单光子计数 |
| 2.2 光子计数激光雷达测深原理 |
| 2.3 系统硬件分析 |
| 2.3.1 单光子探测器 |
| 2.3.2 偏振光方案 |
| 2.3.3 系统光学结构 |
| 第三章 光子计数激光雷达的几何成像模型与标定 |
| 3.1 坐标系定义及其转换 |
| 3.1.1 传感器坐标系 |
| 3.1.2 IMU惯导坐标系 |
| 3.1.3 GPS大地坐标系 |
| 3.2 传感器坐标系的几何关系 |
| 3.2.1 椭圆扫描结构 |
| 3.2.2 传感器坐标系的建立 |
| 3.2.3 反射光线的角度关系 |
| 3.2.4 激光脚点坐标解算 |
| 3.3 系统误差分析 |
| 3.3.1 测角误差 |
| 3.3.2 测距误差 |
| 3.3.3 系统集成误差 |
| 3.4 标定方法 |
| 3.4.1 扫描角误差标定 |
| 3.4.2 测距误差标定 |
| 第四章 光子计数激光雷达测深信号探测概率模型 |
| 4.1 光子计数激光雷达的回波特性分析 |
| 4.2 光子计数激光雷达的噪声模型 |
| 4.3 测深信号的回波强度分析 |
| 4.3.1 水面回波信号 |
| 4.3.2 水底回波信号 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 概率响应模型 |
| 第五章 光子计数激光雷达测深实验及数据分析 |
| 5.1 静态测深实验 |
| 5.1.1 实验条件 |
| 5.1.2 测深数据处理 |
| 5.1.3 实验数据分析 |
| 5.2 机载测深实验 |
| 5.2.1 实验数据 |
| 5.2.2 测深数据处理 |
| 5.2.3 实验结果 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 下一步研究方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）基于CZMIL Nova的中国海岸带机载激光雷达测深潜力分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 机载激光雷达测深系统CZMIL Nova |
| 1.1 机载激光雷达测深系统发展历程 |
| 1.2 CZMIL Nova系统结构 |
| 2 理论测深计算 |
| 2.1 水体漫衰减系数Kd及Kd(490 nm) |
| 2.2 激光测深潜力区域计算及分类 |
| 3 CZMIL Nova测深实验 |
| 4 结论 |
（8）航空遥感技术及其在地质调查中的应用（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 航空遥感概念 |
| 2 航空遥感技术发展历程与现状 |
| 2.1 航空遥感技术发展历程 |
| 2.2 航空遥感技术现状 |
| 2.2.1 航空遥感平台 |
| 2.2.2 航空遥感传感器 |
| 2.2.2. 1 数字航摄仪 |
| 2.2.2. 2 倾斜航摄仪 |
| 2.2.2. 3 机载Li DAR |
| 2.2.2. 4 机载高光谱成像仪 |
| 2.2.2. 5 机载SAR |
| 2.2.2. 6 UAV遥感传感器 |
| 2.2.3 航空遥感数据处理技术 |
| 3 航空遥感技术在地质调查中的典型应用 |
| 3.1 地质灾害调查 |
| 3.1.1 2008年汶川大地震灾害应急调查 |
| 3.1.2 三峡库区航空遥感地质调查 |
| 3.2 矿产资源勘查 |
| 3.3 海岸带地质调查 |
| 3.4 矿山监测 |
| 3.5 航空物探遥感综合勘查 |
| 4 结论与建议 |
（9）间断性成像及其在光学测深系统中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机载激光测深技术 |
| 1.2.2 机载激光测深数据处理 |
| 1.3 主要研究内容与章节安排 |
| 第2章 标量衍射理论与波动方程参数反演 |
| 2.1 光的波动方程 |
| 2.2 标量衍射理论 |
| 2.2.1 亥姆霍兹方程 |
| 2.2.2 格林定理 |
| 2.2.3 基尔霍夫积分定理 |
| 2.2.4 基尔霍夫衍射公式 |
| 2.2.5 菲涅耳——基尔霍夫衍射公式 |
| 2.3 波动方程的参数反演 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 机载激光测深回波信号的建模与计算 |
| 3.1 激光束在海水中的传输特性 |
| 3.1.1 海水的光学参数 |
| 3.1.2 激光束在海水中的吸收特性 |
| 3.1.3 激光束在海水中的散射特性 |
| 3.1.4 激光束在海水中的衰减特性 |
| 3.2 回波波形建模 |
| 3.2.1 海面回波信号 |
| 3.2.2 水体回波信号 |
| 3.2.3 海底回波信号 |
| 3.2.4 太阳光背景噪声及探测器内部噪声 |
| 3.3 回波信号的数值模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于多物理场的数据处理 |
| 4.1 多物理场数据处理 |
| 4.2 多物理场数据处理模型的有限差分方法 |
| 4.3 数值实验与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 间断性成像与海底反演 |
| 5.1 间断性反演的数学理论 |
| 5.2 海底间断面反演的算法 |
| 5.3 海底间断性成像分析 |
| 5.3.1 间断线反演的数值仿真 |
| 5.3.2 海底三维成像的数值仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 无人机载激光测深系统扫描轨迹建模与仿真分析 |
| 6.1 卵形扫描式激光测深系统模型 |
| 6.1.1 反射镜法线方向向量的求解 |
| 6.1.2 海面激光入射点坐标的计算 |
| 6.1.3 海底激光投射点坐标的计算 |
| 6.1.4 海底激光投射点坐标计算的模型检验 |
| 6.2 点云模拟 |
| 6.2.1 海面激光点云模型 |
| 6.2.2 海底激光点云模型 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
| 致谢 |
（10）海岛组合测绘技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.4 论文组织安排 |
| 2 组合测量系统 |
| 2.1 系统组成及工作原理 |
| 2.2 时间同步原理与分析 |
| 2.3 GNSS/INS组合导航原理 |
| 2.4 空间配准 |
| 3 海岛组合测绘 |
| 3.1 实验概况 |
| 3.2 船载POS解算与潮位提取 |
| 3.3 船载激光数据处理 |
| 3.4 多波束测深数据处理 |
| 3.5 无人机摄影测量分析 |
| 3.6 机载LiDAR数据处理 |
| 3.7 基于ICP算法的多传感器数据融合 |
| 4 多传感器综合误差与精度分析 |
| 4.1 船载系统误差来源分析 |
| 4.2 船载水陆一体测量系统精度评定 |
| 4.3 航空摄影测量系统精度评定 |
| 4.4 机载LiDAR测量系统精度评定 |
| 4.5 组合测量系统适用性分析 |
| 5 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间主要成果 |
| 学位论文数据集 |
四、机载激光水深测量精度分析（论文参考文献）
- [1]基于CZMIL测深技术的海陆一体地形测量初探[J]. 吴芳,金鼎坚,张宗贵,冀欣阳,李天祺,高宇. 自然资源遥感, 2021
- [2]固态激光雷达传感器技术及无人机载测深应用[J]. 徐梦溪,陆云扬,谈晓珊,施建强. 电子测量技术, 2021
- [3]基于机载激光测深波形和点云数据的水陆分类研究[D]. 王晓阳. 山东农业大学, 2021(01)
- [4]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[J]. 金鼎坚,吴芳,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, 2020(S2)
- [5]基于激光雷达回波的海洋光学参数反演研究[D]. 刘航. 浙江大学, 2020(01)
- [6]光子计数激光雷达测深数据处理方法研究[D]. 李由之. 上海海洋大学, 2020(03)
- [7]基于CZMIL Nova的中国海岸带机载激光雷达测深潜力分析[J]. 李奇,王建超,韩亚超,高子弘,张永军,金鼎坚. 国土资源遥感, 2020(01)
- [8]航空遥感技术及其在地质调查中的应用[J]. 金鼎坚,王建超,吴芳,高子弘,韩亚超,李奇. 国土资源遥感, 2019(04)
- [9]间断性成像及其在光学测深系统中的应用研究[D]. 滕晓杰. 青岛理工大学, 2019(02)
- [10]海岛组合测绘技术研究[D]. 石硕崇. 山东科技大学, 2019(05)