1、水中传播速度与时间确定目标的位置，然后由不同的位置构成海底局部图像。声波的发出与反射波的接收都需要通过换能器实现声能与电能的相互转换。声波在海水中的传播特性海水中声速变化根据声学原理可知，声波在海水中是弹性纵波，纵波声速的表达式为，其中为密度，为绝热压缩系数。在海水中密度和绝热压缩系数都是温度盐度和静压力的函数，海水中声速与温度盐度和静压力这三个影响元素有很大关系。声速深度主跃层表面层深海等温层图典型声速分层剖面图万方数据中国计量学院硕士学位论文图为典型的声速剖面图，海洋受到阳光照射的同时又会受到风雨的搅拌，使得海洋表面不会有较大的温度差也就是说在海洋表面会形成等温层。在深海内部，由于水温度比较低而且相对稳定使得形成深海的等温层。声速随海洋深度增加，呈现海洋内部的声速正梯度变化。。

2、测特征提取等系列图像处理，最后将图像制作成样本。在构建竞争神经网络模型后，以制作的样本为数据进行分类识别。作为另外种分类方法，构建了稀疏表示模型以训练样本和侧扫样本为数据进行了海底管道状态进行识别分类。本文的主要研究内容如下数据采集。平面坐标采用年北京坐标系以下简称，高程基准采用国家高程基准以下简称高程，以提供亚米级的精准定位为基础，详细研究数据采集技术并设计采集路线，使用侧扫声纳采集杭州湾海底管道沿途附近数据，为进步研究提供数据支持。万方数据中国计量学院硕士学位论文数据解析与可视化。侧扫声纳采集的格式数据需要在声纳配套的系统软件进行读取显示。传统的海底侧扫声纳图像识别中，需在显示软件上截取灰度图进行识别研究，但是声纳图像显示软件中的客户区显示图像时会对原始数据进行压缩转换等处理，使得图像。

3、训练或者识别神经网络识别分类模型基于稀疏表示识别分类模型实验数据采集路线选择实验数据显示和样本制作识别分类模型选择输出结果图技术路线图万方数据中国计量学院硕士学位论文侧扫声纳成图原理及图像处理技术研究海底管道的状态信息最终以侧扫声纳图像的形式显示出来。本章从声纳声波在海水中传播机理出发逐步阐述侧扫声纳的成图原理。由于海底混响噪声很强烈这将导致声纳图像失真，如何在混杂噪声的图像中提取管道特征是本章需要研究的问题。为了解决这个问题，本章详细论述了抗噪性能好的改进型算子，并将该算法用于第五章边缘检测部分，同时还阐述了算法并将该算法用于第五章计算灰度图像的梯度。海底管道侧扫声纳图像声学基础在实验数据采集中需要严格规范使用声速，因此清楚其声波在水中的传播特性是了解侧扫声纳图像的基础。侧扫声纳通过声音。

4、的主要内容及技术路线主要研究内容论文结构论文的技术路线侧扫声纳成图原理及图像处理技术研究海底管道侧扫声纳图像声学基础声波在海水中的传播特性海水中声速测量侧扫声纳换能器侧扫声纳数据采集原理侧扫声纳成像原理侧扫声纳声图结构海底管道侧扫声纳图像的特点海底管道侧扫声纳图像处理技术研究改进型的算子侧扫声纳图像边缘检测灰度图像梯度计算本章小结数据采集系统万方数据引言实验数据采集流程实验数据采集区域及采集路线实验设备简介实验数据采集侧扫声纳参数设置和测线布设导航定位设置侧扫声纳数据记录图像判读方法实验数据结果初步分析闸的海底输油管线的侧扫声纳数据为实验基础数据来源，以竞争神经网络模型和基于稀疏表示为数学模型，研究将智能识别引入到以侧扫声纳为基础的海底输油管线检测的图像识别中。将采集到的声纳图像经过边缘检。

5、解析，分步读取各种所万方数据中国计量学院硕士学位论文需数据，并对数据进行转换，最后使用开发出相应的显示数据软件，为第五章的实验部分提供准确可靠的实验数据和参考。第五章首先提出使用网络模型对海底管道侧扫声纳图像进行识别，建立相应的识别流程，取得实验结果，并分析其实验。然后，采用基于灰度梯度共生矩阵代替侧扫声纳灰度图像获得其纹理特征，并建立基于灰度梯度共生矩阵的稀疏表示的海底管道侧扫声纳图像的识别方法。最后，对两者的实验效果进行比较，并分析其原因。第六章，对本文的研究内容及工作进行了总结，并对其不足之处提出看法，最后对其后期工作提出展望。论文的技术路线本文技术路线如图所示基于侧扫声纳技术海底管道检测技术研究侧扫声纳图像处理和识别分类相关理论分析实验数据采集及处理实验数据采集仪器选择图像预处理算。

6、表面等温层和深海等稳层之间，存在个声速变化的过渡区域，这过渡区域主要呈现温度随深度下降的趋势，称为主跃变层。声波在海水中的衰减及折射声波在海水传播会有衰减的特性，其表现为能量损失和振幅减小。由于声波在水中的衰减系数较小，通常可以传播几百公里以上，声波在不均匀介质中传播是会有折射现象的产生，折射遵循法则，即式中，分别为第层的波束入射角和声速，海水中声速测量声速经验公式法声速在海水中约为，声速与海水的盐度温度和静压力的关系可以近似用公式表达。声速随温度盐度压力的增加而增加，其中以温度的影响最为显著。在中，温度增加对导致压缩系数减小，但密度变化不明显，因而声速随温度而增加。盐度增加，减小，增加，但减小比较明显，因而声速也随盐度而增加。静压力的增加也使减小，声速也随压力。

7、定程度上失真。为了给侧扫声纳图像处理提供更好的源数据，本文对格式数据进行解析重新读取以获得最原始的数据，为后期研究提供更科学的数据依据，同时开发款滚动显示数据格式软件以方便实验研究。对由采样数据转换而成的数字灰度图像，本文采用改进型的抗噪性能强的算法对海底管道侧扫声纳图像进行边缘检测，然后建立网络的训练样本和测试样本。针对海底管道侧扫声纳图像的特点设计管道图像的识别流程，最后建立基于网络的海底管道侧扫声纳图状态识别分类模型。根据海底管道侧扫声纳图像中裸露部分和非裸露部分的不同的特点，提出将管道侧扫声纳图像的灰度矩阵转换成灰度梯度共生矩阵并计算其纹理数字特征参数构成维向量。由所有训练样本的纹理数字特征参数的维向量构造稀疏基矩阵，据此，提出了基于灰度梯度共生矩阵的稀疏表示侧扫声纳图像识别分类方。

8、图分类号学校代码密级公开硕士学位论文基于侧扫声纳系统的海底管道检测技术研究作者柳黎明导师丁涛副教授申请学位学术硕士培养单位中国计量学院学科专业检测技术与自动化装置研究方向检测技术二〇四年六月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采。

9、。论文结构本文分六章，章节内容安排如下第章阐述基于声纳系统的海底管道检测的研究目的及研究意义，介绍海底管道检测技术的种类以及如何采用声纳系统对海底管道进行检测。然后简单介绍了如何对海底管道侧扫声纳图像进行分类识别，最后对本文的章节内容安排进行介绍。第二章分析了侧扫声纳系统的成图原理，以及海底管道在侧扫声纳图像上的成图特性和成图原理，为后期的图像处理提供理论依据。研究海底管道侧扫声纳图像的特点，提出改进型算法在边缘特征提取上有更好的工程应用价值。第三章设计详细的实验数据采集步骤，通过严谨的部署和科学的分析手段采集到精确标准的实验数据，并对如何判读这些数据进行了说明，对实验数据进行了初步分析。第四章根据后期的实验目的中需要重新读取原始的采集数据以得到更精准的实验效果，本章使用语言对数据格式进行。

10、回来的声波再通过换能器转换成电信号，从而被计算机系统识别。在换能器内部可以将其分为发射换能器和接收换能器，其中发射换能器负责电能到声能的转换，接收换能器负责将接收的声能转换成电能。侧扫声纳数据采集原理侧扫声纳成像原理侧扫声纳获得海底管道图像主要是利用水声信号的反射原理。在使用侧扫声纳时，换能器阵列发射声脉冲以球面波方式向海底传播当遇到海底时产生反射，反射波经过原路径返回到换能器中，由换能器转换成电能转换成系列的电脉冲。距离的远近决定反射波的先后到达顺序，距离声纳近的地方反射波先返回换能器，距离远的则反之。此外，倾斜角也决定反射波返回的时间顺序，万方数据硕士学位论文基于侧扫声纳系统的海底管道检测技术研究作者柳黎明导师丁涛副教授学科检测技术与自动化装置中国计量学院二〇四年六月万方数据，万方数据。

11、影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名导师签名签字日期年月日签字日期年月日万方数据致谢在论文完成之际，真诚感谢导师丁涛副教授！本文的研究工作是在丁涛副教授的悉心指导下完成的。丁老师无论是在科学研究方面还是在做人处事方面都深深地影响着我。丁老师学识渊博，治学态度严谨，对我高要求严指导，促使我在整个研究生学习期间不断进步刻苦追求。同时，老师在生活上对我关怀备至，常常传授我为人处事的道理。在读研的三年期间，多次与导师交流沟通，丁老师对我的影响深入方方面面，谨向读研期间在学业和生活上给我莫大关心和帮助的恩师表示衷心地感谢！感谢信息学院的彭怀亮硕士，写论文期间多次与彭怀亮硕士交流！真诚的。

12、增加。经验公式是通过多次海上实测而总结出的，在实际中可以用通过海水的和来确定声速，工程常用式式中，，万方数据中国计量学院硕士学位论文式适用的范围是，和个大气压。在精度要求不太高时，可以适用简化过的经验公式，即式中，的单位是大气压，。实测法通过经验公式法计算声波在海水中的传播速度可以为实测值提供参考。实测法指的是通过实验仪器直接对声速进行测量，随着实验仪器的精准性越来越高，在实际采集数据中，通常直接使用声速仪进行声速测量。侧扫声纳换能器声波最终通过换能器将其转换成电信号，侧扫声纳换能器主要功能为，将电能转换成声波发射到海底中二，将从海底反。

参考资料：

[1]财务部出纳总结PPT课件 编号18036（第21页，发表于2022-06-24）

[2]党建伟大抗疫精神的时代内涵和历史意义PPT课件 编号18060（第20页，发表于2022-06-24）

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