多波束測(cè)深系統(tǒng)和側(cè)掃聲吶在港口掃海測(cè)量中綜合應(yīng)用

藺 巖，李 蕓，劉軍廷

（1.寧波冶金勘察設(shè)計(jì)研究股份有限公司，浙江 寧波 315041；2.寧波諾丁漢大學(xué)，浙江 寧波 315199）

馬跡山港位于浙江省嵊泗縣海域，呈東南、西北狹長(zhǎng)走向，東南到浪崗山東南，西到馬跡山碼頭西，中心長(zhǎng)約86 km。區(qū)域是亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，風(fēng)力、風(fēng)向隨季節(jié)變化顯著，季節(jié)出現(xiàn)時(shí)間落后于大陸。冬季盛行西北風(fēng)，平均風(fēng)速5～7 m/s，其中1、2月最大達(dá)9級(jí)，寒潮南下時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大風(fēng)。夏季受太平洋高壓影響，6—8月盛行偏南風(fēng)，平均風(fēng)速4～6 m/s，春、秋季節(jié)則為兩季風(fēng)的過(guò)渡時(shí)期。5月份開(kāi)始受臺(tái)風(fēng)影響，5—6月間，偶有臺(tái)風(fēng)從正面襲擊的可能，7—9月為臺(tái)風(fēng)盛期，登陸本區(qū)的臺(tái)風(fēng)96%集中在這3個(gè)月中，10月中旬以后已無(wú)臺(tái)風(fēng)登陸。受臺(tái)風(fēng)正面襲擊時(shí)，伴有狂風(fēng)暴風(fēng)，最大風(fēng)力可達(dá)12級(jí)以上，危害極大。潮流方向外海為回轉(zhuǎn)流，沿岸和航道內(nèi)一般為往復(fù)流，流向平行于島岸和水道方向，流速一般為2～3 kn。該區(qū)域是亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，風(fēng)力、風(fēng)向隨季節(jié)變化顯著，季節(jié)出現(xiàn)時(shí)間落后于大陸。

本文以馬跡山港掃海測(cè)量項(xiàng)目為依托，采用多波束測(cè)深系統(tǒng)和側(cè)掃聲吶進(jìn)行掃海測(cè)量。其中，多波束測(cè)深系統(tǒng)可以獲得較為精確的平面位置和深度，但由于分辨率的局限，當(dāng)開(kāi)角變大時(shí)，對(duì)海底反映的詳細(xì)度相對(duì)較差[1-2]；側(cè)掃聲吶可以獲取目標(biāo)區(qū)域高分辨率的二維平面影像，但位置信息及水深數(shù)據(jù)精度較低[3-5]。通過(guò)對(duì)港池、航道等地物的地形地貌數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)兩種掃海測(cè)量方式之間可以很好地互補(bǔ)。利用多波束聲吶和側(cè)掃聲吶圖像的匹配融合，可獲得具有高精度和高分辨率的海底地形與地貌疊加圖像，為航道疏浚提供數(shù)據(jù)服務(wù)，為確保船只的航行、靠泊等提供依據(jù)。

1 采用基準(zhǔn)系統(tǒng)

坐標(biāo)系統(tǒng)是描述物質(zhì)存在的空間位置（坐標(biāo)）的參照系，通過(guò)定義特定基準(zhǔn)及其參數(shù)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。深度基準(zhǔn)是計(jì)算水體深度的起算面，深度基準(zhǔn)與國(guó)家高程基準(zhǔn)之間通過(guò)驗(yàn)潮站的水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)建立聯(lián)系。高程系統(tǒng)是指相對(duì)于不同性質(zhì)的起算面（大地水準(zhǔn)面、似大地水準(zhǔn)面、橢球面等）所定義的高程體系。由于本次掃海測(cè)量的成果要符合國(guó)家海圖規(guī)定，因此根據(jù)《海道測(cè)量規(guī)范》選取測(cè)量基準(zhǔn)系統(tǒng)如下。

（1）坐標(biāo)系統(tǒng)：CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)，3°帶高斯投影，中央子午線123°。

（2）深度基準(zhǔn)：當(dāng)?shù)乩碚撟畹统泵妗?/p>

（3）高程系統(tǒng)：1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

2 多波束掃海測(cè)量

多波束測(cè)深系統(tǒng)是一種高精度、高分辨率、高效率的一種水下地形測(cè)量技術(shù)[6]，該系統(tǒng)通過(guò)聲波發(fā)射與接收換能器陣進(jìn)行聲波廣角度發(fā)射和定向接收，在與航向垂直的垂面內(nèi)形成條幅式高密度水深數(shù)據(jù)，從而能夠繪制出沿航線一定寬度條帶內(nèi)海底的三維地形、地貌，并根據(jù)水下結(jié)構(gòu)周邊的海底地形變化情況。

多波束系統(tǒng)基本上由三部分組成。第一部分是多波束主系統(tǒng)，主要包括換能器陣列、收發(fā)機(jī)和處理單元等；第二部分為輔助系統(tǒng)，包括定位系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)傳感器（橫搖、縱搖、升沉）、羅經(jīng)（船艄向）和聲速剖面儀；第三部分是后處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和繪圖儀等[7]。

根據(jù)《海道測(cè)量規(guī)范》要求，多波束掃海測(cè)量前需進(jìn)行潮位站的布設(shè)、潮面的確定、水位改正等工作，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性后方可進(jìn)行掃海測(cè)量。

2.1 驗(yàn)潮站布設(shè)

由于馬跡山港東西跨度較大，根據(jù)《海道測(cè)量規(guī)范》要求，潮位站的布設(shè)應(yīng)能控制全測(cè)區(qū)的潮汐變化，相鄰驗(yàn)潮站之間距離應(yīng)滿足最大潮高差不大于1 m，最大潮時(shí)差不大于2 h。在整個(gè)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)設(shè)立嵊泗工作船碼頭、黃龍島、浪崗山和廟子湖共4個(gè)臨時(shí)潮位站進(jìn)行同步觀測(cè)，同時(shí)抄取嵊山長(zhǎng)期潮位站的同步潮位資料。利用5個(gè)潮位站的潮汐分析，各驗(yàn)潮站之間的潮時(shí)、潮差關(guān)系為：工作船碼頭與黃龍島間最大潮高差0.27 m，最大潮時(shí)差10 min；黃龍島與浪崗山間最大潮高差0.67 m，最大潮時(shí)差63 min；浪崗山與廟子湖間最大潮高差0.23 m，最大潮時(shí)差24 min。4個(gè)潮位站的地理位置情況分別如下：嵊泗工作船碼頭潮位站位于嵊泗縣馬跡山碼頭東側(cè)約340 m，黃龍島潮位站位于嵊泗縣黃龍鄉(xiāng)長(zhǎng)山嘴山西南側(cè)約150 m，浪崗島的浪崗山潮位站位于嵊泗縣黃龍鄉(xiāng)浪崗山橫峙村海邊，廟子湖潮位站位于普陀區(qū)東極鎮(zhèn)廟子湖島客運(yùn)碼頭。嵊山長(zhǎng)期潮位站位于嵊泗縣嵊山島碼頭。

（1）理論最低潮面的確定

理論最低潮面的確定最常用的傳遞推估方法是潮差比傳遞法。利用測(cè)區(qū)附近已有長(zhǎng)期潮位站的深度基準(zhǔn)面估算可以得到臨時(shí)潮位站的深度基準(zhǔn)面。

潮差比傳遞法見(jiàn)式（1）。

式中，RA、RB分別為長(zhǎng)期潮位站、臨時(shí)潮位站的同步水位觀測(cè)期間高低水位潮差的平均值；L（xA，yA）、L（xB，yB）分別為長(zhǎng)期潮位站、臨時(shí)潮位站的理論最低潮面。

根據(jù)上述公式計(jì)算得到測(cè)區(qū)各驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面成果見(jiàn)表1。

表1 各驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)關(guān)系表 單位：m

（2）水位改正

水位改正方案如下：黃龍島以西海域的水深測(cè)量資料采用工作船碼頭和黃龍島臨時(shí)潮位站的水位資料進(jìn)行兩站水位改正，黃龍島和浪崗山之間海域的水深測(cè)量資料采用黃龍島和浪崗山臨時(shí)潮位站的水位資料進(jìn)行兩站水位改正，浪崗山以東海域的水深測(cè)量資料采用黃龍島、浪崗山和廟子湖臨時(shí)潮位站的水位資料進(jìn)行三站水位改正。

2.2 多波束水深測(cè)量

本文礁石區(qū)測(cè)量采用SONIC2024多波束測(cè)深系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，其主要技術(shù)性能為帶寬為60 kHz，波束工作頻率為200～400 kHz，覆蓋寬度為10°～160°，最大量程500 m，最大發(fā)射率為75 Hz，量程分辨率為1.25 cm。

多波束測(cè)深系統(tǒng)在測(cè)量定位上一般采用DGPS或RTK的方式，DGPS定位精度可達(dá)到亞米級(jí)[7]。本文使用美國(guó)Trimble公司生產(chǎn)的SPS351型DGPS系統(tǒng)進(jìn)行定位。

為驗(yàn)證坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的正確性和可靠性，測(cè)量前在測(cè)區(qū)內(nèi)已知控制點(diǎn)上進(jìn)行定位比測(cè)。

平面定位中誤差計(jì)算見(jiàn)式（2）。

式中，Xp0、Yp0為已知控制點(diǎn)坐標(biāo)；Xpi、Ypi為實(shí)測(cè)控制點(diǎn)坐標(biāo)。

對(duì)20組測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，平面點(diǎn)位中誤差為±0.31 m，滿足《海道測(cè)量規(guī)范》要求。因此采用DGPS定位的方式精度可靠。

（1）布設(shè)測(cè)線和重疊帶計(jì)算

布設(shè)測(cè)線時(shí)注意了測(cè)線間距的選擇，實(shí)際測(cè)量時(shí)的掃測(cè)條帶寬度取決于水深，所以設(shè)計(jì)的測(cè)線間距根據(jù)測(cè)區(qū)水深和儀器性能指標(biāo)來(lái)確定，確保了兩條相鄰測(cè)線間的掃測(cè)條帶達(dá)到規(guī)定的重疊覆蓋比例。在海上外業(yè)作業(yè)期間要根據(jù)實(shí)際水深情況和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境情況合理調(diào)整測(cè)線間距，以避免出現(xiàn)漏測(cè)或不必要的過(guò)量重疊，從而提高工作效率。

重疊帶計(jì)算見(jiàn)式（3）。

式中，E0為測(cè)量船定位中誤差；m1為由測(cè)量船測(cè)定聲吶頭位置的定位中誤差；m2為定位點(diǎn)中誤差；E1為測(cè)量船偏航系統(tǒng)誤差。

根據(jù)上述公式計(jì)算結(jié)合測(cè)區(qū)水深區(qū)域特征，得到如下結(jié)果：水深20 m以上，測(cè)線間隔為80 m；水深在17～20 m，測(cè)線間隔為60 m；水深在13～17 m，測(cè)線間隔為40 m；水深在8～13 m，測(cè)線間隔為20 m。

（2）多波束系統(tǒng)的校正及聲速測(cè)量

多波束系統(tǒng)的各項(xiàng)校正：參數(shù)校正包括橫搖偏差、縱搖偏差、艏搖偏差和導(dǎo)航時(shí)延。橫搖偏差、縱搖偏差、艏搖偏差的產(chǎn)生主要是由于系統(tǒng)換能器安裝的幾何誤差引起的，導(dǎo)航時(shí)延主要是數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t引起的，是定位儀器本身固有的。這些誤差將會(huì)影響測(cè)深精度和位置精度，所以海上測(cè)量之前對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行專門的測(cè)定。經(jīng)過(guò)校正后參數(shù)如圖1所示。

圖1 多波束參數(shù)校正圖（單位：m）

聲速資料對(duì)多波束數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否影響很大，因此施放聲速剖面儀必須精確測(cè)定。投放前，先進(jìn)行設(shè)置，如采樣間隔、記錄間隔、記錄文件名等。聲速剖面儀入水時(shí)先不往下放，幾分鐘后待溫度傳感器穩(wěn)定了，再慢慢往下放，到達(dá)海底后再慢慢往上收。聲速剖面信息在內(nèi)業(yè)后處理時(shí)需加入測(cè)量文件中進(jìn)行計(jì)算。

（3）水深測(cè)量及數(shù)據(jù)處理

多波束測(cè)深系統(tǒng)換能器固定在測(cè)量船中部側(cè)舷，聲吶頭入水深度約2 m，其他相關(guān)配屬儀器設(shè)備安裝嚴(yán)格按照多波束系統(tǒng)安裝要求實(shí)施。外業(yè)施測(cè)過(guò)程中按時(shí)進(jìn)行登記，記錄測(cè)線的上線時(shí)間、下線時(shí)間、坐標(biāo)、測(cè)線號(hào)等信息，遇到系統(tǒng)、船只、水深等發(fā)生異常情況，記錄好現(xiàn)場(chǎng)情況和處理措施，以備后處理時(shí)查閱。

多波束數(shù)據(jù)處理采用Caris HIPS軟件進(jìn)行處理，多波束水深數(shù)據(jù)具有精度高、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)[8]。Caris HIPS軟件的兩大特點(diǎn)是海洋測(cè)量數(shù)據(jù)清理系統(tǒng)（HDCS）和數(shù)據(jù)的可視化模型。HDCS采用科學(xué)的數(shù)學(xué)模型對(duì)水深數(shù)據(jù)進(jìn)行歸算、誤差識(shí)別與分析，采用半自動(dòng)數(shù)據(jù)歸算、過(guò)濾和分類工具提高人機(jī)結(jié)合的工作效率，最大限度地消除水深數(shù)據(jù)中的誤差，以得到理想的精度；數(shù)據(jù)的可視化模型是HIPS的又一大特點(diǎn)，從原始數(shù)據(jù)進(jìn)入HIPS軟件到形成最終的成果，數(shù)據(jù)處理的每一步都是在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單直觀，流程清晰。數(shù)據(jù)處理過(guò)程如圖2所示。

圖2 Caris HIPS工作流程圖

Caris HIPS軟件還可以用三角不規(guī)則網(wǎng)或矩形規(guī)則網(wǎng)來(lái)建立數(shù)學(xué)模型，在建立好DTM模型的基礎(chǔ)上，可以生成三維立體模型、等值線圖、剖面圖等，也可以進(jìn)行海洋工程中常用的方量計(jì)算，并可通過(guò)DTM模型輸出文本格式的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)（X、Y、Z）。以馬跡山港池為例，生成的港池水下立體圖如圖3所示。

圖3 港池內(nèi)水下立體圖

3 測(cè)掃聲吶測(cè)量

側(cè)掃聲吶系統(tǒng)由拖魚(yú)、線纜和處理器三部分組成，可對(duì)大面積海區(qū)的障礙物進(jìn)行探測(cè)。本次側(cè)掃聲吶掃海采用EdgeTech4200-FS型側(cè)掃聲吶系統(tǒng)，數(shù)據(jù)速率為6 MByte/s。拖曳系統(tǒng)為TTV-196D雙頻拖魚(yú)，具有嵌入式DSP芯片、ADSL數(shù)據(jù)傳輸接口，分辨率更高，每個(gè)通道帶寬更寬。EdgeTech4200-FS海底成像系統(tǒng)的基本原理：EdgeTech4200-FS海底成像系統(tǒng)的換能器在航行方向的左、右兩側(cè)發(fā)射具有一定指向聲波，照射到在、右兩側(cè)一定寬度范圍內(nèi)的海底表面，當(dāng)海底表面存在地物時(shí)，如礁石、錨、錨鏈、樁、電纜、沉船等地物，聲波觸及地物時(shí)產(chǎn)生反向散射的聲波，反向聲波送給換能器接收，信號(hào)傳輸至接收機(jī)進(jìn)行放大及處理，再傳輸至終端的顯示器和記錄器反映出一定寬度的海底二維聲圖像，從聲圖像檢測(cè)海底地物的性質(zhì)、大小、高度、范圍。

根據(jù)《海道測(cè)量規(guī)范》要求，結(jié)合探測(cè)需要，用較高精度的探測(cè)量程檔100 m檔（左右各100 m，掃測(cè)趟寬度為200 m），對(duì)測(cè)量海區(qū)進(jìn)行全覆蓋探測(cè)。

施測(cè)采用拖拽式工作，本次探測(cè)是針對(duì)具體目標(biāo)進(jìn)行，根據(jù)目標(biāo)處的水深情況將拖體的繩長(zhǎng)放到水下1 m（水深＜5 m）或2 m（水深＞5 m）不等，采用側(cè)拖拖體的工作方式，既保證儀器安全，又可保證不丟失目標(biāo)。

3.1 聲圖像的解釋

SIS-4200-FS海底成像系統(tǒng)的聲圖資料經(jīng)過(guò)分析，采用計(jì)算機(jī)繪制成海底地物圖，反映地物分布范圍和類型。外業(yè)探測(cè)結(jié)束后，內(nèi)業(yè)經(jīng)拖魚(yú)與GNSS位置偏差和線纜長(zhǎng)度等偏差改正，對(duì)側(cè)掃影像判讀與分析，并根據(jù)量取目標(biāo)及陰影的尺度[9-10]，確定可疑目標(biāo)影像。

聲圖像的相關(guān)特性和各自特征依據(jù)是圖像形狀、色調(diào)、大小、陰影和相關(guān)體等。形狀是指各類圖形的外貌輪廓；色調(diào)是指襯度和圖像深淺的灰度；大小是指各類圖像在聲圖上的幾何形狀大??；陰影是指聲波被遮擋的區(qū)域；相關(guān)體是指伴隨某種圖像同時(shí)出現(xiàn)的不定形狀的圖像。

3.2 側(cè)掃聲吶圖像分析

側(cè)掃聲吶圖像數(shù)據(jù)可以獲得海底地物的性質(zhì)、大小、范圍。海底測(cè)掃聲圖像可分類為目標(biāo)圖像、地貌圖像和水體圖像等。

目標(biāo)圖像包括沉船、礁石、電纜、水下障礙物及水下建筑物等圖像。地貌圖像包括沙帶、沙川、斷巖、溝槽及各種混合形成的地貌圖像。水體圖像包括水中散體條紋、溫度躍層、尾流塊狀、水中氣泡等圖像。

當(dāng)各種因素提供充分時(shí)，判讀目標(biāo)的成功率就會(huì)越高。對(duì)于本文掃測(cè)而言以目標(biāo)圖像的判讀為主。

以馬跡山港3#錨地為例，該區(qū)域?yàn)榈湫偷牧鳑_刷形成的海底，海底地勢(shì)平坦，如圖4所示。該區(qū)域內(nèi)西北邊緣有一處暗礁區(qū)域，如圖5所示。

圖4 3#錨地底質(zhì)之聲像圖

圖5 3#錨地障礙物聲像圖

4 掃海測(cè)量的對(duì)比分析及綜合應(yīng)用

4.1 多波束測(cè)深系統(tǒng)及側(cè)掃聲吶系統(tǒng)的對(duì)比

多波束測(cè)深系統(tǒng)可以進(jìn)行全覆蓋水深測(cè)量，優(yōu)點(diǎn)在于定位精度高、噪聲小、能進(jìn)行三維可視化分析。多波束聲吶通常安裝在測(cè)量船或載體上，由于多波束聲吶的測(cè)量方式導(dǎo)致聲吶圖像的分辨率及信噪比較低，且隨著水深的增加進(jìn)一步降低。

側(cè)掃聲吶系統(tǒng)采用拖曳模式來(lái)貼近海底進(jìn)行測(cè)量，可以呈現(xiàn)豐富的海底紋理。

側(cè)掃聲吶系統(tǒng)與多波束測(cè)深系統(tǒng)對(duì)比，受拖曳測(cè)量模式與采用單寬波束發(fā)射模式的影響，側(cè)掃聲吶的位置不夠準(zhǔn)確且波束的定位精度較低，進(jìn)而導(dǎo)致側(cè)掃聲吶圖像中存在位置精度差、海底形狀畸變、波束缺少高程信息、無(wú)法準(zhǔn)確地反映海底地形起伏變化等不足[11-12]，定位精度遠(yuǎn)低于多波束測(cè)深系統(tǒng)。側(cè)掃聲吶與多波束相比可以采用遠(yuǎn)高于多波束聲吶的聲波頻率和采樣頻率，通過(guò)相等時(shí)間采樣，可以在單次脈沖中獲取遠(yuǎn)多于多波束圖像的后向散射強(qiáng)度回波數(shù)。因此，側(cè)掃聲吶海底圖像的分辨率遠(yuǎn)高于多波束聲吶圖像。

4.2 多波束測(cè)深系統(tǒng)及側(cè)掃聲吶系統(tǒng)的結(jié)合

多波束測(cè)深系統(tǒng)及側(cè)掃聲吶系統(tǒng)二者同樣可以反映海底地貌特征，測(cè)量信息具有較強(qiáng)的互補(bǔ)性，因而融合二者可獲取高精度高分辨率的海底地形與地貌圖像。

圖像結(jié)合的方法是利用多波束聲吶和側(cè)掃聲吶圖像的匹配，來(lái)實(shí)現(xiàn)側(cè)掃聲吶圖像與多波束測(cè)深地形疊加。首先，對(duì)多波束聲吶圖像和側(cè)掃聲吶圖像依次開(kāi)展數(shù)據(jù)歸化、分類和形態(tài)學(xué)處理，獲得二者的底質(zhì)分類圖像；然后，通過(guò)對(duì)兩種底質(zhì)圖像部分區(qū)域匹配并獲得對(duì)應(yīng)的匹配特征點(diǎn)對(duì)，進(jìn)而對(duì)側(cè)掃聲吶圖像進(jìn)行位置校正；最后，利用具有準(zhǔn)確位置的側(cè)掃聲吶圖像和高精度的多波束測(cè)深地形，疊加獲得了高位置精度和高圖像分辨率的海底地形與地貌圖像，實(shí)現(xiàn)了對(duì)海底地形起伏變化和海底特征準(zhǔn)確精細(xì)地呈現(xiàn)。

通過(guò)對(duì)馬跡山港中轉(zhuǎn)西航道水域的實(shí)測(cè)多波束聲吶與側(cè)掃聲吶數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并與地形進(jìn)行位置疊加，證明了該方法的有效性和正確性。進(jìn)港內(nèi)航道多波束匹配后生成對(duì)的三維效果圖如圖6所示。匹配后的側(cè)掃聲吶的聲像圖如圖7至圖9所示。

圖6 進(jìn)港內(nèi)航道三維圖

圖7 進(jìn)港內(nèi)航道三維圖外馬蹄礁石聲像圖

圖8 進(jìn)港內(nèi)航道三維圖2#礁石聲像圖

圖9 進(jìn)港內(nèi)航道三維圖3#～6#礁石聲像圖

多波束測(cè)深系統(tǒng)生成的三維圖能夠準(zhǔn)確查詢海底地物的三維信息，確定最淺點(diǎn)和精確地位置。側(cè)掃聲吶系統(tǒng)聲像圖能直觀反映海底地物的性質(zhì)、大小和分布范圍。

通過(guò)對(duì)相同區(qū)域內(nèi)兩種底質(zhì)圖像進(jìn)行匹配，獲取障礙物的準(zhǔn)確深度、范圍、位置等屬性信息，得出結(jié)論如下。

2#礁最淺深約25.5 m；3#礁最淺深約25 m；4#最淺深約25 m；5#礁最淺深約25 m；6#礁最淺深約25 m；外馬蹄礁呈右淺左深狀（北淺南深），最淺深約23 m。

2#礁頂部呈現(xiàn)約120 m×110 m范圍，礁石底部深約50 m；3#礁至6#礁由北向南連成一個(gè)大礁盤，3#礁整個(gè)礁盤頂部呈現(xiàn)約450 m×80 m范圍，礁盤底部深約50 m；4#礁頂部呈現(xiàn)約90 m×70 m范圍；5#礁頂部呈現(xiàn)約150 m×80 m范圍；6#礁連著5#礁，礁石頂部呈現(xiàn)大約60 m×70 m范圍；外馬蹄礁頂部呈現(xiàn)大約140 m×80 m范圍。

校正后的側(cè)掃聲吶圖像中特征點(diǎn)位置最大差值從原來(lái)的15 m降低到了2 m，顯著地提高了側(cè)掃聲吶圖像的位置精度。

5 結(jié)論

針對(duì)馬跡山港中錨地、航道、淺灘等特殊地形，本文采用多波束測(cè)量數(shù)據(jù)和側(cè)掃聲吶相結(jié)合進(jìn)行掃海測(cè)量，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)、三維圖像、聲像圖等方法進(jìn)行比較，分析了多波束圖像和側(cè)掃聲吶圖像的特點(diǎn)，得出合理的結(jié)論。

利用多波束、側(cè)掃聲吶兩種不同的設(shè)備進(jìn)行掃海測(cè)量，提高了不同方法的可靠性。特別是多波束和側(cè)掃聲吶配合在水下目標(biāo)的探測(cè)方面可以進(jìn)行良好的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，將兩者的影像在底質(zhì)和地理位置上進(jìn)行疊加，極有力地提高了海底地物地貌解譯的準(zhǔn)確性，可以很好地對(duì)水下目標(biāo)物實(shí)現(xiàn)很好的解譯工作，為港口及船舶通行的安全提供了有力保障。