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基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法

亓超 宿殿鹏 王贤昆 王明伟 石波 阳凡林

亓超, 宿殿鹏, 王贤昆, 王明伟, 石波, 阳凡林. 基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206004-0206004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0206004
引用本文: 亓超, 宿殿鹏, 王贤昆, 王明伟, 石波, 阳凡林. 基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206004-0206004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0206004
Qi Chao, Su Dianpeng, Wang Xiankun, Wang Mingwei, Shi Bo, Yang Fanlin. Fitting algorithm for airborne laser bathymetric waveforms based on layered heterogeneous model[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(2): 206004-0206004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0206004
Citation: Qi Chao, Su Dianpeng, Wang Xiankun, Wang Mingwei, Shi Bo, Yang Fanlin. Fitting algorithm for airborne laser bathymetric waveforms based on layered heterogeneous model[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(2): 206004-0206004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0206004

基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法

doi: 10.3788/IRLA201948.0206004
基金项目: 

国家重点研发计划项目(2017YFC1405006,2018YFF0212203,2016YFB0501705,2016YFC1401210);国家自然科学基金(11704225,41471331);山东省重点研发计划项目(2018GHY115002)

详细信息
    作者简介:

    亓超(1994-),男,硕士生,主要从事机载激光测深及其数据处理方面的研究。Email:qichoice@foxmail.com

    通讯作者: 宿殿鹏(1988-),男,博士生,主要从事机载激光测深及其数据处理方面的研究。Email:sudianpeng@126.com
  • 中图分类号: P229

Fitting algorithm for airborne laser bathymetric waveforms based on layered heterogeneous model

  • 摘要: 波形拟合是机载激光测深数据处理的关键环节,能够为水下地形测量、海底底质分类和水体浑浊度分析等应用领域提供数据基础。针对传统机载激光测深波形拟合算法受噪声干扰严重、对复杂波形形状拟合不准确的问题,提出一种基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法。针对波形不同组成部分的相应特性,采用异构函数(水面-高斯函数、水体-双指数函数及水底-B样条函数)构建分层异构模型,分别进行拟合,从而实现对各部分波形信号的拟合。采用南海实测数据对所提算法进行了验证,结果表明:该算法拟合波形的平均运行时间T为0.019 4 s,相比于RL(Richardson-Lucy)去卷积算法提高0.328 6 s;平均均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)为6.222 4,相比于双高斯函数拟合算法平均均方根误差RMSE、平均决定系数(Coefficient of determination,R2)、平均相关系数(Correlation Coefficient,CORR)和相关系数标准差(Standard Deviation,STD)分别提高65.11%、2.83%、1.01%和86.61%,保证了拟合效率和拟合精度。算法具有良好的鲁棒性,能够有效满足机载激光测深科学研究和工程应用的技术需求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-17
  • 修回日期:  2018-10-26
  • 刊出日期:  2019-02-25

基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法

doi: 10.3788/IRLA201948.0206004
    作者简介:

    亓超(1994-),男,硕士生,主要从事机载激光测深及其数据处理方面的研究。Email:qichoice@foxmail.com

    通讯作者: 宿殿鹏(1988-),男,博士生,主要从事机载激光测深及其数据处理方面的研究。Email:sudianpeng@126.com
基金项目:

国家重点研发计划项目(2017YFC1405006,2018YFF0212203,2016YFB0501705,2016YFC1401210);国家自然科学基金(11704225,41471331);山东省重点研发计划项目(2018GHY115002)

  • 中图分类号: P229

摘要: 波形拟合是机载激光测深数据处理的关键环节,能够为水下地形测量、海底底质分类和水体浑浊度分析等应用领域提供数据基础。针对传统机载激光测深波形拟合算法受噪声干扰严重、对复杂波形形状拟合不准确的问题,提出一种基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法。针对波形不同组成部分的相应特性,采用异构函数(水面-高斯函数、水体-双指数函数及水底-B样条函数)构建分层异构模型,分别进行拟合,从而实现对各部分波形信号的拟合。采用南海实测数据对所提算法进行了验证,结果表明:该算法拟合波形的平均运行时间T为0.019 4 s,相比于RL(Richardson-Lucy)去卷积算法提高0.328 6 s;平均均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)为6.222 4,相比于双高斯函数拟合算法平均均方根误差RMSE、平均决定系数(Coefficient of determination,R2)、平均相关系数(Correlation Coefficient,CORR)和相关系数标准差(Standard Deviation,STD)分别提高65.11%、2.83%、1.01%和86.61%,保证了拟合效率和拟合精度。算法具有良好的鲁棒性,能够有效满足机载激光测深科学研究和工程应用的技术需求。

English Abstract

参考文献 (27)

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