一种面向侧扫声纳图像的重采样方法

申请号 CN201510860195.1 申请日 2015-12-01 公开(公告)号 CN105372663A 公开(公告)日 2016-03-02
申请人 宁波工程学院; 发明人 尹天鹤; 陈志荣; 韩明; 汪保;
摘要 本 发明 涉及一种面向侧扫声纳图像的重 采样 方法,该方法以地理空间坐标为参照,通过对侧扫声纳扫描线与重采样点间的空间几何关系进行分析,建立重采样图像中的 像素 与侧扫声纳数据的解算关系,使侧扫声纳数据的地理编码可以通过间接重采样来实现,且能够有效消除侧扫声纳数据在地理编码过程中产生的各类缝隙,为获取清晰连续的海底影像供了途径;同时该方法在具体的实现机制中,能够支持分批读取、局部处理和矢量计算,有助于将侧扫声纳数据的间接重采样简化为线性运算,进而提高侧扫声纳数据地理编码的处理效率。
权利要求

1.一种面向侧扫声纳图像的重采样方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:解析侧扫声纳图像文件的文件头信息,获取侧扫声纳图像文件中至少以下两
个属性参数:斜距量程R和通道像宽ppc;
步骤二:顺序读取侧扫声纳图像文件中的扫描线数据及其对应的拖鱼高度信息、接收
时间信息和扫描线序号,利用斜距校正模型对获取的扫描线数据进行斜距校正处理,并将
处理结果存储至斜距校正文件;
步骤三:顺序读取与侧扫声纳图像文件对应的航迹线文件,提取拖鱼的航迹点坐标序
列、接收时间序列和事件编号序列,利用侧扫声纳拖鱼航迹处理方法,拟合出拖鱼实际的航行轨迹,并计算拖鱼在接收每条扫描线数据时所处的地理坐标;
步骤四:在步骤二和步骤三的基础上,利用侧扫声纳图像地理编码技术,解算各扫描线
端点的地理坐标,将解算出的各扫描线端点地理坐标存储至扫描线端点坐标临时文件,同
时计算该侧扫声纳图像文件所覆盖空间的最小外接矩形,记录该侧扫声纳图像文件所覆盖
的空间四至范围;
步骤五:根据步骤四中计算出的侧扫声纳图像文件所覆盖的空间四至范围和需要的重
采样分辨率创建侧扫声纳图像文件的重采样图像,并将重采样图像中的各像素值初始化为
零;
步骤六:顺序读取由步骤二所创建的斜距校正文件中对应的扫描线数据,取相邻两条
扫描线数据,同时在步骤四中所创建的扫描线端点坐标临时文件中顺序读取与该两条扫描
线相对应的扫描线端点坐标,构建包含该两条扫描线的最小外接矩形,然后依据该矩形左
点和右下角点的地理坐标和需要的重采样分辨率计算该最小外接矩形在重采样图像
中对应的像素坐标,藉此获得当前待进行重采样操作的图像区
步骤七:对步骤六中获得图像区块的每一像素进行共轭点解算,并根据双线性插值法
确定共轭点的像素值;
步骤八:返回步骤六,直至扫描线端点坐标临时文件中所有的记录处理完毕。
2.根据权利要求1所述的面向侧扫声纳图像的重采样方法,其特征在于:所述步骤二
中,利用斜距校正模型对获取的扫描线数据进行斜距校正处理的具体过程为:
首先,将斜距校正后侧扫声纳图像上所有像素点的像素值初始化为零;
然后,找出斜距校正后侧扫声纳图像上某一个像素点在侧扫声纳图像文件上的共轭
点,记Pp(xp,yp)为斜距校正后侧扫声纳图像上的某个像素点,其对应的扫描线为L,接收该扫描线时对应的拖鱼高度为towfishAlt,sidescanRes为原始侧扫声纳图像文件的分辨
率,利用公式1计算出Pp在侧扫声纳图像文件上的共轭点Ps(xs,ys):
最后,将共轭点Ps(xs,ys)在侧扫声纳图像文件中的像素值赋值给斜距校正后侧扫声
纳图像上的像素点Pp(xp,yp)。
3.根据权利要求2所述的面向侧扫声纳图像的重采样方法,其特征在于:所述步骤四
中,记扫描线L1~Ln的端点地理坐标分别为Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)、Pe2(xe2,ye2)、……Psn(xsn,ysn)、Pen(xen,yen),设xmin=min{xs1,xe1,xs2,xe2……xsn,xen},xmax=max{xs1,xe1,xs2,xe2……xsn,xen},ymin=min{ys1,ye1,ys2,ye2……ysn,yen},ymax=max{ys1,ye1,ys2,ye2……ysn,yen},则侧扫声纳图像文件所覆盖空间的最小外接矩形的四个角点坐标分别为Ptl(xmin,ymax)、Ptr(xmax,ymax)、Pbl(xmin,ymin)、Pbr(xmax,ymin),所述步骤五中,设resResolution为需要的重采样影像的分辨率,以Ptl、Ptr、Pbl、Pbr为四至边界,创建侧扫声纳图像文件的重采样图像,并将重采样图像中的各像素点的像素值设为零。
4.根据权利要求3所述的面向侧扫声纳图像的重采样方法,其特征在于:所述步骤六
中,设所取相邻的扫描线为L1,L2,记其所在斜距校正文件中的行号分别为Row1,Row2,其对应的扫描线端点地理坐标为Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)和Pe2(xe2,ye2),设slxmin=min{xs1,xe1,xs2,xe2},slxmax=max{xs1,xe1,xs2,xe2},slymin=min{ys1,ye1,ys2,ye2},slymax=max{ys1,ye1,ys2,ye2},则包含L1、L2扫描线的最小外接矩形四个角点的地理坐标分别为slPtl(slxmin,slymax)、slPtr(slxmax,slymax)、slPbl(slxmin,slymin)、slPbr(slxmax,slymin),该外接矩形在重采样图像中所对应的高度Height、宽度Width及其左上角点的像素坐标Prs(xstart,ystart)由公式2计算获得;
公式2。
5.根据权利要求4所述的面向侧扫声纳图像的重采样方法,其特征在于:所述步骤七
中,以Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)和Pe2(xe2,ye2)为角点,构建凸四边形Ps1Pe1Pe2Ps2,对图像区块中的像素逐一进行共轭点解算的具体步骤如下:当图像区块中的任意一像素
点,记其在图像区块中的像素坐标为Pd(xd,yd),首先利用公式3将Pd点像素坐标转为对
应的地理坐标Pdg(xdg,ydg),利用矢量差积法判断该像素点与凸四边形的空间位置关系,如Pdg(xdg,ydg)不在凸四边形内或在四条边线上,则继续处理下一像素,否则计算求出该像素点Pdg与扫描线段L1、L2的最短距离,设Pdg与L1的最短距离为D1,计算获得D1所在直线
与L1的交点为Pcg1(xcg1,ycg1),设Pdg与L2的最短距离为D2,计算获得D2所在直线与L2的交点为Pcg2(xcg2,ycg2),利用公式4计算得出像素点Pd在斜距校正文件中共轭点的四邻域像素坐标Pnc1(xnc1,Row1)、Pnc2(xnc2,Row1)、Pnc3(xnc3,Row2)和Pnc4(xnc4,Row2),最后利用双线性插值方法来确定像素点Pd的像素值;
公式3
公式4。

说明书全文

一种面向侧扫声纳图像的重采样方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种侧扫声纳图像地理编码方法,具体涉及一种面向侧扫声纳图像的重采样方法。

背景技术

[0002] 侧扫声纳是运用回声测深原理探测海底地貌下物体的设备,其利用换能器向水底发射声纳,反射后被拖鱼接收形成声纳影象来发现水下物体,接收到的信号通过拖缆
传到甲板上的显示处理单元进行后续处理,它能够直观地提供海底形态的声成像,因其具
有高精度、高分辨率以及造价较低等优点,被广泛用于海洋测绘、海底地质勘探、海洋工程等领域。原始侧扫声纳图像是按扫描线顺序排列的序列图像,不具备整体性的地理方位,因此需要对其进行地理编码以便进一步的分析和应用。重采样是侧扫声纳数据的地理编码
过程中的重要环节,它利用侧扫声纳扫描线和拖鱼航迹间的几何关系,通过一系列运算实
现原始侧扫声纳数据到地理编码目标图像像素映射。由于侧扫声纳在进行数据采集时,拖
鱼因受到海流、潮汐以及船体转弯等影响,其航行轨迹很难使用精确的函数来抽象,进而导致重采样成为一个极其复杂的非线性计算过程,无法直接利用卫星遥感领域中的重采样方
法。目前,对侧扫声纳数据的地理编码通常采用直接重采样的方式,即从侧扫声纳数据出
发,利用拖鱼航迹与声纳扫描线之间的几何关系,将扫描线直接投影到地理编码目标图像
中,进而生成带有地理空间参考的侧扫影像。基于这种方式进行重采样后,地理编码目标图像常常会存在缝隙,即相邻扫描线在投影解算后,其间会产生空白区域,影响海底实际影像的显示效果,这是由于船速不均或船体行进方向改变而导致的。关于缝隙的消除,通常有两种解决方法,一是通过降低重采样图像的分辨率来弱化缝隙,但这种方法无法处理缝隙较
大情况,同时容易造成编码后图像清晰程度的损失;另一种是通过滤波处理来消除缝隙,但这种方法需要根据图像效果来对整幅影像进行多次滤波运算,计算量较大,且需要人工干
预,处理过程效率较低。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术不足提供一种面向侧扫声纳图像的重采样方法,该重采样方法能够生成具有高空间分辨率的侧扫声纳地理编码图像,并
且具有较高的处理效率。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种面向侧扫声纳图像的重采样方法,其特征在于:包括如下步骤:
[0005] 步骤一:解析侧扫声纳图像文件的文件头信息,获取侧扫声纳图像文件中至少以下两个属性参数:斜距量程R和通道像宽ppc;
[0006] 步骤二:顺序读取侧扫声纳图像文件中的扫描线数据及其对应的拖鱼高度信息、接收时间信息和扫描线序号,利用斜距校正模型对获取的扫描线数据进行斜距校正处理,
并将处理结果存储至斜距校正文件;
[0007] 步骤三:顺序读取与侧扫声纳图像文件对应的航迹线文件,提取拖鱼的航迹点坐标序列、接收时间序列和事件编号序列,利用侧扫声纳拖鱼航迹处理方法,拟合出拖鱼实际的航行轨迹,并计算拖鱼在接收每条扫描线数据时所处的地理坐标;
[0008] 步骤四:在步骤二和步骤三的基础上,利用侧扫声纳图像地理编码技术,解算各扫描线端点的地理坐标,将解算出的各扫描线端点地理坐标存储至扫描线端点坐标临时文
件,同时计算该侧扫声纳图像文件所覆盖空间的最小外接矩形,记录该侧扫声纳图像文件
所覆盖的空间四至范围;
[0009] 步骤五:根据步骤四中计算出的侧扫声纳图像文件所覆盖的空间四至范围和需要的重采样分辨率创建侧扫声纳图像文件的重采样图像,并将重采样图像中的各像素值初始
化为零;
[0010] 步骤六:顺序读取由步骤二所创建的斜距校正文件中对应的扫描线数据,取相邻两条扫描线数据,同时在步骤四中所创建的扫描线端点坐标临时文件中顺序读取与该两条
扫描线相对应的扫描线端点坐标,构建包含该两条扫描线的最小外接矩形,然后依据该矩
形左上点和右下角点的地理坐标和需要的重采样分辨率计算该最小外接矩形在重采样
图像中对应的像素坐标,藉此获得当前待进行重采样操作的图像区
[0011] 步骤七:对步骤六中获得图像区块的每一像素进行共轭点解算,并根据双线性插值法确定共轭点的像素值;
[0012] 步骤八:返回步骤六,直至扫描线端点坐标临时文件中所有的记录处理完毕。
[0013] 作为改进,所述步骤二中,利用斜距校正模型对获取的扫描线数据进行斜距校正处理的具体过程为:
[0014] 首先,将斜距校正后侧扫声纳图像上所有像素点的像素值初始化为零;
[0015] 然后,找出斜距校正后侧扫声纳图像上某一个像素点在侧扫声纳图像文件上的共轭点,记Pp(xp,yp)为斜距校正后侧扫声纳图像上的某个像素点,其对应的扫描线为L,接收该扫描线时对应的拖鱼高度为towfishAlt,sidescanRes为原始侧扫声纳图像文件的分辨
率,利用公式1计算出Pp在侧扫声纳图像文件上的共轭点Ps(xs,ys);
[0016] 公式1
[0017] 最后,将共轭点Ps(xs,ys)在侧扫声纳图像文件中的像素值赋值给斜距校正后侧扫声纳图像上的像素点Pp(xp,yp)。
[0018] 再改进,所述步骤四中,记扫描线L1~Ln的端点地理坐标分别为Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)、Pe2(xe2,ye2)、……Psn(xsn,ysn)、Pen(xen,yen),设xmin=min{xs1,xe1,xs2,xe2……xsn,xen},xmax=max{xs1,xe1,xs2,xe2……xsn,xen},ymin=min{ys1,ye1,ys2,ye2……ysn,yen},ymax=max{ys1,ye1,ys2,ye2……ysn,yen},则侧扫声纳图像文件所覆盖空间的最小外接矩形的四个角点坐标分别为Ptl(xmin,ymax)、Ptr(xmax,ymax)、Pbl(xmin,ymin)、Pbr(xmax,ymin),所述步骤五中,设resResolution为需要的重采样影像的分辨率,以Ptl、Ptr、Pbl、Pbr为四至边界,创建侧扫声纳图像文件的重采样图像,并将重采样图像中的各像素点的像素值设为零。
[0019] 再改进,所述步骤六中,设所取相邻的扫描线为L1,L2,记其所在斜距校正文件中的行号分别为Row1,Row2,其对应的扫描线端点地理坐标为Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)和Pe2(xe2,ye2),设slxmin=min{xs1,xe1,xs2,xe2},slxmax=max{xs1,xe1,xs2,xe2},slymin=min{ys1,ye1,ys2,ye2},slymax=max{ys1,ye1,ys2,ye2},则包含L1、L2扫描线的最小外接矩形四个角点的地理坐标分别为slPtl(slxmin,slymax)、slPtr(slxmax,slymax)、slPbl(slxmin,slymin)、slPbr(slxmax,slymin),该外接矩形在重采样图像中所对应的高度Height、宽度Width及其左上角点的像素坐标Prs(xstart,ystart)由公式2计算获得;
[0020] 公式2。
[0021] 再改进,所述步骤七中,以Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)和Pe2(xe2,ye2)为角点,构建凸四边形Ps1Pe1Pe2Ps2,对图像区块中的像素逐一进行共轭点 解算的具体步骤如下:当图像区块中的任意一像素点,记其在图像区块中的像素坐标为Pd(xd,yd),首先利用公式3将Pd点像素坐标转为对应的地理坐标Pdg(xdg,ydg),利用矢量差积法判断该像素点与凸四边形的空间位置关系,如Pdg(xdg,ydg)不在凸四边形内或在四条边线上,则继续处理下一像素,否则计算求出该像素点Pdg与扫描线段L1、L2的最短距离,设Pdg与L1的最短距离为D1,计算获得D1所在直线与L1的交点为Pcg1(xcg1,ycg1),设Pdg与L2的最短距离为D2,计算获得D2所在直线与L2的交点为Pcg2(xcg2,ycg2),利用公式4计算得出像素点Pd在斜距校正文件中共轭点的四邻域像素坐标Pnc1(xnc1,Row1)、Pnc2(xnc2,Row1)、Pnc3(xnc3,Row2)和Pnc4(xnc4,Row2),最后利用双线性插值方法来确定像素点Pd的像素值。(注:双线性差值过程中y方
向上的权重由D1、D2确定);
[0022] 公式3
[0023] 公式4。
[0024] 与现有技术相比,本发明的优点在于:以地理空间坐标为参照,通过对侧扫声纳扫描线与重采样点间的空间几何关系进行分析,建立重采样图像中的像素与侧扫声纳数据的解算关系,使侧扫声纳数据的地理编码可以通过间接重采样来实现,且能够有效消除侧扫
声纳数据在地理编码过程中产生的各类缝隙,为获取清晰连续的海底影像供了途径;同时
该方法在具体的实现机制中,能够支持分批读取、局部处理和矢量计算,有助于将侧扫声纳数据的间接重采样简化为线性运算,进而提高侧扫声纳数据地理编码的处理效率。
附图说明
[0025] 图1为本发明实施例中面向侧扫声纳图像的率重采样方法的流程图

具体实施方式

[0026] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0027] 一种面向侧扫声纳图像的重采样方法,其特征在于:包括如下步骤:
[0028] 步骤一:解析侧扫声纳图像文件的文件头信息,获取侧扫声纳图像文件中至少以下两个属性参数:斜距量程R和通道像宽ppc;
[0029] 步骤二:顺序读取侧扫声纳图像文件中的扫描线数据及其对应的拖鱼高度信息、接收时间信息和扫描线序号,利用斜距校正模型对获取的扫描线数据进行斜距校正处理,
并将处理结果存储至斜距校正文件;
[0030] 该步骤中,利用斜距校正模型对获取的扫描线数据进行斜距校正处理的具体过程为:
[0031] 首先,将斜距校正后侧扫声纳图像上所有像素点的像素值初始化为零;
[0032] 然后,找出斜距校正后侧扫声纳图像上某一个像素点在侧扫声纳图像文件上的共轭点,记Pp(xp,yp)为斜距校正后侧扫声纳图像上的某个像素点,其对应的扫描线为L,接收该扫描线时对应的拖鱼高度为towfishAlt,sidescanRes为原始侧扫声纳图像文件的分辨
率,利用公式1计算出Pp在侧扫声纳图像文件上的共轭点Ps(xs,ys),
[0033] 公式1
[0034] 最后,将共轭点Ps(xs,ys)在侧扫声纳图像文件中的像素值赋值给斜距校正后侧扫声纳图像上的像素点Pp(xp,yp)
[0035] 步骤三:顺序读取与侧扫声纳图像文件对应的航迹线文件,提取拖鱼的航迹点坐标序列、接收时间序列和事件编号序列,利用侧扫声纳拖鱼航迹处理方法,拟合出拖鱼实际的航行轨迹,并计算拖鱼在接收每条扫描线数据时所处的地理坐标;
[0036] 步骤四:在步骤二和步骤三的基础上,利用侧扫声纳图像地理编码技术,解算各扫描线端点的地理坐标,将解算出的各扫描线端点地理坐标存储至扫描线端点坐标临时文
件,同时计算该侧扫声纳图像文件所覆盖空间的最小外接矩形,记录该侧扫声纳图像文件
所覆盖的空间四至范围;
[0037] 记扫描线L1~Ln的端点地理坐标分别为Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)、Pe2(xe2,ye2)、……Psn(xsn,ysn)、Pen(xen,yen),设xmin=min{xs1,xe1,xs2,xe2……xsn,xen},xmax=max{xs1,xe1,xs2,xe2……xsn,xen},ymin=min{ys1,ye1,ys2,ye2……ysn,yen},ymax=max{ys1,ye1,ys2,ye2……ysn,yen},则侧扫声纳图像文件所覆盖空间的最小外接矩形的四个角点坐标分别为Ptl(xmin,ymax)、Ptr(xmax,ymax)、Pbl(xmin,ymin)、Pbr(xmax,ymin);
[0038] 步骤五:根据步骤四中计算出的侧扫声纳图像文件所覆盖的空间四至范围和需要的重采样分辨率创建侧扫声纳图像文件的重采样图像,并将重采样图像中的各像素值初始
化为零;
[0039] 步骤六:顺序读取由步骤二所创建的斜距校正文件中对应的扫描线数据,取相邻两条扫描线数据,同时在步骤四中所创建的扫描线端点坐标临时文件中顺序读取与该两条
扫描线相对应的扫描线端点坐标,构建包含该两条扫描线的最小外接矩形,然后依据该矩
形左上角点和右下角点的地理坐标和需要的重采样分辨率计算该最小外接矩形在重采样
图像中对应的像素坐标,藉此获得当前待进行重采样操作的图像区块;具体计算方式为:
[0040] 设所取相邻的扫描线为L1,L2,记其所在斜距校正文件中的行号分别为Row1,Row2,其对应的扫描线端点地理坐标为Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)和Pe2(xe2,ye2),设slxmin=min{xs1,xe1,xs2,xe2},slxmax=max{xs1,xe1,xs2,xe2},slymin=min{ys1,ye1,ys2,ye2},slymax=max{ys1,ye1,ys2,ye2},则包含L1、L2扫描线的最小外接矩形四个角点的地理坐标分别为slPtl(slxmin,slymax)、slPtr(slxmax,slymax)、slPbl(slxmin,slymin)、slPbr(slxmax,slymin),该外接矩形在重采样图像中所对应的高度Height、宽度Width及其左上角点的像
素坐标Prs(xstart,ystart)由公式2计算获得;
[0041] 公式2;
[0042] 包含L1、L2扫描线的最小外接矩形在重采样图像中所对应的高度Height、宽度Width及其左上角点的像素坐标Prs(xstart,ystart)获知后,该包含L1、L2扫描线的最小外接矩形即为当前待进行重采样操作的图像区块;
[0043] 步骤七:对步骤六中获得图像区块的每一像素进行共轭点解算,并根据双线性插值法确定共轭点的像素值,具体计算方式为:
[0044] 以Ps1(xs1,ys1)、Pe1(xe1,ye1)、Ps2(xs2,ys2)和Pe2(xe2,ye2)为角点,构建凸四边形Ps1Pe1Pe2Ps2,对图像区块中的像素逐一进行共轭点解算的具体步骤如下:当图像区块中的任意一像素点,记其在图像区块中的像素坐标为Pd(xd,yd),首先利用公式3将Pd点像素坐标转为对应的地理坐标Pdg(xdg,ydg),利用矢量差积法判断该像素点与凸四边形的空间位置关系,如Pdg(xdg,ydg)不在凸四边形内或在四条边线上,则继续处理下一像素,否则计算求出该像素点Pdg与扫描线段L1、L2的最短距离,设Pdg与L1的最短距离为D1,计算获得D1所在直线与L1的交点为Pcg1(xcg1,ycg1),设Pdg与L2的最短距离为D2,计算获得D2所在直线与L2的交点为Pcg2(xcg2,ycg2),利用 公式4计算得出像素点Pd在斜距校正文件中共轭点的四邻域像素坐标Pnc1(xnc1,Row1)、Pnc2(xnc2,Row1)、Pnc3(xnc3,Row2)和Pnc4(xnc4,Row2),最后根据共轭点的四邻域像素坐标处像素点的像素值,利用双线性插值方法来确定像素点Pd的像素
值,双线性差值过程中y方向上的权重由D1、D2确定。
[0045] 公式3
[0046] 公式4;
[0047] 步骤八:返回步骤六,直至扫描线端点坐标临时文件中所有的记录处理完毕。
[0048] 以下以杭州湾某海域的侧扫声纳数据为例,对上述实施例进行补充说明,侧扫声纳数据的获取时间为2008年4月,存储格式为XTF Rev.18,文件名为200804P1.xtf,本实
施例中面向侧扫声纳图像的重采样方法,包括如下步骤:
[0049] 步骤一:解析侧扫声纳图像文件的文件头信息,读取侧扫声纳数据的基本参数信息,获得侧扫声纳的斜距量程R为100m、通道像宽ppc为1024像素;
[0050] 步骤二:顺序读取侧扫声纳图像文件中的扫描线数据,扫描线数据也称Ping数据,解析每条扫描线所对应的扫描序号、接收时间以及每条扫描线被接收时拖鱼距离海
底的高度towfishHeight,然后利用利用斜距校正模型及公式1对获取的扫描线数据进
行斜距校正处理,并将矫正结果写入临时文件Cor 200804P1.dat中,该临时文件Cor
200804P1.dat为斜距校正文件;
[0051] 步骤三:读取与侧扫声纳数据对应的航迹线文件CS200804P1.txt,解析出拖鱼的航迹点坐标序列、接收时间序列和事件编号序列,利用公开为CN101592731A(专利号为
ZL200910100493.5)的中国专利《一种基于航迹线文件的侧扫声纳拖鱼航迹处理方法》中描述的侧扫声纳拖鱼航迹处理方法,对拖鱼的航迹进行平滑和插值,拟合出拖鱼实际的航行
轨迹,并计算出拖鱼在接收每条扫描线信号时所处的地理坐标;
[0052] 步骤四:在步骤二和步骤三的基础上,利用公布在《海洋测绘》第22卷第4期中由邓清、巩丹超、罗睿发表的《侧扫声钠图像地理编码技术研究》中的侧扫声纳图像地理编码技术,解算各扫描线端点的地理坐标,计算出该侧扫声纳数据所覆盖空间的最小外接矩形;在本实施例中,侧扫声纳数据所覆盖的空间范围四至为Ptl(510463.90, 3117182.61)、Ptr(510820.70,3117182.61)、Pbl(510463.90,3116289.01)、Pbr(510820.70,3116289.01);
[0053] 步骤五:设重采样后的图像文件名为G200804P1.tif,其分辨率resResolution为0.4m,则可计算出重采样后的图像宽和高分别为892像素和2234像素,利用开源的栅格空
间数据转换库GDAL创建G200804P1.tif,并将其像素全部初始化为零;
[0054] 步骤六:顺序读取斜距校正文件Cor 200804P1.dat中存储的相邻两条扫描线数据,将斜距校正文件首次读取的两条扫描线数据设为第一条扫描线和第二条扫描线,
分别命名为L1、L2,L1和L2对应的端点地理坐标分别为Ps1(510639.15,3117180.11)、
Pe1(510812.59,3117121.99)、Ps2(510637.65,3117179.05)和Pe2(510811.75,3117121.16),计算求出包含这两条扫描线最小外接矩形四个角点的地理坐标分别slPtl(510637.65,
3117180.11)、slPtr(510812.59,3117180.11)、slPbl(510637.65,3117121.16)、
slPbr(510812.59,3117121.16),利用公式2可求出待重采样的图像区块,此处记该图像区块为R,该图像区块的左上角点的像素坐标为Prs(434,6),重采样范围的宽度为438,高度为148;
[0055] 步骤七:以Ps1、Pe1、Ps2、Pe2为角点,构建凸四边形图像区块R,对图像区块R中的像素逐一进行共轭点解算,具体步骤如下:任选图像区块中的一个像素点,记其在图像中的像素坐标为Pd(xd,yd),如Pd点不在凸四边形内,则继续处理下一像素;当像素点Pd点在凸四边形的范围内时,在本实施例中令xd的值为581,yd的值为56,即像素点Pd所对应的图像坐标为(581,56),利用公式3求出Pd点对应的地理坐标为Pdg(510696.5,3117160.21),利用矢量差积法判断出点像素点Pdg处在凸四边形图像区块R内部,设Pdg与线段L1的最短
距离为D1,计算获得D1所在直线与L1的交点为Pcg1,与线段L2的最短距离为D2,计算获得
D2所在直线与L2的交点为Pcg2,经计算有D1=0.65,Pcg1(510696.71,3117160.82),D2=
0.69,Pcg2(510696.28,3117159.55),利用公式4计算出像素点Pd在斜距矫正文件中所对应共轭点的四邻域点坐标分别为Pnc1(589,1)、Pnc2(590,1)、Pnc3(600,2)和Pnc4(601,2),最后根据共轭点的四邻域像素坐标处像素点的像素值,利用双线性插值方法来确定像素点Pd的像
素值为198;
[0056] 步骤八:当图像区块R中的像素全部处理完毕后,以第二条和第三条扫描线为对象,继续返回步骤六进行处理,直至全部扫描线处理完毕。
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