【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋勘探技术和人工智能技术，具体而言，涉及海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法。
技术介绍
1、声强反向数据是一种常用于海洋疏浚工程地质分类的技术手段，已经有二十年左右的研究历史；目前，国内外大多数研究都集中在声强数据的改正算法和数据对地质的判别率的研究上，但是几乎没有单位将它结合到疏浚工程施工当中去；通过声强反向数据采集和处理，可以获得一定深度范围内的声学反射信息，并根据声强反向数据分析出水下沉积物的类型、厚度、形态等参数，为工程设计和实施提供了有力支撑；目前，声强反向数据的改正算法已经比较完善，例如采用caris软件对声强反向数据进行处理的步骤、脚印改正方法等；同时，利用人工智能算法对声强反向数据进行自我学习分析，可以提高自动化分类效率和地质分类精度，然而，得到的结果仍然不太精确；因此，在声强反向数据的研究中，如何通过对声强反向数据的分析提高对海底地质类型的分析；将分析的结果应用于疏浚工程领域的过程中，以提高疏浚工程施工的安全和效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，以及在原有技术基础上大大提高其技术效果；为此，本专利技术提供了海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，该方法包括：
2、（一）通过多波束回声测深仪向目标海底区域发射声波，并采集声强反向数据，所述声强反向数据指从海底反射回来的声波的强度信息；
3、（二）将采集到的声强反向数据输入caris软件中，通过caris软件的分析获取海底
4、（三）根据初步获得的海底地质类型对目标海底区域进行分区，将目标海底区域分成多个区域；所述对目标海底区域进行分区要求每个划分的区域至少包括两种海底地质类型；
5、（四）通过查阅相关资料获取历史上采集的所有声强反向数据和其对应的真实海底地质类型，通过对声强反向数据的去噪处理获取干净的声强反向数据信息；通过主成分分析法获取干净的声强反向数据信息中影响海底地质分类的主要因素；将获取的影响海底地质分类的主要因素组成x，声强反向数据信息对应的真实海底地质类型作为y组成集合{（x,y）}，其中x为一个向量，y为分类标识；将集合{（x,y）}中的数据输入多个监督分类聚类算法进行训练，获取训练好的多个监督分类聚类算法；所述通过主成分分析法获取干净的声强反向数据信息中影响海底地质分类的主要因素包括：主要因素指反射强度、入射角和声波频率，即x是由反射强度、入射角和声波频率组成的向量；
6、（五）提取（一）中采集的目标海底区域的声强反向数据的影响海底地质分类的主要因素组成x＇，将x＇分别输入训练好的多个监督分类聚类算法，获取各个监督分类聚类算法对划分的各个区域的分类结果；
7、（六）通过不同监督分类聚类算法对同一个区域的分类结果，判断对应区域的海底地质的最终分类；所述判断对应区域的海底地质的最终分类包括：a）将（三）中每个区域中每个分类所在的位置信息看做一个集合空间；b）求取所有不同监督分类聚类算法在同一个集合空间中对应的海底地质分类交集；根据交集所在的位置信息，确定对应位置信息的海底地质分类；c）对于不属于所有不同监督分类聚类算法在同一个集合空间中交集的部分，则根据不同监督分类聚类算法在同一位置信息确定的海底地质类型所占的比例，确定对应位置信息的海底地质分类；d）根据每个区域中的所有集合空间的海底地质分类，确定对应区域的海底地质的最终分类；
8、（七）根据确定的所有区域的海底地质最终分类，确定整个目标海底区域的海底地质类型；通过得到的海底地形分布和整个目标海底区域的海底地质类型确定目标海底区域的三维模型，以辅助海洋疏浚工程的施工。
9、进一步地，所述通过多波束回声测深仪向目标海底区域发射声波包括：根据所要施工的海底区域范围，确定目标海底区域，根据目标海底区域的范围，调整多波束回声测深仪参数向目标海底区域发射声波，并获得声波反射回来的声强反向数据信息。
10、进一步地，所述caris软件包括：caris软件是一种专门用于海洋和海洋地图制作的地理信息系统（gis）软件；它提供了一套工具，用于处理、分析和发布海洋地理空间数据；通过caris软件的分析可以获得海洋目标海底区域的海底深度、海底地形分布和海底地质类型信息。
11、进一步地，所述根据初步获得的海底地质类型对目标海底区域进行分区包括：对初步获得的海底地质类型的边界进行位置信息标记，根据对海底地质类型边界的位置信息标记和每个划分的区域至少包括两种海底地质类型的原则将目标海底区域分成多个区域。
12、进一步地，所述通过对声强反向数据的去噪处理获取干净的声强反向数据信息包括：采用包括但不限于传播损失改正和孔洞填充法对采集到的声强反向数据进行去噪处理，获取干净的声强反向数据信息。
13、进一步地，所述通过主成分分析法获取干净的声强反向数据信息中影响海底地质分类的主要因素包括：主成分分析是一种统计方法，可以用来减少声强反向数据信息中影响海底地质分类的维度，同时保留声强反向数据信息中影响海底地质分类的主要因素；因此，通过主成分分析法对获取的干净的声强反向数据信息进行处理，可以得到声强反向数据中影响海底地质分类的主要因素。
14、进一步地，所述多个监督分类聚类算法包括：包括但不限于逻辑回归、支持向量机、决策树、随机森林、梯度提升决策树、k最近邻和朴素贝叶斯算法；通过选用的多个监督分类聚类算法对集合{（x,y）}中的数据进行训练，获取训练好的多个监督分类聚类算法。
15、进一步地，所述求取所有不同监督分类聚类算法在同一个集合空间中对应的海底地质分类交集包括：若求取的所有不同监督分类聚类算法在某个集合空间中对应的海底地质分类无交集，则根据不同监督分类聚类算法在对应集合空间中每个位置信息确定的海底地质类型所占比例，确定对应位置信息的海底地质分类；所述根据不同监督分类聚类算法在对应集合空间中每个位置信息确定的海底地质类型所占比例包括：首先，统计所有监督分类聚类算法对相同位置信息确定的海底地质类型，将监督分类聚类算法的总数看成总的分类次数；其次，统计该位置每种海底地质类型所占的分类次数，规定一种监督分类聚类算法对该位置的海底地质类型进行分类，叫做分类次数为一次；最后，计算该位置每种海底地质类型所占的分类次数与总的分类次数的比例，判断海底地质类型中最高的那个比例是否不小于阈值k；若不小于阈值k则规定所占比例最高的那个海底地质类型作为该位置的海底地质类型；若小于阈值k则规定该位置的地质类型不能判定，规定该位置为阴影区域；所述阈值k由所选的各种监督分类聚类算法共同决定的。
16、进一步地，所述根据确定的所有区域的海底地质最终分类，确定整个目标海底区域的海底地质类型包括：所述整个目标海底区域的海底地质类型包括但不限于礁石、海底沙面、珊瑚礁和阴影；通过得到的海底地形分布和整个目标海底区域的海底地质类型确定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述通过多波束回声测深仪向目标海底区域发射声波包括：根据所要施工的海底区域范围，确定目标海底区域，根据目标海底区域的范围，调整多波束回声测深仪参数向目标海底区域发射声波，并获得声波反射回来的声强反向数据信息。
3.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述Caris软件包括：Caris软件是一种专门用于海洋和海洋地图制作的地理信息系统（GIS）软件；它提供了一套工具，用于处理、分析和发布海洋地理空间数据；通过Caris软件的分析可以获得海洋目标海底区域的海底深度、海底地形分布和海底地质类型信息。
4.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述根据初步获得的海底地质类型对目标海底区域进行分区包括：对初步获得的海底地质类型的边界进行位置信息标记，根据对海底地质类型边界的位置信息标记和每个划分的区域至少包括
5.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述通过对声强反向数据的去噪处理获取干净的声强反向数据信息包括：采用包括但不限于传播损失改正和孔洞填充法对采集到的声强反向数据进行去噪处理，获取干净的声强反向数据信息。
6.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述通过主成分分析法获取干净的声强反向数据信息中影响海底地质分类的主要因素包括：主成分分析是一种统计方法，可以用来减少声强反向数据信息中影响海底地质分类的维度，同时保留声强反向数据信息中影响海底地质分类的主要因素；因此，通过主成分分析法对获取的干净的声强反向数据信息进行处理，可以得到声强反向数据中影响海底地质分类的主要因素。
7.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述多个监督分类聚类算法包括：包括但不限于逻辑回归、支持向量机、决策树、随机森林、梯度提升决策树、K最近邻和朴素贝叶斯算法；通过选用的多个监督分类聚类算法对集合{（X,Y）}中的数据进行训练，获取训练好的多个监督分类聚类算法。
8.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述求取所有不同监督分类聚类算法在同一个集合空间中对应的海底地质分类交集包括：若求取的所有不同监督分类聚类算法在某个集合空间中对应的海底地质分类无交集，则根据不同监督分类聚类算法在对应集合空间中每个位置信息确定的海底地质类型所占比例，确定对应位置信息的海底地质分类；所述根据不同监督分类聚类算法在对应集合空间中每个位置信息确定的海底地质类型所占比例包括：首先，统计所有监督分类聚类算法对相同位置信息确定的海底地质类型，将监督分类聚类算法的总数看成总的分类次数；其次，统计该位置每种海底地质类型所占的分类次数，规定一种监督分类聚类算法对该位置的海底地质类型进行分类，叫做分类次数为一次；最后，计算该位置每种海底地质类型所占的分类次数与总的分类次数的比例，判断海底地质类型中最高的那个比例是否不小于阈值K；若不小于阈值K则规定所占比例最高的那个海底地质类型作为该位置的海底地质类型；若小于阈值K则规定该位置的地质类型不能判定，规定该位置为阴影区域；所述阈值K由所选的各种监督分类聚类算法共同决定的。
9.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述根据确定的所有区域的海底地质最终分类，确定整个目标海底区域的海底地质类型包括：所述整个目标海底区域的海底地质类型包括但不限于礁石、海底沙面、珊瑚礁和阴影；通过得到的海底地形分布和整个目标海底区域的海底地质类型确定目标海底区域的三维模型，在三维模型上标注各区域对应的海底地质类型，并标注硬地质区域和软地质区域，以便海洋疏浚工程的施工。
...【技术特征摘要】
1.海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述通过多波束回声测深仪向目标海底区域发射声波包括：根据所要施工的海底区域范围，确定目标海底区域，根据目标海底区域的范围，调整多波束回声测深仪参数向目标海底区域发射声波，并获得声波反射回来的声强反向数据信息。
3.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述caris软件包括：caris软件是一种专门用于海洋和海洋地图制作的地理信息系统（gis）软件；它提供了一套工具，用于处理、分析和发布海洋地理空间数据；通过caris软件的分析可以获得海洋目标海底区域的海底深度、海底地形分布和海底地质类型信息。
4.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述根据初步获得的海底地质类型对目标海底区域进行分区包括：对初步获得的海底地质类型的边界进行位置信息标记，根据对海底地质类型边界的位置信息标记和每个划分的区域至少包括两种海底地质类型的原则将目标海底区域分成多个区域。
5.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述通过对声强反向数据的去噪处理获取干净的声强反向数据信息包括：采用包括但不限于传播损失改正和孔洞填充法对采集到的声强反向数据进行去噪处理，获取干净的声强反向数据信息。
6.根据权利要求1所述的海底表层地质勘测分类工程中声强反向数据处理方法，其特征在于，所述通过主成分分析法获取干净的声强反向数据信息中影响海底地质分类的主要因素包括：主成分分析是一种统计方法，可以用来减少声强反向数据信息中影响海底地质分类的维度，同时保留声强反向数据信息中影响海底地质分类的主要因素；因此，通过主成分分析法对获取的干净的声强反向数据信息进行处理，可以得到声强反向数据中影响海底地质分类的主要因素。
...【专利技术属性】
技术研发人员：李振兴，谢璇，叶桂河，史书强，王瑞，陈金桥，周颖，
申请(专利权)人：中交华南勘察测绘科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。