旁侧声纳图像镶嵌

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第677页（1559字）

自从第1台实用的旁侧声纳在20世纪60年代初期投入使用以来，声纳技术日臻完善。

当代旁侧声纳系统应用了微计算机技术，由配有微计算机的主机、声纳换能器(也称“拖鱼”)、数字磁带机和电缆组成。主机为换能器提供讯号源，处理回波信号和显示声纳图像。

数字磁带机记录经过处理的声纳资料，供进一步处理和重新回放用。在回放过程中，可以选择不同的显示参数，获得最佳的图像面貌。

应用微计算技术，可以对声纳图像进行一系列校正。

声纳镶嵌图是海洋地球物理调查的一项重要成果，在海底调查中广泛应用。

通过声纳技术所获得的地质资料既可用于区域性的海洋地质研究，也能直接应用于局部场地的工程调查项目，还可以作为考古评价的重要依据和搜索沉没体残骸的有效手段。对于不同目的、不同范围的工作，选择不同类型的旁侧声纳系统会收到高效率、低成本的良好效果。

进行海底声纳图像镶嵌工作的必要前提是布置合适的测网，保证声纳资料100%覆盖整个预定的调查区。

在海上调查时，声纳的单侧扫描量程必须大于1／2测线间距。譬如，测线间距为400m，声纳的单侧扫描量程选择为250m(或更宽)档，则相邻测线之间存在一个100m宽的资料重叠带。此外，要保证理想地完成海上作业，还有赖于先进、可靠的导航技术辅助。

制作镶嵌图的过程中，首先把每一条测线的记录按照航迹图所标的测线位置和方向顺次序展开排列。考虑到拖鱼至调查船定位天线之间存在着一定的水平距离，所以，把各张声纳图像沿各自的航迹方向向后偏移相应比例的距离，使声纳图像中反映的各种海底特征体基本回归到其实际位置上。拖鱼距离的变化也是图像偏移所要考虑的因素。

解释人员要根据声纳记录中显示的特征把相邻测线图像的相同部分叠置对接，大致确定各张图像的偏移位置。

由于各种原因影响，调查船在海上不可能完全沿着设计测线直线行驶，而每张声纳图像均代表一条测线的情况，它们似乎总是“笔直”的。当实际航迹与设计测线在方向和位移方面误差不大近似一直线时，往往忽略其误差。

而在实际航迹以较大的角度和位移偏离原设计测线，明显呈折线状时，镶嵌时在转折处把图像记录切割开，将转折段的记录以相应的夹角与前面的记录段相连接，消除显着的方向性误差，使周围的海底特征体较好地吻合。

把调查区内所有的声纳图像依序相拼接，可以制成大面积的声纳镶嵌图。

在调查区覆盖面积广大、声纳镶嵌图不易制作的情况下，可以首先在若干个小面积范围内各自进行镶嵌，分别摄影拍照。然后将各分幅的镶嵌图进一步拼接起来，构成一幅完整的镶嵌图。另外，通过选择不同的缩放参数进行摄影复制，可以获得不同比例的镶嵌图，满足各种填图的要求。

声纳镶嵌图代表连续的两维空间图像，以直观的形式展示各种海底地貌形态和地质体特征。

通过解释声纳图像中色阶变化的意义，结合测深和浅地层剖面等其它地球物理资料，可以得出海底特征的三维空间解释。

声纳镶嵌图中存在包括方向上和距离上的累积误差，特别是远距离的标志物之间的方位和距离均不是十分准确。所以，声纳镶嵌图不适宜作为精确的等比例图使用。

声纳镶嵌图目前仍然主要由人工制作。

随着数据存贮能力的增大和处理能力的进一步提高，可以期待将来能够在解释工作站的大型高分辨率显示屏幕中实现自动化图像镶嵌。

(地质矿产部广州海洋地质调查局李廷桓撰)