(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210732260.2 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 自然资源部第二海 洋研究所 地址 310012 浙江省杭州市西湖区保俶北 路36号 (72)发明人 汪九尧　吴自银　赵荻能　周洁琼　 朱超　王明伟　李家彪　李春峰　 任建业　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 林松海 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G01C 13/00(2006.01) (54)发明名称 基于小波和滤波器的复合海底地理实体逐 级分解方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于小波和滤波器的复 合海底地理实体逐级分解方法， 包括数据预处 理、 复合海底地理实体分离和特征提取三大步 骤。 首先， 原始多波束水深数据通过预处理工作， 完成地形地貌建模， 构建得到 水深模型； 其次， 将 处理得到的水深模型， 采用离散小波变换进行复 合地形的逐级分解， 确定分解级数， 重构分离结 果， 从而分离 出不同等级的海底地理实体； 最后， 通过海底地理实体界限确定和形态特征参数提 取， 构建海底地理实体的要素信息表。 该方法将 小波变换应用于海底地理实体的分解， 有效解决 了复杂海底地理实体难以界定、 量化分析等难 题。 本发明可在海底地理实体划定、 海洋测绘学、 海洋工程建 设等领域具有重要的实际应用价 值。 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 CN 114820951 A 2022.07.29 CN 114820951 A 1.一种基于小波和滤波器的复合海底地理实体逐级分解方法， 其特征在于， 包括数据 预处理、 复合海底 地理实体分离和特征提取三大步骤： 首先， 数据预 处理包括多波束 水深数 据预处理和地形地貌 建模， 构建得到水深模型； 其次， 复合海底地理实体分离包括采用离散 小波变换进行复合地形 的逐级分解、 分解级数确定和分离结果重构， 从而分离出不同等级 的海底地理实体； 最后， 特征提取包括海底地理实体范围确定、 形态特征参数提取和要素信 息表构建。 2.如权利要求1所述的基于小波和滤波器的复合海底地理实体逐级分解方法， 其特征 在于， 所述的多波束水深数据预处理： 对原始多波束水深数据进行CUBE滤波、 声速 改正、 异 常值剔除处理， 得到处理后的多波束水深数据集 ， 其中xm和 ym分别为全部多波束测深点的平面位置坐标值， 为该多波束测深点的深度值， 为测 深点数， 和 均为自然数。 3.如权利要求2所述的基于小波和滤波器的复合海底地理实体逐级分解方法， 其特征 在于， 所述的地形地貌建模： 基于处 理后的多 波束水深数据集 ， 采用样条函数内插法， 构建得到原始水深模型 ， 其中，Xs,l和Ys,l分别为原始水深模型 的第 行、 第 列的平面位置坐标值， 为原始水深模型 中 该位置的深度值， 和 分别为该原始水深模型的总行数和总列数， 、 、 和 均为自然 数。 4.如权利要求1或者3所述的基于小波和滤波器的复合海底地理实体逐级分解方法， 其 特征在于， 所述的采用离散小波变换进行复合地形的逐级分解： 基于原始水深模型 进行离散小波变换， 通过Mallat算法与滤波器结合， 实现小波多尺度分析， 将复合地形分解为低频的地形近似分量和高频的地形细节分量， 每经过一次分解， 近似分 量被分解为低一级的地形近似分量和地形细节分量， 数据总量保持不变； 分解算法表述为 公式： 其中， 为离散采样数据个 数， 和 分别为分解过程采用的低通和高通滤波器系数， 和 分别为第 级小波 分解得到的地形近似分量和地形细节分量。 5.如权利要求4所述的基于小波和滤波器的复合海底地理实体逐级分解方法， 其特征 在于， 所述的分解级数确定和分离结果重构： 基于分解出的地形近似分量 和地形细节权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114820951 A 2分量 ， 依据频率分析信息， 确定分解级数 ， 并对分离结果进行重 构， 重构式如下： ， 其中， 和 分别 为 和 的共轭， 也即重列各滤波器组的系数， 最终得到分离后的水深模型 和 ， 从而分离出不同等级的海底地理实体。 6.如权利要求5所述的基于小波和滤波器的复合海底地理实体逐级分解方法， 其特征 在于， 所述的海底地理实体范围确定： （a）基于分离后的水深模型 ， 按照海底地理实体的水深范围 ， 确定海底地理实体范围 ， 其中， 和 分 别为处于海底地理实体界限上的水深点的平面位置坐标值， 为处于海底地理实体界限上 的水深点总数； 基于海底地理实体范围 对原始水深模型 进行范 围截取并输出， 得到截取后的水深模型 ， 其中，Xs,l和Ys,l分别为截取 后的水深模型 的第 行、 第 列的平面位置坐标值， 为截取后的 水深模型 中该平面位置的深度值， 为截取后的水深模型 的最小水深， 为截取后的水深模型 的最大水 深， 和 分别为截取后的水深模型 的总行数和总列 数， 、 、 和 均 为自然数； （b） 基于分离后的水深模型 ， 求取其坡度模型 ， 其 中 ， 分 别 为 坡 度 模 型 的 第 行 、第 列 的 平 面 位 置 坐 标 值 ， 为 坡 度 模 型 中该平面位置的坡度值； 基于坡度模型 ， 按照海底地权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114820951 A 3