海底地形地貌测量是一项基础性海洋测绘工作，海底地形地貌反映了海床的起伏变化，在海底板块运动、沉积物迁移变化、环境变化监测、军事布防、航线规划、水下导航定位、水下管线布设、水下目标打捞和海洋油气资源勘探等海洋科学研究、海洋军事和海洋工程中发挥着重要的作用。历经人工到自动、单波束到多波束、单一船基测量到立体测量、声学技术到声学光学相结合等多次变革，海底地形已形成了立体测量体系和信息的高精度、高分辨率、高效获取态势。
图1 波形分类流程图（纪雪）
图2 水-陆波形分类结果（纪雪）
其中，水深测量是海底地形地貌测量的重点。激光雷达技术被称为遥感技术中的一场革命，近年来，随着激光测深技术的不断突破和革新，机载激光测深技术（ALB）得到了不断的发展、推广和应用，尤其是在海岛海岸带区域。作为海洋测量的新兴技术，ALB具有作业灵活、采样密度高、效率高、精度高、成本低、安全等优势，可以同时获取高精度和高空间分辨率的海陆地形信息和属性强度信息。它的出现真正意义上使得海陆无缝测量成为可能，与其他测量技术形成互补，为海岛海岸线监测，海洋测绘等领域的科学研究提供全新的思路，为海洋开发利用、海洋经济发展、海洋环境监测与保护等领域重大决策的制定提供数据支撑和保证。吉林大学地球科学学院纪雪老师，在国家自然科学基金的资助下，开展机载LiDAR测深数据处理关键技术研究，包括全波形信号分类及测深条带配准，可以在不依赖辅助信息的前提下实现干扰信号的剔除以及水-陆波形分类；解决无控局限及异常数据干扰实现ALB条带精确配准。
图3 配准模型工作流程图（纪雪）
上述研究成果发表在SCI期刊《IEEE TGRS》和《Applied Optics》上。
Ji X (纪雪), Yang B* (杨必胜), Tang Q (唐秋华), et al. A Coarse-to-Fine Strip Mosaicing Model for Airborne Bathymetric LiDAR Data[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2021, 59(10): 8129-8142.论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9332244
Ji X (纪雪), Tang Q* (唐秋华), Xu W (徐文学), et al. Island features Classification for single-wavelength airborne LiDAR bathymetry based on full-waveform parameters[J]. Applied Optics, 2021, 60(11): 3055-3061. 论文链接：https://www.osapublishing.org/ao/fulltext.cfm?uri=ao-60-11-3055&id=449875
另外，海底底质的探测和分类作为海洋资源开发利用、海洋沉积、海洋工程、海洋环境科学、海道测量及海洋渔业等工作的基础保障信息一直都是海洋研究中的经典课题，海底作为一个重要的地质界面具有重要的地质意义，其浅表层覆盖的底质对气候的演变和沉积过程、海底矿物质、天然气水合物勘探等具有重要意义，因而得到了国内外专家学者的高度重视。吉林大学地球科学学院纪雪老师，在国家自然科学基金的资助下对多波束声强数据衰减模型进行系统研究，构建了较为完善的声能补偿改正模型，并对不同特征参数进行分析，对开展同类工程具有重要指导意义，基于上述研究结合机器学习构建多种海底底质分类模型，解决混杂严重难以区分的海底底质精确识别难题。
图4 反向散射声强处理模型（纪雪）
图5 声强数据补偿改正前后对比（纪雪）
上述研究成果发表在SCI期刊《Applied Acoustics》和《IEEE JOE》上。
Ji X (纪雪), Yang B (杨必胜), Tang Q* (唐秋华). Seabed sediment classification using multibeam backscatter data based on the selecting optimal random forest model[J]. Applied Acoustics, 2020, 167:107387. 论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003682X20304916?via%3Dihub
Ji X (纪雪), Yang B (杨必胜), Tang Q* (唐秋华). Acoustic Seabed Classification Based on Multibeam Echosounder Backscatter Data Using the PSO-BP-AdaBoost Algorithm: A Case Study From Jiaozhou Bay, China[J]. IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2021, 46(2): 509-519. 论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9112613
