側掃聲納﹙Sidescan Sonar﹚是目前用來探堪海底地貌最常用的儀器之一，其主要的功能除了測繪海底地形外，更廣泛的用來做為水下搜尋及搜救。其量測資料的解讀上，主要由本身所配備的商用軟體SonarPro進行影像測繪及數位資料的記錄。不過由於其配備的商用軟體SonrPro只是單純的讀出資料並繪出小區段的影像圖形，並不具備將所有影像呈現於同一張圖形的功能，因此為了一窺量測區域的全貌則需購置另一套商用軟體Sonar WizMap來進行事後資料分析及圖形嵌合。也由於商用軟體取得價格昂貴動輒花費百萬，且由於其分析技術為商業機密而未能對外公開，因此在使用商業軟體分析的同時除了無法了解其圖形繪製的原理外，亦只能完全接受其拼圖的結果。因此本研究將自主研發出能分析側掃聲納影像的分析程式。
側掃聲納在量測的同時亦會記錄船的航行座標、側掃聲納座標、Heading、Pitch、Roll...等相關參數，本研究先從經緯座標經由二度分帶轉換成台灣地區的大地座標，並依側掃聲納側向收集影像的特性於側掃聲納左右兩側繪出量測影像，將所有量測所得的影像資料嵌合於同一張圖形上，並且依繪出圖形的特徵來進行Heading補償及影像位移偏移補償，以呈現正確完整的海底地形圖，並與既有的商業軟體進行比對並探討其間的差異及優缺點。

Sidescan Sonar has been the most popular probe for sea floor detecting in the underwater engineering. It is not only use to map the topography of the sea floor but also apply to the underwater search and rescue. Sidescan Sonar relies on commercial software, e.g. SonarPro, to record the raw data and draw images of the sea floor. However, SonarPro only presents the data to display segmental images, but it can not illustrate all images of the sea floor in one drawing. Researchers need to use the other software, called WizMap, to mosaic all Sidescan images in one drawing. WizMap is powerful for analyzing Sidescan data, but it is costly and has never been published its technology of Sidescan mosaic images. Thus we can not understand how Wizmap analysis raw data and make a mosaic drawing. Moreover, we could only accept the results it made, even the mosaic drawing is not correct. In this study, we implement a new analysis software package to facilitate reading raw data and drawing mosaic images of Sidescan Sonar.
Sidescan Sonar provides basic function to record all digital raw data including GPS position, heading, roll, pitch, etc. We transfer the ship and Sidescan location from GPS to TM2 coordinate and illustrate the two side images along Sidescan trace in the same drawing. We will review the drawing and check all characteristics of these images and then adjust the heading offset and location offset to fit a better mosaic drawing. Finally, we combine all images into one mosaic drawing and compare two drawings between WizMap mosaic image and our mosaic drawing for confirming all results.

第一章 緒論
1.1 研究緣起與研究背景 ............................................................................ 1
1.2 研究動機與目的 .................................................................................... 1
1.3 文獻回顧 ................................................................................................ 3
1.4 研究方法 ............................................................................................. 4
第二章 儀器系統
2.1 側掃聲納 ................................................................................................ 7
2.2 資料收集 ................................................................................................. 8
2.3 影像讀取程式開發 ................................................................................. 8
2.4 大地座標轉換 ...................................................................................... 10
2.5 資料取樣時間修正 ............................................................................... 11
第三章 影像鑲嵌
3.1 側掃聲納航向角修正 ........................................................................... 14
3.2 側掃聲納位置修正 ............................................................................. 18
3.3 聲納鑲嵌之繪圖模式 ........................................................................... 21
3.4 影像空隙填補 ....................................................................................... 23
3.5 斜距修正 ............................................................................................. 25
3.6 影像強度值平滑化 ................................................................................ 28
3.7 影像強度門檻及灰階值調整 ................................................................ 31
第四章 側掃聲納實測資料影像分析
4.1 台南外海船礁區-Ⅰ .............................................................................. 35
4.2 台南外海船礁區-Ⅱ .............................................................................. 58
4.3 西子灣實驗場 .................................................................................... 63
第五章 結語
5.1 討論 ....................................................................................................... 68
5.2 結論 ....................................................................................................... 70

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