Physics-informed waveform decomposition with scene adaptation for airborne laser bathymetry
Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Airborne LiDAR bathymetry (ALB) is essential for coastal mapping. However, severe signal degradation in complex optical environments often causes unstable depth retrieval. To address this, we propose a physics-informed waveform decomposition (PI-DC) framework. PI-DC integrates a differentiable, radiative-transfer-guided forward model directly into the backpropagation process, thereby addressing the limitations of unconstrained neural networks. The framework features a scene-aware neural initialization (SANI) module that enforces physical consistency by employing temporal decoupling to resolve overlapping ultra-shallow echoes and dynamic signal gating to suppress spurious seabed detections in deep waters. These predictions establish reliable physical boundaries for a scene-adaptive box-constrained refinement (SABR) module, ensuring robust parameter convergence via a Levenberg–Marquardt (LM) optimizer. Evaluations on simulated and real UAV-borne datasets demonstrate that PI-DC consistently outperforms traditional model-based and purely data-driven approaches. Specifically, it reduces the overall depth RMSE to 0.045 m in simulations while yielding more stable and physically plausible results on real-world UAV-borne measurements.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Physics-informed waveform decomposition with scene adaptation for airborne laser bathymetry
- Date Crossref
- 23/06/2026
- Éditeur
- Optica Publishing Group
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Tianjin University of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tianjin Economic-Technological Development Area pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Shenzhen University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Ltd Tianjin Jianjun Technology Co. pays non établi dans la noticeEntreprise
Tianjin University of Technology, Tianjin Economic-Technological Development Area et Shenzhen University, avec 1 autre affiliation.
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