海洋冷泉蕴含丰富的矿产资源,潜在的能源因素和环境效益使海底冷泉及相关研究备受关注,而其突出物理特征在于冷泉上方大量气泡形成的气泡羽流,该现象给海洋冷泉的探测提供了新的思路。研究羽流敏感区识别、羽流目标提取和羽流渗漏源点定位对冷泉资源定量估计和我国的海洋资源勘探具有重要意义。多波束声呐具有探测范围广、效率高等特点,其水柱成像是研究海洋自由气体释放及其向上运移的有效手段,能够将羽流气泡以反向散射强度的形式记录在水柱影像中。为此,本文基于多波束水柱数据对羽状流的识别和定位展开了研究。主要内容如下:（1）分析和总结了多波束声呐的系统组成和成像原理,针对多波束水柱影像的构建进行了详细研究,给出了一套多波束水柱数据处理方法。主要包括:原始数据解码、声线跟踪、位置归算、影像生成、数据内插、灰度变换、伪彩色增强。通过以上处理得到了较为完整的水柱影像。（2）针对水柱影像数据量庞大、羽流目标水柱影像检测效率低的现象,为提高检测的效率和可靠性,研究了一种综合性的检测方法。通过确定羽流渗漏区域海底沉积物的声学参数与地质属性的关系,对海底底质进行自动分类,进而实现羽流敏感区的二维平面识别。再结合单梁航向剖面图的方法实现了羽流目标Ping水柱影像的确定。（3）针对旁瓣效应和仪器自噪声降低水柱影像成像质量的现象,通过分析水柱影像中羽流目标和背景噪声的特征,建立了气泡羽状流统计特性与相应的多波束水柱影像反向散射强度之间关系机理,利用阈值分割、k均值聚类、模糊c均值聚类、基于核函数的模糊c均值聚类和形态学约束的方法进行羽流目标与背景噪声的分离。借助多波束声呐“走航式”观测的三维目标探测功能,构建羽状流三维滤波器,进而实现羽流目标的三维提取。（4）针对受海洋环境噪声及流场影响,水柱数据中羽流信息存在残缺的现象,在羽流提取的基础上,构建气泡上升路径模板,研究基于改进的ICP算法的路径匹配方法,对渗滤区不完整的羽状流路径模板进行恢复,从而实现羽状流的海底渗漏源精密定位。