[發(fā)明專利]基于移動(dòng)子窗與可變算子的多波束測深數(shù)據(jù)自動(dòng)處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410033248.8
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103745123A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳自銀;李家彪
• 申請（專利權(quán)）人: 國家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

1.一種基于移動(dòng)子窗與可變算子的多波束測深數(shù)據(jù)自動(dòng)處理方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟1：多波束測深數(shù)據(jù)加載，

按采集順序加載一個(gè)多波束測深數(shù)據(jù)文件，按照以測深數(shù)據(jù)的Ping編號為橫坐標(biāo)、以Beam編號為縱坐標(biāo)建立測深數(shù)據(jù)二維矩陣M為最大Ping號，N為最大Beam號，i、j、M和N均為自然數(shù)；

Ping為多波束測深一次發(fā)射的順序編號，Beam為一次發(fā)射Ping中所對應(yīng)的測深點(diǎn)的順序編號；

每個(gè)測深點(diǎn)dep_i,j包括Ping號、Beam號、經(jīng)度值Lon、緯度值Lat、水深值d_i,j、處理后的水深值D_i,j、橫搖值Roll、縱搖值Pitch、艏搖值Yaw、船艏起伏值Heave、表層聲速值svp和識別標(biāo)志Mark信息；

步驟2：多波束測深數(shù)據(jù)的分類展示，

2.1）以下述模式之一建立二維坐標(biāo)系：

a)以Ping為x軸（橫軸）、Beam為y軸（縱軸）；

b)以Ping為x軸、以水深值為y軸；

c)以Beam為x軸，以水深為y軸；

2.2）以Ping為x軸、Beam為y軸、水深為z軸建立三維坐標(biāo)系；

2.3)根據(jù)dep_i,j中識別標(biāo)志Mark值展示水深點(diǎn)：

a)當(dāng)Mark>0時(shí)，為刪除的水深點(diǎn)，不需要展示該點(diǎn)；

b)當(dāng)Mark=0時(shí)，是未處理的或處理后確認(rèn)為好的水深點(diǎn)，以實(shí)心圓來表示，其顏色值按照水深值自淺至深用漸變的顏色來表達(dá)；

c)當(dāng)Mark<0時(shí)，是處理后被修正的水深點(diǎn)，采用空心圓來表示，其顏色值按照水深值自淺至深用漸變的顏色來表達(dá)；

2.4)將Ping值相同的測深點(diǎn)dep_i,j，按照Beam值的大小順序用線連接，形成多波束測深剖面；

2.5）采用條帶中的地形總體變化原則來判斷測深數(shù)據(jù)MBES是否存在誤差，如無誤差則結(jié)束處理；如有誤差數(shù)據(jù)，可手動(dòng)處理，或者轉(zhuǎn)入步驟3進(jìn)行自動(dòng)處理；

步驟3：多波束自動(dòng)處理的參數(shù)設(shè)置，

3.1)設(shè)置處理子窗口其中，

k1=i-0.5m,k2=i+0.5m，當(dāng)k1<0時(shí)k1=0，當(dāng)k2>M時(shí)k2=M；

l1=j-0.5n，l2=j+0.5n，當(dāng)l1<0時(shí)l1=0，當(dāng)l2>N時(shí)l2=N；

m和n分別為win的長和寬，可根據(jù)M和N值自動(dòng)設(shè)置為m＝n＝N/10，或由外部直接輸入；

k、k1、k2、l、l1、l2、m和n均為自然數(shù)；

3.2)設(shè)置自動(dòng)處理算子（ProcMethod）為下述情形之一：

a)距離反比算子（DRW）:

公式1：Di,j=(Σk=k1k2Σl=l1l2wk,l×dk,l)÷(Σk=k1k2Σl=l1l2wk,l);]]>

公式2：w_k,l＝1÷((k-i)²+(l-j)²)；

d_k,l為測深點(diǎn)dep_k,l所對應(yīng)的水深值，D_i,j為處理后的水深值；

b)均值算子:

公式3：Di,j=1m×nΣk=k1k2Σl=l1l2dk,l;]]>

c)克里格算子：

公式4：其中，為權(quán)值系數(shù)，采用克里格方法(Kriging)計(jì)算；

d)其他算子：由用戶自由構(gòu)建權(quán)值系數(shù)采用公式4來建立算子；

3.3）設(shè)置數(shù)據(jù)處理方式（ProcType）：刪除時(shí)ProcType=0，修正時(shí)ProcType=1；

步驟4：多波束測深數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，

4.1）按照Beam和Ping的大小順序，并按照先Beam、后Ping的方式在二維矩陣中移動(dòng)子窗口win，并采用步驟3.2)中選擇的算子ProcMethod，計(jì)算D_i,j；

4.2)按下述公式評估D_i,j和d_i,j：

公式5：per＝100×|d_i,j-D_i,j|÷D_i,j;

a)如果per≤err，則dep_i,j為好數(shù)據(jù)點(diǎn)，該點(diǎn)可予以保留且不做任何處理，此時(shí)設(shè)置識別標(biāo)志Mark為0；err為測深誤差閾值，缺省值為2%，也可由外部直接輸入;

b)如果per＞err，則dep_i,j為壞數(shù)據(jù)點(diǎn)；如果ProcType=0，則刪除該數(shù)據(jù)點(diǎn)，且設(shè)置識別標(biāo)志Mark為1；如果ProcType=1，則用D_i,j替代d_i,j，且設(shè)置識別標(biāo)志Mark為-1；

4.3)移動(dòng)子窗口win，依次處理完MBES后，轉(zhuǎn)入所述的步驟2，重新展示處理后的多波束測深數(shù)據(jù)。