[發明專利]一種基于多波束離散數據的航跡處理及空間化管理方法

有效

• 申請號: 201911036190.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110941688B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 馬永;樊妙;郭燦文;馬丹;孫毅;章任群;邢喆;張峰;趙現仁;王朝陽
• 申請（專利權）人: 國家海洋信息中心
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F16/26
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 張博

1.一種基于多波束離散數據的航跡處理及空間化管理方法，其特征在于：

包括步驟如下：

⑴Python模塊加載：針對離散數據特點，加載python的os、numpy、arcpy模塊，為數據聚合與矢量化提供支持；os模塊用于與操作系統間的交互操作；Numpy用于離散數據讀取、計算和寫入；arcpy模塊用于數據的矢量化工作；

⑵加載數據：加載的數據類型為原始多波束數據輸出的xyz離散地形數據，數據格式為經度、緯度和水深；離散地形數據按照多波束采集時每ping順序導出，數據格式保留原始樣式；為實現數據批量自動化處理，分為加載文件夾和文件兩種形式，os.path.isfile()判定路徑為文件用于處理整個區塊的離散數據、os.path.isdir()判定路徑為文件夾，用于處理多個離散數據；

⑶中央航跡計算：根據多波束型號、每ping的波束數和后期數據處理的原因，可設置為2倍的波束數，計算中央經緯度的中值；

⑷數據矢量化：根據計算出來的近似中央航跡點，進行數據的空間化；

①創建XY事件圖層：arcpy.MakeXYEvent_management()，將中央航跡坐標xy進行顯示，即數據點集；

②點集轉線：arcpy.PointsToLine_management()，將空間點集轉成矢量線文件；

③數據平滑處理：arcpy.SmoothLine_cartography()，對矢量線文件進行平滑處理；

⑸矢量數據信息完善：為新建的屬性字段添加屬性值，屬性值為矢量文件的名稱或處理文件的名稱，或者與調查航次元數據進行關聯處理；

①添加新字段，并命名：arcpy.AddField_management()，為矢量線文件添加新字段，并統一命名為“Name”，類型為“Text”字符，字符長度默認；

②字段賦值：arcpy.CalculateField_management()，為新建字段賦值，其結果為矢量線的文件名；

③矢量數據合并：若以文件夾形式對多個離散數據進行矢量化，后期需要對一系列矢量線進行合并，通過arcpy.Merge_management()將文件夾下的矢量線文件合并為一個矢量線文件；

④航次元數據添加：若有建立調查任務的excel元數據信息文件，添加一列和矢量線文件同名的屬性值，通過arcpy.AddJoin_management()將矢量線文件與元數據信息進行連接；

⑹數據保存與導出：為圖層或者工程文件添加數據的描述信息，再使用arcpy.PackageLayer_management()或arcpy.PackageMap_management()對數據進行打包處理，獲得完整的數據和符號化信息。

2.根據權利要求1所述的基于離散地形數據的航跡空間化管理方法，其特征在于：

所述步驟(3)中央航跡計算，即獲取離散數據中央航跡和數據的矢量化，包括如下具體步驟：

①離散數據分組：使用python的numpy模塊，對離散地形數據按照調查設備采集波束數進行分組依據，每波束數個水深點分為一組；每組數據均為二維矩陣；默認波束數設置為800,約合2Ping；

②計算每組數坐標中值：中值受坐標異常點影響較小，因此利用每組數據的經緯度坐標計算數據的經度中值和緯度中值np.median()，得到近似中央波束的經緯度坐標。

3.根據權利要求1所述的基于離散地形數據的航跡空間化管理方法，其特征在于：

所述步驟(4)數據矢量化，即近似中央波束航跡數據批量自動矢量化處理，包括如下具體步驟：

①數據點矢量化：通過arcpy模塊的數據管理函數對數據點進行基于坐標的可視化展示，arcpy.MakeXYEvent_management()；

②點集轉線：通過arcpy.PointstoLine_management()，將中央航跡點根據點的先后順序轉換為矢量線文件，收尾部閉合；

④矢量線平滑：通過arcpy.SmoothLine_cartography()對矢量線進行平滑處理，提高數據可視化展示效果，提高數據后期運算速度，降低存儲空間。