水深数据处理和成图

首先，在数据处理开始前，需要对外业资料进行检查，检查内容主要包括：测区范围是否合适，记录是否完整，外业要做的相应校准和各项改正（如深度比对、吃水改正、声速改正等）是否已按照相关要求进行等。其次，必须根据测区的位置和测量时间整理相应的水位资料，对测

深数据进行水位改正，设立多个验潮站的要进行水位分带改正。

一、人工测深或单波束测深数据处理

（一）定位数据处理

定位数据处理的主要依据是测深点的展点图或航迹图（图11-15）。根据作业范围以及航迹状态，将外业资料对照展点图或航迹图进行全面的检查，把那些定位误差大、明显偏离测线的点删除。

图11-15 航迹图

（二）水深数据处理

利用单波束测深的，先根据点号，将数据文件中的记录按记录点号、坐标和原始水深，与模拟记录纸（图11-16）进行对照检查，对不匹配的点进行认真核实，对个别点之间的特殊水深值采取内插；然后利用测得的水位值进行水位改正，制作水深图（图11-17）。对水深图上的交叉点进行比对，如果水深差超过技术标准要求，查找原因并进行改正。在没有交叉点的位置，从图上直观地检查是否有不合适的水深值，这种不合适的水深值一般指与周围水深相差太大的水深值，需要检查记录纸，以确认是真实地形还是错误水深。

图11-16 水深模拟记录

图11-17 水深图

二、多波束数据处理

多波束测深数据量与单波束测深相比非常庞大，一般要利用专业的数据处理工作站和数据处理软件进行，其处理过程较单波束也复杂得多。在多波束测量过程中，由于仪器噪声、海况因素或者多波束系统参数设置不合理，导致测量资料不可避免地存在假信号和不合理的水深，造成虚假地形。为了提高水下地形测量的精度，必须消除假信号，改正不合理的水深，因此必须对实时采集的多波束资料进行数据清理，剔除假信息，恢复、保留真实信息，得到高精度的水深值。

（一）数据预处理

数据预处理是对水深数据编辑与清理前做的必要改正，包括水位改正、吃水改正、声速改正、横摇改正、纵倾改正及时间延迟改正等。在外业已经改正过的参数，如声速、横摇、纵倾及时间延迟等在内业处理时不必再改正，如果改正不充分的可以在内业重新改正。一些数据处理软件可以进行自动改正，只要把改正参数按照软件要求格式输入即可。

（二）定位数据的编辑与处理

影响定位数据精度的因素很多，如卫星信号质量、信标台信息传送质量、信号盲区等，甚至天气、海况等都能够对其造成影响。使定位资料不可避免地出现错误，其中主要是偏离真实位置的“飞点”，它们是瞬时地、突发性地出现的，属偶然误差。

多波束数据处理软件都有自动处理导航数据的成熟算法，可以对可疑的导航数据进行剔除，只是需要数据处理者根据测量的实际情况进行参数设置。例如，根据偶然误差出现的规律，实际工作中将外符合绝对误差值确定在2～3倍中误差内。当其误差绝对值超过2～3倍中误差时，往往视其为可疑数据，予以剔除。可疑数据占全部定位数据的比例较低时（如5%以内），可予以剔除；若异常数据所占比例较大时，则应认真分析原因，慎重处理。

（三）水深数据处理

由于多波束的测深数据密度大、测幅间有重叠以及水下地形特征复杂等因素，测深数据的处理工作量大而复杂。一般由经验丰富并对测区地形趋势有所了解的专业人员来完成。

在测深数据处理中常用到的一个概念是数据清理（data cleaning），它是指测量或数据处理人员对多波束产生的水底检测数据选择接受或拒绝的处理。多波束测量的水底检测必须由计算机来做，由于各种原因可能存在着许多误差、界外值和失败的检测，操作者需要检查这些水底检测并做出决定。水深数据处理的主要任务是利用自动清理和人机交互的方式清理错误水深，剔除虚假信息，主要剔除一些不可能的孤立点、跃点和噪声点。

（四）成果图绘制

水深测量的成果图主要包含水深地形图、彩色立体图、影像图等，可根据项目需要来绘制。利用单波束数据成图，一般是水深地形图，图上主要包含坐标网格、水深值、等深线、图名、图例以及成图参数说明。多波束数据成图相对复杂，多波束数据量大，而成果图图载信息有限，需要对原始数据进行处理后，把能反映地形特征的信息表达在成果图上。

在水下地形测量中，水深地形图是主要的成果图。 目前，普遍采用计算机成图，各种专业的水深测量数据处理软件和GIS软件都具有很好的绘图功能。对一些特殊的工程项目需求，需要开发和编制相应的处理和绘图程序，以使成果图的格式能满足规范、图式或者工程项目的要求。

多波束数据量大，不可能把所有测量的水深点都绘制到成果图上，需要按照工程需要和成图比例尺对数据做压缩处理，从原始数据中挑出能表现测量区域地形特征的特征点来进行成图。对多波束数据进行网格化处理，生成DTM，是从海量数据中提取地形特征点的有效方法。经过网格化生成DTM后，可以生成多种形式的成果图，如用等深线表示的水下地形图、立体图、影像图等。由于多波束是对海底无遗漏的测量，这些图对海底特征的表达细致、精确而直观，对工程应用有很大的价值。