一種水下地形動態跟蹤測量方法、裝置及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地形測量技術領域，特別是涉及一種水下地形動態跟蹤測量方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002]在水下地形測量中，測深軟件通過GPS數據進行導航，同時將接收的測深數據顯示在軟件界面上，在測量過程中作業員只能實時看到每個測點處的深度值，而不是該點處地形的高程值，目前國內外常用的測深軟件如中海達、hypack等均是這樣的工作模式，要獲取測點的高程值必須通過后處理軟件來匹配GPS-RTK數據或者驗潮數據。
[0003]上述作業模式對于常規性的水下地形測量是滿足要求的，但是對于水下地形的動態跟蹤測量則有其不足之處。動態跟蹤測量的目的是要比較當前測量數據相對于上一期或者其他歷史數據的變化，傳統的做法同樣是通過后處理軟件匹配好測點高程值之后進行兩期數據對比，這種數據處理模式必須是在當天測量外業工作結束之后進行，而在測量過程中只能按照計劃的測線測量。等后處理比對的結果出來后如果發現有沖刷異常，需要進行復測或者擴測的話只能等下一次外業工作，而且無法預測需要擴測的區域范圍，因此不僅耽誤了險情的預報，還增加了外業測量的成本，對于一些監測頻次較高，對測量資料成果需求迫切的項目尤其影響。
【發明內容】
[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種水下地形動態跟蹤測量方法、裝置及系統，以解決上述現有技術中水下地形測量數據利用缺陷的問題。
[0005]為實現上述目標及其他相關目標，本發明提供一種水下地形動態跟蹤測量方法，包括:按預設觀測數據結構來儲存所觀測的水下地形的歷史觀測數據；通過當前測點的坐標自所述儲存內容中檢索出當前測點所在測線的歷史觀測數據；實時更新當前觀測數據，并與檢索出的歷史觀測數據加以對比分析，以實時計算出當前測點所在水下地形的沖刷值或淤積值；在檢測到所述沖刷值或淤積值超過預設報警值時，進行報警，并將所述沖刷值或淤積值超過預設報警值的水下地形范圍作為異常范圍來指導測線復測或者地形擴測。
[0006]優選的，所述水下地形動態跟蹤測量方法，還包括:通過所述儲存的歷史觀測數據來進行所述異常范圍內的復測及地形擴測工作。
[0007]優選的，所述測線為斷面測線；所述歷史觀測數據還包括:各所述斷面具有的斷面號及斷面基點。
[0008]優選的，在所述按預設觀測數據結構來儲存各測次所觀測的水下地形的歷史觀測數據之前，還包括:根據實時檢測到的水深測量值以建立用于所述水下地形斷面觀測的包含多個斷面基點的測線；其中，每條測線的基點均設定于每次觀測所測量范圍以外。
[0009]優選的，所述預設觀測數據結構包括:頭文件及與其關聯的數據文件；其中，所述頭文件寫入有用于供進行所述檢索的歷史觀測數據的描述信息，所述描述信息包括:歷史測點的坐標；所述數據文件寫入有所述歷史觀測數據。
[0010]為實現上述目標及其他相關目標，本發明提供一種水下地形動態跟蹤測量裝置，包括:儲存單元，用于按預設觀測數據結構來儲存所觀測的水下地形的歷史觀測數據；檢索單元，通過當前測點的坐標自所述儲存內容中檢索出當前測點所在測線的歷史觀測數據；計算單元，用于實時更新當前觀測數據，并與檢索出的歷史觀測數據加以對比分析，以實時計算出當前測點所在水下地形的沖刷值或淤積值；報警單元，用于在檢測到所述沖刷值或淤積值超過預設報警值時，進行報警；指導單元，將所述沖刷值或淤積值超過預設報警值的水下地形范圍作為異常范圍來指導測線復測或者地形擴測。
[0011]優選的，所述測線為斷面測線；所述歷史觀測數據還包括:各所述斷面具有的斷面號及斷面基點。
[0012]優選的，所述的水下地形動態跟蹤測量裝置，還包括:測線建立單元，用于根據實時檢測到的水深值以建立用于所述水下地形斷面觀測的包含多個斷面基點的測線；其中，每條測線的基點均設定于每次觀測所測量范圍以外。
[0013]優選的，所述預設觀測數據結構包括:頭文件及與其關聯的數據文件；其中，所述頭文件寫入有用于供進行所述檢索的歷史觀測數據的描述信息，所述描述信息包括:歷史測點的坐標；所述數據文件寫入有所述歷史觀測數據。
[0014]為實現上述目標及其他相關目標，本發明提供一種水下地形動態跟蹤測量系統，所述系統包括:如上所述的水下地形動態跟蹤測量裝置，設于PC客戶端；測深模塊，設于所述測量船，用于實時檢測并輸出水深值；導航定位模塊，設于所述測量船，用于獲取實時的位置信息以對所述測量船只提供導航，并用于實時獲取平面位置坐標及水畫的高程值；通訊模塊，連接于所述測深模塊、導航定位模塊及水下地形動態跟蹤測量裝置，用于建立所述測深模塊、導航定位模塊至所述PC客戶端的信號傳輸通路。
[0015]優選的，所述導航定位模塊包括GPS接收機；所述GPS接收機采用GPS-RTK模式，所述GPS接收機輸出兩組數據，一組用于測量船駕駛員導航，另一組數據用于供進行所述對比分析。
[0016]如上所述，本發明提供一種水下地形動態跟蹤測量方法、裝置及系統，通過按預設觀測數據結構來儲存所觀測的水下地形的歷史觀測數據，并通過當前測點的坐標自所述儲存內容中檢索出當前測點所在測線的歷史觀測數據，且實時更新當前觀測數據，并與檢索出的歷史觀測數據加以對比分析，以實時計算出當前測點所在水下地形的沖刷值或淤積值；在檢測到所述沖刷值或淤積值超過預設報警值時，進行報警，并將所述沖刷值或淤積值超過預設報警值的水下地形范圍作為異常范圍，并對所述異常范圍的觀測數據加以儲存，本發明通過實時觀測并與歷史觀測數據進行實時比對分析，在發現沖刷異常時及時復測或擴測，加快險情預報速度，降低測量成本，提高測量效率。
【附圖說明】
[0017]圖1顯示為本發明的水下地形動態跟蹤測量方法的一實施例的流程示意圖。
[0018]圖2顯示為本發明的水下地形動態跟蹤測量方法的一實施例的流程示意圖。
[0019]圖3顯示為本發明的水下地形動態跟蹤測量裝置的一實施例的結構示意圖。
[0020]圖4顯示為本發明的水下地形動態跟蹤測量系統的一實施例的結構示意圖。
[0021]元件標號說明
[0022]I水下地形動態跟蹤測量裝置
[0023]11儲存單元
[0024]12檢索單元
[0025]13計算單元
[0026]14報警單元
[0027]15指導單元
[0028]2測深模塊
[0029]3導航定位模塊
[0030]4通訊模塊
[0031]SlOO?S103 方法步驟
[0032]S200?S208 方法步驟
【具體實施方式】
[0033]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0034]如圖1所示，本發明提供一種水下地形動態跟蹤測量方法，包括:
[0035]步驟SlOO:按預設觀測數據結構來儲存所觀測的水下地形的歷史觀測數據；
[0036]步驟SlOl:通過當前測點的坐標自所述儲存內容中檢索出當前測點所在測線的歷史觀測數據；在一實施例中，優選的，所述測線為斷面測線或稱剖面測線；所述歷史觀測數據還包括:各所述斷面具有的斷面號及斷面基點；通過剖面測線進行地形觀測為常用，因此不再作贅述；并且，在一實施例中，所述測點坐標可以是通過GPS方式獲取，并通過所述測點坐標查找對應斷面的斷面號，進而查找對應測線的歷史觀測數據，本發明的主要目的在于歷史觀測數據的利用。
[0037]步驟S102:實時更新當前觀測數據，并與所述檢索出的測線歷史觀測數據加以對比分析，以實時計算出當前測點所在水下地形的沖刷值或淤積值；在一實施例中，例如可以如上所述通過斷面號檢索出歷史觀測數據繪制歷史斷面圖，同時將當前斷面圖繪于同一界面；
[0038]步驟S103:在檢測到所述沖刷值或淤積值超過預設報警值時，進行報警，并將所述沖刷值或淤積值超過預設報警值的水下地形范圍作為異常范圍來指導測線復測或地形擴測；在一實施例中，即例如實時計算當前斷面與歷史斷面的沖刷或淤積值，超過給定的預警值則進行報警，從而實現災害預警避免事故；所述指導測線復測或地形擴測即例如對所述異常范圍的數據或預選指標加以提示以指導測線復測或地形擴測。
[0039]優選的，所述水下地形動態跟蹤測量方法，還可以包括:通過所述儲存的歷史觀測數據來進行所述異常范圍內的復測及地形擴測工作。
[0040]優選的，在所述按預設觀測數據結構來儲存各測次所觀測的水下地形的歷史觀測數據之前，還包括:根據實時檢測到的水深測量值以建立用于所述水下地形斷面觀測的包含多個斷面基點的測線；其中，每條測線的基點均設定于每次觀測所測量范圍以外。
[0041]請參閱圖2，以一個具體的實施例來展示所述方法，在具體實現上，所述預設觀測數據結構包括:頭文件及與其關聯的數據文件；其中，所述頭文件寫入有用于供進行所述檢索的歷史觀測數據的描述信息，所述描述信息包括:歷史測點的坐標；所述數據文件寫入有所述歷史觀測數據。
[0042]步驟S200，將所有歷史觀測數據的描述信息寫入頭文件，該頭文件在數據處理過程中用于檢索，這樣便于檢索過程快速高效，同時避免程序占用大量計算機內存。
[0043]步驟S201，所有歷史觀測數據按自定義的數據結構進行存儲，并將索引信息存入頭文件中，當檢索步驟完成后，通過檢索結果能快速定位數據文件并讀取數據。
[0044]步驟S202，將hypack軟件同步過的測深數據及GPS數據進行匹配，獲取當前水下地形測點的平面坐標及高程值。
[0045]步驟S203，將當前測區的測線信息如編號、端點坐標等數據加載到應用程序，用以輔助當前測點的測線定位及歷史觀測數據檢索。
[0046]步驟S204