[发明专利]一种多深度层面的航道水文监测信息的可视化方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋通信领域，尤其涉及一种多深度层面的航道水文监测信息的可视化方法。

背景技术

随着海洋运输业的日益发展，海洋运输的安全问题也在日益的赢得人们的关注。港口是船只停靠的口岸，而航道则是指引船舶进出港口的重要路径，因此航道状况的监测和预警可以很好地为海洋运输业提供有效的安全保障。不同深度的海水流向、流速、温度，海面风力、风向等数据的监测和预警，可以很好的给船只的进出港提供参考和指引，让船只了解和找到进出港口的最佳时间和方向，甚至的驾驶速度，而这些都是海洋运输中重要的安全保障。

无线传感器网络是由部署在监测区域的若干微型低功耗节点构成的无线网络，以感知区域内待监测对象的信息，目前已广泛应用于航海领域。浮标是航道信息监测和指引的重要的工具，它是一种带有指示功能的传感器，浮标最重要的功能在于其内的传感器阵列会一直随着锚链深深牵引至海洋深处，用于监测海面、海下不同深度的水流速、流向等重要的水文信息，以此来提供船只进出港口的保障信息。但是，目前浮标的传感器对于这些监测数据的采集通常是直接以二进制或十进制数存储进数据库中，这些直接测量的数据虽然有很重要的价值，但是不具有可读性，不方便工作人员从中获取信息，同时也不容易从中看出不同深度海洋数据的规律，不便于后期研究学者发现其相关的水文规律。

综上所述，需要一种能够根据浮标的传感器阵列采集的航道水文监测数据进行航道水文规律直观显示的方法，将可读性不高的杂乱数据组绘制成图，使监测更具现实意义。

发明内容

本发明提供一种多深度层面的航道水文监测信息的可视化方法，用于解决现有技术中采集的航道水文数据杂乱无章，不方便工作人员及时获取所监测航道的水温变化规律，从而无法进行有效监控的问题。本发明提供的多深度层面的航道水文监测信息的可视化方法将所采集的可读性不高的杂乱数据组绘制成图，可以直观显示各个深度的水流速流向特点，并且加入时间因素，使监测更具现实意义，方便工作人员和研究人员的预警及后期的数据分析即水文规律提取。

本发明提供的一种多深度层面的航道水文监测信息的可视化方法，其特征在于，包括步骤：

步骤一：采用HSV颜色空间模型，饱和度S和亮度V选用预先设定的固定值，将色调H的取值范围分为N份，得到N个不同的HSV颜色值；其中，当前传感器阵列一共在N个不同深度设置有传感器，N取值为正整数；

步骤二：采用步骤一所确定的N个不同的HSV颜色值分别绘制当前传感器阵列中N个不同深度的传感器在预定监测时间内各自采集的航道水文监测信息。

优选地，各传感器在任一时刻采集的航道水文监测信息包括：采集时间、海水流速和海水流向。

优选地，上述方法中，所述步骤二之前还包括步骤：根据当前传感器阵列中N个不同深度的传感器在M个时刻分别采集的海水流速和海水流向，计算出每个采集时刻N个不同深度的传感器所处位置的海水流速沿X方向和Y方向的海水流速分速度：x_1t，y_1t；…；x_nt，y_nt；…；x_Nt，y_Nt；其中，M为预定监测时间内的采集时刻数量，取值为正整数，t=1,2,…,M；x_nt，y_nt为第n个深度的传感器在采集时刻t所采集的海水流速沿X方向和Y方向的海水流速分速度；X、Y方向为海平面内的两个相互垂直的方向；

步骤二中绘制第n个深度的传感器在预定监测时间内采集的航道水文信息的方法为：

S21：在绘图平面内任意定义一点为初始原点O₀，并建立坐标系X O₀Y；其中X轴、Y轴分别代表海平面内的所述X方向海水流速分速度、Y方向海水流速分速度；

S22：在所述XO₀Y坐标系内绘制采集时刻1的流速坐标点O₁(x_n1，y_n1)，并令t=2；

S23：判断t是否大于M，若是则执行S24；否则，将绘制采集时刻t-1的流速坐标点时的坐标系XO_t-2Y平移至以采集时刻t-1的流速坐标点O_t-1为原点的位置，并在新的XO_t-1Y坐标系内绘制采集时刻t的流速坐标点O_t(x_nt，y_nt)，随后令t=t+1并返回执行本步骤S23；