[发明专利]一种基于多波束离散数据的航迹处理及空间化管理方法

权利要求书

1.一种基于多波束离散数据的航迹处理及空间化管理方法，其特征在于：

包括步骤如下：

⑴Python模块加载：针对离散数据特点，加载python的os、numpy、arcpy模块，为数据聚合与矢量化提供支持；os模块用于与操作系统间的交互操作；Numpy用于离散数据读取、计算和写入；arcpy模块用于数据的矢量化工作；

⑵加载数据：加载的数据类型为原始多波束数据输出的xyz离散地形数据，数据格式为经度、纬度和水深；离散地形数据按照多波束采集时每ping顺序导出，数据格式保留原始样式；为实现数据批量自动化处理，分为加载文件夹和文件两种形式，os.path.isfile()判定路径为文件用于处理整个区块的离散数据、os.path.isdir()判定路径为文件夹，用于处理多个离散数据；

⑶中央航迹计算：根据多波束型号、每ping的波束数和后期数据处理的原因，可设置为2倍的波束数，计算中央经纬度的中值；

⑷数据矢量化：根据计算出来的近似中央航迹点，进行数据的空间化；

①创建XY事件图层：arcpy.MakeXYEvent_management()，将中央航迹坐标xy进行显示，即数据点集；

②点集转线：arcpy.PointsToLine_management()，将空间点集转成矢量线文件；

③数据平滑处理：arcpy.SmoothLine_cartography()，对矢量线文件进行平滑处理；

⑸矢量数据信息完善：为新建的属性字段添加属性值，属性值为矢量文件的名称或处理文件的名称，或者与调查航次元数据进行关联处理；

①添加新字段，并命名：arcpy.AddField_management()，为矢量线文件添加新字段，并统一命名为“Name”，类型为“Text”字符，字符长度默认；

②字段赋值：arcpy.CalculateField_management()，为新建字段赋值，其结果为矢量线的文件名；

③矢量数据合并：若以文件夹形式对多个离散数据进行矢量化，后期需要对一系列矢量线进行合并，通过arcpy.Merge_management()将文件夹下的矢量线文件合并为一个矢量线文件；

④航次元数据添加：若有建立调查任务的excel元数据信息文件，添加一列和矢量线文件同名的属性值，通过arcpy.AddJoin_management()将矢量线文件与元数据信息进行连接；

⑹数据保存与导出：为图层或者工程文件添加数据的描述信息，再使用arcpy.PackageLayer_management()或arcpy.PackageMap_management()对数据进行打包处理，获得完整的数据和符号化信息。

2.根据权利要求1所述的基于离散地形数据的航迹空间化管理方法，其特征在于：

所述步骤(3)中央航迹计算，即获取离散数据中央航迹和数据的矢量化，包括如下具体步骤：

①离散数据分组：使用python的numpy模块，对离散地形数据按照调查设备采集波束数进行分组依据，每波束数个水深点分为一组；每组数据均为二维矩阵；默认波束数设置为800,约合2Ping；

②计算每组数坐标中值：中值受坐标异常点影响较小，因此利用每组数据的经纬度坐标计算数据的经度中值和纬度中值np.median()，得到近似中央波束的经纬度坐标。

3.根据权利要求1所述的基于离散地形数据的航迹空间化管理方法，其特征在于：

所述步骤(4)数据矢量化，即近似中央波束航迹数据批量自动矢量化处理，包括如下具体步骤：

①数据点矢量化：通过arcpy模块的数据管理函数对数据点进行基于坐标的可视化展示，arcpy.MakeXYEvent_management()；

②点集转线：通过arcpy.PointstoLine_management()，将中央航迹点根据点的先后顺序转换为矢量线文件，收尾部闭合；

④矢量线平滑：通过arcpy.SmoothLine_cartography()对矢量线进行平滑处理，提高数据可视化展示效果，提高数据后期运算速度，降低存储空间。