[发明专利]一种基于CTD仪的水文数据处理方法

说明书

本发明涉及一种基于CTD仪的水文数据处理方法，包括：(1)数据获取；(2)数据转换：选取质量较好的下行数据，将CTD仪中记录的2进制或16进制的原始数据转换为ASCII文件；(3)数据质量控制：将所获得的各站位温度、盐度、深度水文要素的原始数据进行质量控制；(4)数据平均：经数据质量控制后，对每个站位的下行数据进行数据平均处理。

技术领域

本发明涉及物理海洋学领域，具体涉及一种基于CTD仪的水文数据处理方法。

背景技术

水温、盐度和深度是现今海洋调查中最基本的海洋水文参数，是研究海洋动力与生态环境的基础，对海洋科学研究、海洋资源开发、利用及保护等具有重要意义。温盐深仪(Conductivity-Temperature-Depthprofiler，CTD)是用于测量海水的温度、电导率、深度等基本水文参数的观测仪器，是目前国际上应用最为广泛的物理海洋学调查仪器设备之一。CTD仪的问世是传统的水文观测仪器发展的里程碑。利用CTD仪可方便、快速、高效、精确地测量水下不同深度上海水的温度和电导率参数,进而能够推算出海水盐度、密度、声速等相关信息，从而实现海水参数现场同步观测。CTD仪可有效替代现场采样测量，对于海洋科学考察、海洋经济开发、海上国防建设、海洋环境保护等都具有非常重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于CTD仪的水文数据处理方法，旨在精确获取并有效的处理温盐深等水文数据，实现数据处理的可重复性和海洋中水文要素空间及时间特征的有效重现，为海水物理化学性质、水层结构和水团运动状况等相关海洋科学的研究提供更为高频且精确的数据基础，技术发明方案如下。

一种基于CTD仪的水文数据处理方法，主要包括以下步骤：

(1)数据获取：基于CTD仪实时获取观测海域各站点处的温度、盐度、深度剖面数据；

(2)数据转换：选取质量较好的下行数据，将CTD仪中记录的2进制或16进制的原始数据转换为ASCII文件；

(3)数据质量控制：将所获得的各站位温度、盐度、深度水文要素的原始数据进行质量控制，具体过程如下：

(31)感温阶段的数据标记为“badflag”，进行去除；

(32)根据海水压力及仪器采样频率对原始数据进行逆压校正，剔除因观测环境或仪器本身状态突变而产生的逆压数据；

(33)基于标准偏差的倍数对数据进行去“尖峰”和“打结”处理，方法如下：

其中，i为某一站点的数据序列，z_i为对应位置的水深，x_i为CTD仪所观测对应位置的原始数据，D_i为对应水深处的一阶导数，s为该站点的数据对应水深一阶导数的标准差，根据标准差确定阈值，低于标准差s的某个倍数(取2倍或3倍)，剔除D_i超过阈值的水文要素观测数据，同时将删除处的数据用线性插值方法补充。

(4)数据平均：经数据质量控制后，对每个站位的下行数据进行数据平均处理。

本发明基于CTD仪的水文数据处理方法，实现了对CTD仪的数据转化、剔除以及批处理的程序化，成倍地缩短了用于数据处理的时间,显著地提高了工作效率。本发明选用了统一的数据剔除标准和处理方法，充分考虑观测仪器在现场观察过程中因船体晃动、仪器探头感温等因素，剔除虚假信号，从而有效地避免了主观因素对处理结果的影响，保证应用于科学研究的CTD数据质量。

附图说明

图1基于CTD仪的水文数据处理方法流程图；

图2数据处理前后对比图:(a)处理前的温度(实线)和盐度(虚线)数据；(b)处理后的温度(实线)和盐度(虚线)数据。