[发明专利]一种基于ADCP的海水流速数据处理方法

权利要求书

1.一种基于ADCP的海水流速数据处理方法，包括以下步骤：

第一步 ADCP仪器设置与投放

了解测量地点水深以及确定测量层厚及测量频率，将ADCP相关参数设置完成后，固定在测量支架上，放入海底并固定好，ADCP仪器开始工作；

第二步 数据提取与转化

测量结束后，利用ADCP仪器配套软件导出并且转化成MATLAB软件可读的‘.mat’格式的数据；

第三步 数据合并与分组

所有转化完成的数据分为若干个按时间顺序编号的‘.mat’文件，每个文件中包含着所有的变量在某一段时间内的测量结果，需要对数据进行合并，并且找出数据缺失的位置，再对缺失时间段内的数据进行线性插值，具体步骤如下：

(1).使用MATLAB软件打开已转化为‘.mat’格式的数据，选择需要处理的变量，包括时间、仪器倾角、流速东分量、流速北分量、垂向流速、压力变量；

(2).将(1)步骤中选定的需要处理的变量，进行合并；按照转化成的‘.mat’格式数据文件的编号顺序，首先将时间数据进行合并，了解测量的起止时间；再将选定的变量一一进行合并；

(3). 对时间数据中缺失的地方进行筛查；时间数据中的断点，也是其他数据的断点；构造一个判断数组，数组共有三个维度，第一维度代表天数，第二维度代表小时，第三维度代表分钟；对每一天中，每一小时，每一分钟进行筛查；选择的测量频率为4Hz/s，测量时长为每10分钟工作9分55秒，称一个10分钟为一个burst，一分钟测量240个数，每一个burst的最后一分钟将会测得220个数；如果哪一分钟缺少数据或者无数据，那么这一分钟的数据个数就不会是240或者220；构造一个三维判断数组，将测量到完整数据的分钟赋值1，将无测量数据的分钟赋值0，将有测量数据但是不完整的分钟赋值2；

(4).从判断数组中挑选出异常的天数；逐日排查判断数组中‘2’或者‘0’的位置，如果某一天查询不到‘2’或者‘0’，说明这一天的数据测量完整；如果查找到‘2’或者‘0’，说明这一天的数据测量不完整；同样，从异常天数中挑选异常分钟；通过已经查找出异常天数中‘2’或者‘0’的行与列，判断出哪一天哪一小时哪一分钟存在数据的缺漏现象，并做好记录；

(5).数据的分组：因为数据测量时是以每一个burst为时间周期测量的，所以进行数据分组时，将时间、流速、压力数据分成以burst为组的数据格式；分组时将同一个burst内的时间、流速、压力、倾角数据，存储在一起，便于管理和使用；分组完成的数据将以若干个burst数据组进行呈现；

第四步 补全数据

如果未排查到有数据缺漏的现象，那么说明仪器在该测量点测量期间工作稳定，数据质量较高；如果数据有缺测，将缺失的数据用相邻两个burst组中的数据的平均值补全；

第五步：数据异常值去除。

2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，.数据异常值去除包括下列步骤：

(1).查看仪器倾角数据，若倾角大于10°或小于-10°，该时间段对应的流速、压力应当被剔除，不宜使用；

(2). 利用测得的压力数据作为实际水深，剔除空气层中的流速数据；压力数据与层厚无关，表征的是水面以下至测量点的压力，以‘m’为单位，亦当作测量点距离水面的深度；因此可得：水体中层数=压力/层厚；在处理流速数据时，将水体中层数之外的空气层数的数据赋为空值或者‘NAN’值；

(3).对水体中的异常测量值也应进行剔除：将海表2m以浅的数据剔除；了解测量地的水流状况，或使用单点测流计测量地点流速范围，剔除处于流速范围之外的异常值。