基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法及装置、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法及装置、存储介质，其中，所述方法包括步骤：首先利用海洋数值模式对测区内的天文潮位进行数值模拟，得到包含测量作业时间在内的瞬时天文潮数值模型，然后根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型，最后根据所述瞬时天文潮数值模型、瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型构建瞬时水位模型，通过构建的瞬时水位模型实现测区潮位的精准改正，获得准确的水深测量数据，从而解决了现有技术在进行水深测量时，因测区的验潮站分布较少或者测区的潮流场复杂导致潮位无法得到准确改正的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法及装置、存储介质
本专利技术涉及水深测量领域，尤其涉及基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法及装置、存储介质。
技术介绍
现今，水深测量已经成为海道测量的中心工作，同时水深测量也是制作海图、获取海底地形变化的最有效途径，水深测量的手段有很多，包括机载激光水深测量和卫星遥感水深反演等，然而，对于近海沿岸海域水深测量，目前仍然以船舶走航测量为主，不管通过何种手段，水深测量所测成果大部分为测量时刻的瞬时海面高，在不同时刻包含了不同大小的由潮汐引起的水位影响，不同于远洋测量，在近海，特别是沿岸海区，由于水深较浅，潮汐成为制约水下地形测量精度的主要因素，并且由于浅水效应，沿岸海域的潮差也远大于远洋海域，因此，在高精度的近海沿岸水深测量作业中，潮位改正成为一项必不可少的作业内容。瞬时海面受到潮汐效应的影响而具有动态特征，海道测量过程中为了得到稳定的水下地形水深数值，必须消除掉潮汐的影响，即将海区瞬时测深值归化到一个稳定的已知深度基准面上去的过程称为潮位改正，由于潮位改正的精度直接影响最后成图的精度，因此世界各沿海国家对潮位改正都十分重视，由于各国的海区情况及技术要求有所不同，因此所采用的潮位改正的方法也有所不同，但其基本原理均是基于测量海区验潮站的水位观测信息或潮汐预报值进行时间内插和区域空间内插，这些插值算法大多数采用的是空间几何插值，然而，当测区验潮站分布不足时或者测区潮流场变化复杂时，测区潮位的空间变化可能和几何插值出来的结果不相符，甚至会出现较大的误差。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法及装置、存储介质，旨在解决现有方法进行水深测量时，由于测区验潮站分布较少或者测区潮流场变化复杂，使得潮位无法得到准确改正的技术问题。本专利技术的技术方案如下：一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法，其中，包括步骤：利用海洋数值模式对测区内的天文潮位进行数值模拟，得到包含测量作业时间在内的瞬时天文潮数值模型；根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型；根据所述瞬时天文潮数值模型、瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型构建瞬时水位模型，通过所述瞬时水位模型实现测区潮位的精准改正。所述的潮位改正方法，其中，所述步骤利用海洋数值模式对测区内的天文潮位进行数值模拟，得到包含测量作业时间在内的瞬时天文潮数值模型，具体包括：确定模拟区域并提取模拟区域岸线数据，制作模拟区域的精细化网格；测量并计算测区水深数据，将所述水深数据加载到所述精细化网格中，得到海洋数值模式所需的域条件；利用分潮的调和常数预报给出与模拟时长一样的开边界点上的一年潮位预报数据，依据选用模式的需求，对数据进行处理，得到相应格式的开边界条件；选择并设置海洋数值模型启动前的初始条件，对测区内的天文潮过程进行高精度的数值模拟，得到瞬时天文潮数值模型。所述的潮位改正方法，其中，所述步骤根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型具体包括：基于测区分布的长短期验潮站验潮数据，利用调和分析原理，对潮位进行调和计算，从而获得分潮调和常数；对调和常数进行修正，得到稳定性较高的调和常数，并基于稳定的调和常数进行潮位预报；利用验潮站实测潮位减去预报潮位值，得到该验潮站的余水位值，再基于所有验潮站的余水位值，利用插值算法，得到测区内余水位模型。所述的潮位改正方法，其中，所述步骤根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时剩余水位修正模型还包括：提取海洋数值模式本身的模拟误差和余水位提取过程中的剩余误差，利用插值算法，构建瞬时剩余水位修正模型。所述的潮位改正方法，其中，所述瞬时余水位修正模型表达式为R(t)＝h(t)-MSL-T(t)-Δ，其中，R(t)代表余水位序列，h(t)代表实测水位序列，MSL代表平均海面，T(t)代表天文潮位，Δ代表观测误差。所述的潮位改正方法，其中，所述瞬时剩余水位修正模型表达式为Ei(t)＝hi(t)-Ti(t)-Ri(t)，其中，Ei(t)表示验潮站i所对应的剩余潮位修正值；hi(t)表示验潮站i实测潮位值，Ti(t)表示验潮站i的模拟天文潮位值，Ri(t)表示验潮站i的余水位值。所述的潮位改正方法，其中，所述瞬时水位模型表达式为Tj(t)＝hj(t)+Rj(t)+Cj(t)，其中，Tj(t)是测深点j处t时刻所求的潮位改正值，hj(t)是测深点j处t时刻的天文潮位模拟值，Rj(t)是测深点j处t时刻的余水位修正值，Cj(t)是测深点j处t时刻的剩余水位修正值。一种存储介质，其中，存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述任意一项所述基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法的步骤。一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正装置，其中，包括处理器，适于实现各指令；以及存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述任意一项所述基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法的步骤。有益效果：本专利技术公开了一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法，首先利用海洋数值模式对测区内的天文潮位进行数值模拟，得到包含测量作业时间在内的瞬时天文潮数值模型，然后根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型，最后根据所述瞬时天文潮数值模型、瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型构建瞬时水位模型。本专利技术通过构建的瞬时水位模型能够有效实现测区潮位的精准改正，从而解决了现有技术在进行水深测量时，因测区的验潮站分布较少或者测区的潮流场复杂导致潮位无法得到准确改正的问题。附图说明图1为本专利技术一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法较佳实施例的流程图。图2为本专利技术一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正装置较佳实施例的结构框图。具体实施方式本专利技术提供一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法及装置、存储介质，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：S10、利用海洋数值模式对测区内的天文潮位进行数值模拟，得到包含测量作业时间在内的瞬时天文潮数值模型；S20、根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型；S30、根据所述瞬时天文潮数值模型、瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型构建瞬时水位模型，通过所述瞬时水位模型实现测区潮位的精准改正。具体来说，现有技术进行水深测量时，当测区验潮站分布不足时或者测区潮流场变化复杂时，测区潮位的空间变化可能和几何插值出来的结果不相符，甚至会出现较大的误差，潮位无法得到准确改正，导致水深测量结果的不准确。为解决上述问题，本专利技术公开了一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法，其中，所述方法包括步骤：利用海洋数值模式构建瞬时天文潮模型，利用测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型，综合瞬时天文潮模型、瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型构建瞬时水位模型，并用于潮位改正。本专利技术解决了现有方法进行水深测量时，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法，其特征在于，包括步骤：利用海洋数值模式对测区内的天文潮位进行数值模拟，得到包含测量作业时间在内的瞬时天文潮数值模型；根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型；根据所述瞬时天文潮数值模型、瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型构建瞬时水位模型，通过所述瞬时水位模型实现测区潮位的精准改正。

【技术特征摘要】
1.一种基于构建瞬时水位模型的潮位改正方法，其特征在于，包括步骤：利用海洋数值模式对测区内的天文潮位进行数值模拟，得到包含测量作业时间在内的瞬时天文潮数值模型；根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型；根据所述瞬时天文潮数值模型、瞬时余水位修正模型和瞬时剩余水位修正模型构建瞬时水位模型，通过所述瞬时水位模型实现测区潮位的精准改正。2.根据权利要求1所述的潮位改正方法，其特征在于，所述步骤利用海洋数值模式对测区内的天文潮位进行数值模拟，得到包含测量作业时间在内的瞬时天文潮数值模型，具体包括：确定模拟区域并提取模拟区域岸线数据，制作模拟区域的精细化网格；测量并计算测区水深数据，将所述水深数据加载到所述精细化网格中，得到海洋数值模式所需的域条件；利用分潮的调和常数预报给出与模拟时长一样的开边界点上的一年潮位预报数据，依据选用模式的需求，对数据进行处理，得到相应格式的开边界条件；选择并设置海洋数值模型启动前的初始条件，对测区内的天文潮过程进行高精度的数值模拟，得到瞬时天文潮数值模型。3.根据权利要求1所述的潮位改正方法，其特征在于，所述步骤根据测区分布的验潮站观测的验潮数据构建瞬时余水位修正模型具体包括：基于测区分布的长短期验潮站验潮数据，利用调和分析原理，对潮位进行调和计算，从而获得分潮调和常数；对调和常数进行修正，得到稳定性较高的调和常数，并基于稳定的调和常数进行潮位预报；利用验潮站实测潮位减去预报潮位值，得到该验潮站的余水位值，再基于所有验潮站的余水位值，利用插值算法，得到测区内余水位模型。4.根据权利要求1所述的潮位改正方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清泉，管明雷，朱家松，汪驰升，丁凯，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44