【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多波束测线，尤其是涉及一种多波束测量船的测量布线设计方法、装置、设备和介质。
技术介绍
1、多波束测深技术是海底地形测量中的关键工具，它是在单波束探测技术的基础上发展起来的。单波束测深技术是一种利用声波在水中传播的原理来测量水体深度的方法。该技术通过发射声波信号并记录声波传播时间来计算水深。在单波束测深过程中，采用单点连续测量方法，导致数据点在测量船航迹上非常密集，但在测线之间没有数据。这种技术的局限性在于它无法提供全面的海底地形信息。
2、多波束测深系统是建立在单波束测深技术的基础之上的一项进展。该系统在与航迹垂直的平面内能够同时发射多达数十甚至上百个声波波束，并通过接收换能器接收从海底反射回来的声波信号，从而提高了测量效率和覆盖范围。多波束测深系统克服了单波束测深技术的一些局限性。特别是在海底地形平坦的海域内，它能够测量出以测量船的测线为轴线的全面覆盖水深条带，因此可以提供更丰富的海底地形信息，但也需要更复杂的数据处理和分析。上述条带的宽度取决于换能器的开角和水深的变化。如果测线是相互平行的且海底地形是平坦的，那么可以通过计算相邻条带之间的重叠率来评估测量的准确性，重叠率的计算方式为，其中表示相邻两条测线的间距，而表示条带的覆盖宽度。当重叠率小于零时，这意味着可能会有漏测的情况发生。为了确保测量的方便性和数据的完整性，通常需要确保相邻条带之间具有10%~20%的重叠率。
3、但是，在真实海底地形探测中，多波束测探技术依然面临着一些挑战与问题。实际海底地形可能出现较大起伏变化，导致采用平均
4、在解决漏测和重叠的问题上，本实施例通过将待测海域网格化，在每个小网格内近似使用地形平坦海域的测量方法。通过对每个网格内测线间隔的综合考量，选取一个能够满足最大部分海域测量要求的测线间隔。
5、多波束测深技术在海底地形测量中具有显著的优势，能够提供更全面的信息。然而，为了克服不同地形条件下可能出现的问题，需要考虑调整多波束测深系统的参数，并根据实际需求制定合适的测量方案。这需要进一步的研究和数据分析，以确保在不同海底地形条件下都能获得可靠的测量结果。这一研究对于海底地形测量和海洋工程领域具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种多波束测量船的测量布线设计方法、装置、设备和介质，以更精确地优化完成测线设计。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种多波束测量船的测量布线设计方法，方法包括：获取矩形海域的海水深度数据，基于海水深度数据确定海底地形地貌数据并建立曲面测量布线模型；基于遗传算法、蒙特卡洛法和曲面测量布线模型确定多波束测量船的测量布线。
3、在本申请可选的实施例中，上述获取矩形海域的海水深度数据，基于海水深度数据确定海底地形地貌数据并建立曲面测量布线模型的步骤，包括：基于海水深度数据将矩形海域分为个小网格，确定个小网格中的各个点的坐标；确定条测线分别对应的连通网格集合；基于各个点的坐标和连通网格集合确定测线设计的约束关系。
4、在本申请可选的实施例中，上述对于矩形海域的第i个点，其坐标为；对于矩形海域的第j个点，其坐标为；通过以下算式基于各个点的坐标和连通网格集合确定测线设计的约束关系：；其中，为测线总长度，为矩形海域的第i个点的海水深度数据，为覆盖宽度，为连通网格集合和连通网格集合的重叠面积，为连通网格集合和连通网格集合的最小面积。
5、在本申请可选的实施例中，上述方法还包括：基于矩形海域的长和宽、测线条数以及相邻条带之间的重叠率建立测量布线模型。
6、在本申请可选的实施例中，上述通过以下算式基于矩形海域的长和宽、测线条数以及相邻条带之间的重叠率建立测量布线模型：，；；其中，a为矩形海域的长，b为矩形海域的宽，为测线总长度，n为测线条数，d为测线间距，为相邻条带之间的重叠率。
7、在本申请可选的实施例中，上述基于遗传算法、蒙特卡洛法和曲面测量布线模型确定多波束测量船的测量布线的步骤，包括：基于预设的要求，通过遗传算法、蒙特卡洛法和曲面测量布线模型确定多波束测量船的测量布线；其中，要求包括：沿测线扫描形成的条带覆盖矩形海域的比例大于预设阈值；相邻条带之间的重叠率在预设阈值以下；测线的总长度小于预设阈值。
8、在本申请可选的实施例中，上述方法还包括：确定多波束测量船的测量布线的指标；其中，指标包括：测线的总长度，漏测海区占总待测海域面积的百分比，以及在重叠区域中重叠率超过预设阈值的部分的总长度。
9、第二方面，本专利技术实施例还提供一种多波束测量船的测量布线设计装置，装置包括：曲面测量布线模型建立模块，用于获取矩形海域的海水深度数据，基于海水深度数据确定海底地形地貌数据并建立曲面测量布线模型；测量布线设计模块，用于基于遗传算法、蒙特卡洛法和曲面测量布线模型确定多波束测量船的测量布线。
10、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被该处理器执行的计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令以实现上述多波束测量船的测量布线设计方法。
11、第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现上述多波束测量船的测量布线设计方法。
12、本专利技术实施例带来了以下有益效果：
13、本专利技术实施例提供了一种多波束测量船的测量布线设计方法、装置、设备和介质，获取矩形海域的海水深度数据，基于海水深度数据确定海底地形地貌数据并建立曲面测量布线模型；基于遗传算法、蒙特卡洛法和曲面测量布线模型确定多波束测量船的测量布线。该方式中，建立曲面测量布线模型可以在各种参数设置下都能表现出良好的性能，具备一定的泛化能力。
14、本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
15、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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1.一种多波束测量船的测量布线设计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取矩形海域的海水深度数据，基于所述海水深度数据确定海底地形地貌数据并建立曲面测量布线模型的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于所述矩形海域的第i个点，其坐标为；对于所述矩形海域的第j个点，其坐标为；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过以下算式基于所述矩形海域的长和宽、测线条数以及相邻条带之间的重叠率建立测量布线模型：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于遗传算法、蒙特卡洛法和所述曲面测量布线模型确定多波束测量船的测量布线的步骤，包括：
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种多波束测量船的测量布线设计装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的多波束测量船的测量布线设计方法。
...【技术特征摘要】
1.一种多波束测量船的测量布线设计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取矩形海域的海水深度数据，基于所述海水深度数据确定海底地形地貌数据并建立曲面测量布线模型的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于所述矩形海域的第i个点，其坐标为；对于所述矩形海域的第j个点，其坐标为；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过以下算式基于所述矩形海域的长和宽、测线条数以及相邻条带之间的重叠率建立测量布线模型：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于遗传算法、蒙特卡洛法和所述曲面测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：职首旭，夏生杰，王书聿，王宇豪，田承轩，
申请(专利权)人：北京开运联合信息技术集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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