mb-system使用手册第3章 预览测量数据

首先，我们需要使用mbsystem预览测量数据。

标准的mbsystem下载包包括实例数据集（mbexamples.tgz）。用下面的命令解压：

[vschmidt@val-LDEO mbexamples]$ ls

data mbbath mbgrid mbinfo mblist mbm_plot README xbt

 

~/data目标包含本章及下章将用到的几个例子。其他目录包含使用mbsystem工具的脚本文件。

~/mbexamples/cookbook_examples和~/mbexamples/cookcook_examples/other_data_sets两个目录分别对应着本手册使用两个数据集目录。

 

3.1 mbdatalist管理数据

我们处理一个测量项目，先看整个区域，后看感兴趣的区域。

注意：

本章主要讲单个测量项目，第4章将说明怎样组织多个测量项目、甚至多个航次的数据。Mbdatalist建立的递归数据列表能简化这些大数据集。

首先用mbdatalist为测量项目中所有文件建立一个主文件列表。这个列表将有适当的相对引用，文件的MBIO格式和合理的格网权重。

注意：

上段中的格网权重是指给数据集赋予相对权重，只有那些精度高和最新的数据能被处理和展示。这个功能在第4章处理多波束数据说明。

Mbdatalist能为每个数据文件建立3个辅助文件。这些辅助文件能使随后的数据处理更快一些。这三个辅助文件分别是“info”，“fast bathymetry”和“fast navigation”。Info文件（.inf）包含数据文件的元数据和统计信息。Info文件也可用mbinfo创建。
fast bathymetry文件（.fbt）和fast navigation文件(.fnv)包含数据文件的水深和导航数据，相对于原始条带文件，这两个文件读取和处理更快一些。

Mbdatalist能创建感兴趣数据的地理窗口

举一个例子来说明,

~/mbexamples/cookbook_examples/other_data_sets/ew0204survey/目录下是R/V Ewing上的Atlas Hydrosweep DS2 声纳采集的数据。这些数据可以作为实例数据。

首先，我们需要数据文件的初始化列表。这个列表和数据文件在同一个目录下，包含这些数据文件。可以通过如下命令实现：

Cd ew0203survey/

Ls -1|grep mb183$ >tmplist（ls列出目录内容，-1每行仅显示一个文件或者目录，grep查找文件里符合条件的字符串，$结尾的意思，列出所有文件转查找所有mb183格式的文件输出到tmplist）

注意：有时候数据文件处于写保护，不能生成本地数据列表。怎么办？通过如下命令生成文件列表：find<目录>-type f|grep mb183$ >tmplist。这将创建数据文件的相对路径文件列表，这个列表也可以用。

现在数据目录下有一个数据列表了，接下来，使用mbdatalist创建mbsystem能用的数据列表。

Mbdatalist –F-1 –I tmplist > datalist-1

让我们看看mbdatalist做了什么：

00020504090010.mb183 183 1.000000

00020504091010.mb183 183 1.000000

00020504092010.mb183 183 1.000000

00020504093010.mb183 183 1.000000

00020504094010.mb183 183 1.000000

00020504095010.mb183 183 1.000000

00020504100010.mb183 183 1.000000

...

每个数据文件的文件名，格式，和默认的格网权重1

有了数据列表，就可以生成数据文件的辅助文件了。

Mbdatalist –F-1 –I other_data_sets/ew0204survey/filelist.124 –N

命令执行后，目录下将变成这样：

00020504090010.mb183

00020504090010.mb183.fbt

00020504090010.mb183.fnv

00020504090010.mb183.inf

00020504091010.mb183

00020504091010.mb183.fbt

00020504091010.mb183.fnv

00020504091010.mb183.inf

00020504092010.mb183

00020504092010.mb183.fbt

00020504092010.mb183.fnv

00020504092010.

...

现在我们有辅助文件了，就可以创建某特定区域的文件列表。这时，需要查看导航记录，获得坐标范围coordinates: (W/E/S/N) 170.133/170.35/42.2/42.4。通过如下命令获取这个范围内的数据文件列表。

Mbdatalist –F-1 –I datalist-1 –R170.133/170.35/42.2/42.4 > survery-datalist.

Surveydatalist内容如下：

00020504100010.mb183 183 1.000000

00020504101010.mb183 183 1.000000

00020504102010.mb183 183 1.000000

00020504103010.mb183 183 1.000000

00020504104010.mb183 183 1.000000

00020504105010.mb183 183 1.000000

....

比filelist.124文件内容要少。

 

3.2 展绘

得到了感兴趣区域的数据列表，就想要浏览该区域的数据。展绘出的数据可能不漂亮，因为还没有编辑。

首先，看看导航数据和船的轨迹。命令如下：

Mbm_plot –F-1 –I survey-datalist –N

这里，-F-1规定格式 -1表明不是单个文件是文件列表而且文件格式在列表中。-I survey-datalist就是文件列表名了。-N展绘导航数据。这个命令将生成一个脚本文件，包括展绘导航数据，默认的注释，格网文件和刻画等。命令结果显示如下：

Plot generation shellscript <survey-datalist.cmd> created.

Instructions:

Execute <survey-datalist.cmd> to generate Postscript plot

<survey-datalist.ps>.

Executing <survey-datalist.cmd> also invokes ghostview to

view the plot on the screen.

脚本文件名为Survey-datalist.cmd。执行这个脚本文件会将导航数据生成ps格式文件，然后通过ghostview显示。

图3.1 导航图

 

 

Mbm_plot默认生成刻画、格网线和经纬度标注和注释，并自动居中，全局显示和增加标题。这些选项可以通过mbm_plot的参数来设定，可以参考详细的使用手册。

-G表示图形显示水深数据，有5种图形模式：

模式1：彩色填充

模式2：彩色晕渲

模式3：使用振幅数据地形阴影

模式4：振幅数据的灰度填充

模式5：侧扫数据的灰度填充

水深数据的彩色填充，用下面的命令：

mbm_plot -F-1 -I survey_filelist.124 -G1

图3.2 彩色水深数据

 

 

如果要包括等深线，需要使用-C

mbm_plot -F-1 -I survey_filelist.124 -G1 -N -C

结果如下，带等深线的彩色水深图

 

在图中，我们看见了海底、最大和最小等深线、船的航迹和异常等深线。其中异常等深线的区域在数据处理的时候需要特别注意。

Mbm_plot提供一些预定义的颜色板。-W指定颜色格式（渐变或离散）,可选调色板（1-5）和11种默认颜色。下面的命令表示用高增强颜色调色板展绘。

mbm_plot -F-1 -I survey_filelist.124 -G1 -N -C -W1/2

图3.4 带等深线的高增强彩色水深图

 

Mbm_plot也可生成阴影晕渲图。使用图形模式2，默认光源来自北方，光源方向通过-A指定。详细请看使用手册。

mbm_plot -F-1 -I survey_filelist.124 -G2

结果如下：

图3.5 阴影晕渲彩色水深图

 

最后，来看侧扫图，侧扫图使用图形模式5

mbm_plot -F-1 -I survey_filelist.124 -G5

图3.6 侧扫图

 

上面这幅图不是很好。相当一部分阴影丢失了，因为异常高的侧扫值没有正确的灰度值。侧扫影像模糊、发白。这个数据集如此大范围的侧扫值（由于水深范围达几千米加上噪声）使得侧扫影像看起来很差。这种情况，需要编辑数据删除尖峰数据，重新归化灰度值以获取较好的侧扫影像。下一章将重点讲述。

展绘完数据，我们需要知道数据集的一些统计信息，如何提取统计信息，见下节。

3.3 提取统计信息

mbsystem用mbinfo来提取数据集的统计信息。事实上，我已经用过mbinfo了。在使用mbdatalist为每个数据文件创建.inf文件时就用到了。用mbinfo可以单独为数据文件创建inf文件。

mbinfo -F 183 -I 00020504090010.mb183

这个命令的结果输出到STDOUT而不是文件。通过-O能将结果导入inf文件，用于随后的数据处理。

上面的命令的结果如下：

Swath Data File: 00020504090010.mb183

MBIO Data Format ID: 183

Format name: MBF_HSDS2LAM

Informal Description: L-DEO HSDS2 processing format

Attributes: STN Atlas multibeam sonars,

Hydrosweep DS2, Hydrosweep MD,

Fansweep 10, Fansweep 20,

bathymetry, amplitude, and sidescan,

up to 1440 beams and 4096 pixels,

XDR binary, L-DEO.

Data Totals:

Number of Records: 37

Bathymetry Data (140 beams):

Number of Beams: 5180

Number of Good Beams: 5106 98.57%

Number of Zero Beams: 74 1.43%

Number of Flagged Beams: 0 0.00%

Amplitude Data (140 beams):

Number of Beams: 5180

Number of Good Beams: 5106 98.57%

Number of Zero Beams: 74 1.43%

Number of Flagged Beams: 0 0.00%

Sidescan Data (2180 pixels):

Number of Pixels: 73815

Number of Good Pixels: 55276 74.88%

Number of Zero Pixels: 18539 25.12%

Number of Flagged Pixels: 0 0.00%

Navigation Totals:

Total Time: 0.1593 hours

Total Track Length: 3.4493 km

Average Speed: 21.6521 km/hr (11.7038 knots)

Start of Data:

Time: 05 04 2002 08:59:56.460000 JD124

Lon: 169.8792 Lat: 42.1343 Depth: 5057.7613 meters

Speed: 23.1530 km/hr (12.5151 knots) Heading: 46.1206 degrees

Sonar Depth: 5.8000 m Sonar Altitude: 5051.9613 m

End of Data:

Time: 05 04 2002 09:09:29.968000 JD124

Lon: 169.9084 Lat: 42.1563 Depth: 4950.8452 meters

Speed: 21.0345 km/hr (11.3700 knots) Heading: 43.9014 degrees

Sonar Depth: 5.1000 m Sonar Altitude: 4945.7452 m

Limits:

Minimum Longitude: 169.8268 Maximum Longitude: 169.9605

Minimum Latitude: 42.0966 Maximum Latitude: 42.1970

Minimum Sonar Depth: 4.6000 Maximum Sonar Depth: 6.7000

Minimum Altitude: 4817.2718 Maximum Altitude: 5051.9613

Minimum Depth: 4770.9467 Maximum Depth: 5347.7265

Minimum Amplitude: 7.0000 Maximum Amplitude: 241.0000

Minimum Sidescan: 2.0000 Maximum Sidescan: 255.0000

mbinfo可以查看数据列表的统计信息，命令如下

mbinfo -F-1 -I survey-datalist

结果如下：

Data Totals:

Number of Records: 2412

Bathymetry Data (140 beams):

Number of Beams: 337680

Number of Good Beams: 329580 97.60%

Number of Zero Beams: 8100 2.40%

Number of Flagged Beams: 0 0.00%

Amplitude Data (140 beams):

Number of Beams: 337680

Number of Good Beams: 329580 97.60%

Number of Zero Beams: 8100 2.40%

Number of Flagged Beams: 0 0.00%

Sidescan Data (4094 pixels):

Number of Pixels: 8746103

Number of Good Pixels: 7680282 87.81%

Number of Zero Pixels: 1065821 12.19%

Number of Flagged Pixels: 0 0.00%

Navigation Totals:

Total Time: 7.0001 hours

Total Track Length: 128.0750 km

Average Speed: 18.2963 km/hr ( 9.8899 knots)

Start of Data:

Time: 05 04 2002 09:59:44.485000 JD124

Lon: 170.0626 Lat: 42.2726 Depth: 4508.8810 meters

Speed: 0.0000 km/hr ( 0.0000 knots) Heading: 44.6704 degrees

Sonar Depth: 6.0000 m Sonar Altitude: 4502.8810 m

End of Data:

Surveying Your Survey with MB-System™

Time: 05 04 2002 16:59:44.722000 JD124

Lon: 170.2718 Lat: 42.4209 Depth: 1446.6716 meters

Speed: 21.4741 km/hr (11.6076 knots) Heading: 35.9473 degrees

Sonar Depth: 5.4000 m Sonar Altitude: 1441.2716 m

Limits:

Minimum Longitude: 170.0040 Maximum Longitude: 170.3616

Minimum Latitude: 42.1619 Maximum Latitude: 42.4469

Minimum Sonar Depth: 3.6000 Maximum Sonar Depth: 7.9000

Minimum Altitude: 990.7620 Maximum Altitude: 4740.1799

Minimum Depth: 973.2481 Maximum Depth: 6223.7055

Minimum Amplitude: 0.0000 Maximum Amplitude: 250.0000

Minimum Sidescan: 1.0000 Maximum Sidescan: 255.0000

mbinfo这样就获取整个测量项目的统计信息：测量时长，测线公里数和平均船速。除此之外，还包括波束数，处理记录，那些波束被标记为删除，数据范围，水深范围和起止时间。

展绘完数据，提取了数据文件的元数据，下面就是数据处理了。