一种海洋温盐深剖面数据自动检测方法与流程

本发明涉及海洋监测，更具体地说，本发明涉及一种海洋温盐深剖面数据自动检测方法。

背景技术：

1、海洋温盐深剖面数据是海洋科学研究和海洋环境监测的重要基础数据，广泛应用于海洋气象、海洋生态、海洋资源开发等领域。传统的海洋温盐深剖面数据采集方法需要人工进行传感器布放、数据采集和记录，工作量大且易受人为因素影响，导致数据准确性和一致性较差，并且受限于人工操作和设备数量，监测范围和频率有限，难以实现对大范围海域的高频次监测，无法及时捕捉海洋环境的动态变化，而且采集到的数据往往是事后分析，无法实时监测和预警海洋环境的异常变化，导致海洋灾害预防和应急响应滞后，亟需一种自动化程度高、监测效率高、数据处理及时且具备预警功能的海洋温盐深剖面数据检测方法，以提高海洋环境监测的整体水平，因此，在此提出一种海洋温盐深剖面数据自动检测方法。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一种海洋温盐深剖面数据自动检测方法，包括以下步骤：

3、步骤一、设定海洋的目标剖面区域，根据剖面区域进行海洋温盐深传感器放置；

4、步骤二、通过放置的每个海洋温盐深传感器分别采集目标剖面区域的温度、盐度和深度信息，得到观测子集，然后将所有的观测子集进行汇总得到剖面观测信息集合；

5、步骤三、对剖面观测信息集合进行处理操作，得到剖面数据处理集合，然后将剖面数据处理集合进行分类，得到第一类剖面数据集合和第二类剖面数据集合；

6、步骤四、根据第一类剖面数据集合绘制可视化图形，得到不同梯度的剖面封闭区域，然后将第二类剖面数据集合投放至可视化图形中，然后进行波动性分析，得到各梯度的剖面封闭区域的波动性分析值；

7、步骤五、在预设的时间窗口下绘制n次可视化图形并进行迁移度分析，得到各梯度的剖面封闭区域的迁移度分析值；

8、步骤六、根据获取目标梯度的剖面封闭区域的波动性分析值、迁移度分析值，然后进行综合分析，得到目标梯度的剖面封闭区域的综合紊乱值；

9、步骤七、将目标梯度的剖面封闭区域的综合紊乱值与该目标梯度的剖面封闭区域预设的紊乱阈值进行对比，根据对比结果决定发出或不发出预警信号。

10、设定海洋的目标剖面区域指的是：建立直角坐标系，设立x轴上的剖面区域的边界值为[xb1,xb2]，设立y轴上的剖面区域的边界值为[yb1,yb2]，将在海洋的指定位置对应的直角坐标系中的矩形区域设为目标剖面区域。

11、在一个优选地实施方式中，根据剖面区域进行海洋温盐深传感器放置指的是：

12、在剖面区域内放置m组移动监测式海洋温盐深传感器，每一组移动监测式海洋温盐深传感器由k个移动监测式海洋温盐深传感器组成，每一组移动监测式海洋温盐深传感器中的k个移动监测式海洋温盐深传感器的标准探测值均相同，且每一组移动监测式海洋温盐深传感器的标准探测值均不相同，还包括h个固定监测式海洋温盐深传感器。

13、在一个优选地实施方式中，将剖面数据处理集合进行分类，得到第一类剖面数据集合和第二类剖面数据集合指的是：

14、将移动监测式海洋温盐深传感器的监测数据分类至第一类剖面数据集合中，将固定监测式海洋温盐深传感器的监测数据分类至第二类剖面数据集合中。

15、在一个优选地实施方式中，步骤四、根据第一类剖面数据集合绘制可视化图形，得到不同梯度的剖面封闭区域指的是：

16、在建立的直角坐标系中的矩形区域中分别对第一类剖面数据集合中的移动监测式海洋温盐深传感器的监测位置进行坐标点标注，然后将归属于同一组的k个移动监测式海洋温盐深传感器的坐标点进行连接，得到一条与矩形区域的两条边线相连接的线段，相邻的两条线段与矩形区域的两条边线共同围成一个封闭区域，按照预设的赋值策略对所有的封闭区域赋予不同梯度，得到不同梯度的剖面封闭区域。

17、在一个优选地实施方式中，将归属于同一组的k个移动监测式海洋温盐深传感器的坐标点进行连接，得到一条与矩形区域的两条边线相连接的线段指的是：使用插值法或拟合法得到一条经过同一组的k个移动监测式海洋温盐深传感器的所有坐标点的平滑的曲线，将超出矩形区域的部分舍去即可得到一条与矩形区域的两条边线相连接的线段。

18、在一个优选地实施方式中，将归属于同一组的k个移动监测式海洋温盐深传感器的坐标点进行连接，得到一条与矩形区域的两条边线相连接的线段指的是：使用最小二乘法得到一条直线，该直线到同一组的k个移动监测式海洋温盐深传感器的所有坐标点的距离之和最小，将超出矩形区域的部分舍去即可得到一条与矩形区域的两条边线相连接的线段。

19、在一个优选地实施方式中，第二类剖面数据集合投放至可视化图形中，然后进行波动性分析，得到各梯度的剖面封闭区域的波动性分析值指的是：

20、对第二类剖面数据集合中的h个固定监测式海洋温盐深传感器的监测位置进行坐标点标注，获取位于同一个梯度的剖面封闭区域内所有的海洋温盐深传感器在同一时间的温度数据平均值、盐度数据平均值，按照观测时间进行排序，得到一组由温度数据平均值组成的组合一，一组由盐度数据平均值组成的组合一，接着计算组合一的标准差并标记为s1，计算组合二的标准差并标记为s2，然后计算该梯度的剖面封闭区域的波动性分析值：；f1、f2均为预设的波动系数，bfi为该梯度的剖面封闭区域的波动性分析值。

21、在一个优选地实施方式中，在预设的时间窗口下绘制n次可视化图形并进行迁移度分析，得到各梯度的剖面封闭区域的迁移度分析值指的是：

22、绘制n次可视化图形，获取相邻两次可视化图形中同一梯度的剖面封闭区域的面积差值并标记为jdi，然后进行迁移度分析值计算：；qyi为该梯度的迁移度分析值。

23、根据获取目标梯度的剖面封闭区域的波动性分析值、迁移度分析值，然后进行综合分析，得到目标梯度的剖面封闭区域的综合紊乱值指的是：获取目标梯度的剖面封闭区域的波动性分析值bfi、迁移度分析值qyi，然后进行计算：;w1、w2均为预设的紊乱系数，t1、t2分别为预设的波动性标准值、迁移度标准值，wli为综合紊乱值。

24、在一个优选地实施方式中，将目标梯度的剖面封闭区域的综合紊乱值与该目标梯度的剖面封闭区域预设的紊乱阈值进行对比，根据对比结果决定发出或不发出预警信号指的是：

25、获取目标梯度的剖面封闭区域的综合紊乱值wli，该目标梯度的剖面封闭区域预设的紊乱阈值并标记为ywi，当目标梯度的剖面封闭区域的综合紊乱值wli大于等于该目标梯度的剖面封闭区域预设的紊乱阈值ywi时，发出预警信号，当目标梯度的剖面封闭区域的综合紊乱值wli小于该目标梯度的剖面封闭区域预设的紊乱阈值ywi时，不发出预警信号，该目标梯度的剖面封闭区域预设的紊乱阈值ywi满足以下要求：预设有标准紊乱阈值并标记为wb，目标梯度标记为ti，则。

26、本发明的技术效果和优点：

27、本发明通过在剖面区域内放置多个移动和固定监测式海洋温盐深传感器，能够全面、精确地获取海洋剖面的温度、盐度和深度数据，不同类型的传感器组合使用，增加了数据的覆盖范围和准确性，数据自动采集、汇总和处理，减少了人为操作的误差和工作量，自动分类和可视化绘图使得数据分析更加直观和高效，能迅速识别海洋剖面的变化情况。

28、本发明通过对温度、盐度和深度数据进行综合分析，得到剖面封闭区域的波动性分析值和迁移度分析值，有助于全面了解海洋剖面的动态变化，综合紊乱值的计算进一步提供了对海洋环境稳定性的定量评估；根据综合紊乱值和预设的紊乱阈值进行对比，及时发出预警信号，当海洋剖面数据出现异常时，可以迅速做出反应，避免或减少海洋灾害的影响，提高海洋监测和管理的安全性和可靠性。

29、本发明中的传感器放置和数据处理步骤具有较强的灵活性，可以根据不同的监测需求和海洋环境条件进行调整，预设的探测系数和阈值也可以根据实际情况进行优化，适应不同的应用场景，移动和固定监测式传感器的结合使用，使得监测设备的利用率最大化，移动传感器能够覆盖更大的区域，而固定传感器提供稳定的长期数据参考，两者互补提高了监测系统的整体效能。