CN112804271B - 数据压缩方法、装置、终端及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及数据压缩技术领域，公开了一种数据压缩方法、装置、终端及计算机可读存储介质。其中，数据压缩方法包括：将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组；其中，各分组中分别包含相同属性的作业数据；根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流；其中，各分组编码流中均包含分组中作业数据的关键信息；将所述各分组作业数据对应的编码流合并生成一条数据流。本发明实施例通过将作业数据分组，并根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，对其中的关键信息进行编码，最后拼接得到一条数据流，使得一条数据流中尽可能多的包含一些关键信息，不仅可以传输多种属性的作业数据，而且提高了传输效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及数据压缩技术领域，特别涉及一种数据压缩方法、装置、终端及计算机可读存储介质。
背景技术
人工影响天气（简称“人影”）飞机作为对局部天气作业对象实施影响的重要作业手段，具有作业实时性强、飞行地域跨度广、飞行时间长、效益影响范围广等特点，作业规模近年来也在不断扩大，应用于各类扑火抗旱、水库扩容、改善空气质量和林草生态改善等任务中。
人工影响天气飞机作为可以挂载精密探测仪器、播撒装置的高速飞行的航空器，又面对复杂多变的作业环境，其飞行过程需要动态跟踪和实时指挥。
基于重大服务航空安全、确保作业任务按期执行和飞机作业实时指挥交互的考虑，作业飞机需要将实时位置、飞行动态、播撒作业信息、探测数据以及空地沟通情况的短信迅速传输至有关的地面指挥中心。另一方面， 针对地面各级指挥中心，需要保障其能够实时监控并展示机载探测数据、飞行动态、播撒作业信息，并向各飞机发送最新作业指令，时刻保持与机上人员的信息交流，确保协同完成预定的人影作业任务。因此，尽可能多的作业数据下传到地面指挥中心，可以帮助地面指挥中心监视飞行状态、判读作业条件、确认作业执行、实时初步评价作业效果。
北斗短报文是北斗导航定位系统进行信息传输的重要技术手段，其发送的信息量根据北斗卡的级别不同，发送短报文的时间间隔和字符限制不同。特批北斗卡的短报文最短发送时间间隔为30秒且一次最多240个字符，而普通卡的短报文最短发送时间间隔为60秒且一次最多78个字符。人影飞机基本配备的都是普通卡。这就带来一个需求，如何在发送间隔为60秒1条的78个字符的短报文中，尽量多的传输多条完整信息至地面指挥中心。
针对北斗卫星短报文的传输压缩实现有以下几种方案：第一种方案，通过对数据分组并压缩编码，再通过字符串重组器形成重组后的字符串，实现3条飞行器等高动态目标全要素信息（标识ID、位置、速度、高度、状态）的北斗短报文加密传输；第二种方案，从待压缩数据的数据类型构成出发，针对不同类型的文本型数据和数值型数据，选择不同的压缩编码方法（霍夫曼等），形成最终压缩后的北斗短报文。
但是，上述压缩方法并不适用于人工影响天气领域内的作业相关数据的通用、高效传输，可移植性不强。人影飞机不只是飞行器，还是探测设备和播撒作业装备，传输的不仅仅是空地之间沟通的文本信息，还有飞行全要素、探测要素、播撒信息，需要压缩的信息量更大、更复杂多样，需要更有针对性的解决方案。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种数据压缩方法、装置、终端及计算机可读存储介质，使得数据传输效率更高。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种数据压缩方法，包括以下步骤：
将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组；其中，各分组中分别包含相同属性的作业数据；
根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流；其中，各分组编码流中均包含分组中作业数据的关键信息；
将所述各分组作业数据对应的编码流合并生成一条数据流。
本发明的实施方式还提供了一种数据压缩装置，包括：
分组模块，用于将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组；其中，各分组中分别包含相同属性的作业数据；
编码模块，用于根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流；其中，各分组编码流中均包含分组中作业数据的关键信息；
合并模块，用于将所述各分组作业数据对应的编码流合并生成一条数据流。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过将作业数据分组，并根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，对其中的关键信息进行编码，最后拼接得到一条数据流，使得一条数据流中尽可能多的包含一些关键信息，不仅可以传输多种属性的作业数据，而且提高了传输效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种数据压缩方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种数据排序流程图；
图3是本发明实施例提供的一种编码流拼接示意图；
图4是本发明实施例提供的一种数据压缩装置的结构图；
图5是本发明实施例提供的一种终端的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明的第一实施方式涉及一种数据压缩方法，流程如图1所示，具体如下：
步骤S11：将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组；其中，各分组中分别包含相同属性的作业数据。
其中，人工影响天气飞行设备可以为飞行器或飞机。具体的，可以在人工影响天气飞行设备中安装计算机或笔记本电脑，通过计算机或笔记本电脑采集该人工影响天气飞行设备产生的作业数据。
其中，作业数据包括作业指令（例如，空地之间互发的文本形式的短信息）、飞行动态（例如，飞机编号、日期、时间、经度、纬度、海拔高度、航速、航向等）、作业播撒信息（例如，催化剂种类及用量、催化起止的位置和时间等）、探测数据等。
其中，探测数据又可细分为飞机实时探测到的气象基本要素（例如，气压、温度、湿度等）、云微物理数据（例如，飞机挂载的各类仪器针对云进行探测得到的各类数据，主要包括云宏观图像、积冰图像、CDP（Cloud Droplet Probe，云滴探头）滴谱、CIP（Cloud ImagingProbe，云粒子图像探头）滴谱、PIP（Precipitation Imaging Probe，降水粒子图像探头）粒子谱、LWC（Liquid Water Content，液态水含量探头）数值等，这些数据是气象专家判定云类型、云系特征、作业条件的主要依据之一）。
在上述数据中，需要不间断传输的作业数据包括飞行动态、气象基本要素、云微物理数据。作业播撒信息在开始播撒时需要不间断传输，播撒完毕后停止传输。作业指令根据现场指挥实际需求进行不定时传输。
在本实施方式中，飞行动态可以采用如下表现形式，依次为序号、飞行设备编号、日期、时间、经度、纬度、海拔高度、航速、航向：
["01579,B3435,20200420,100143,123.95616,42.62146,3889,416,091 ",
"01580,B3435,20200420,100144,123.95753,42.62146,3889,415,093",
"01581,B3435,20200420,100145,123.95891,42.62146,3888,414,096"]
作业播撒信息可以采用n*11（n>=1）个字节的字符串表示，每11个字节采用作业弹药编码（8字节）+用量编码（3字节），用于标识当前时刻使用的催化剂种类及其播撒量。例如，飞行设备作业过程中同时启用一种以上的催化剂，相应的催化剂种类及用量顺序排列，从而形成11的整数倍长度的字符串。例如：01210305010，表示01厂商、2机上使用、1人工冰核、03焰条、05型号、010根启用燃烧。
由于探测数据容量庞大，全部下传至地面指挥中心不太可能，在本实施方式中，可以选取部分数据下传。例如，选取CDP、CIP、液态水含量3类仪器的总体指示值（均为浮点型数值），作为机载实时探测对云中实况的探测指标值，下传至地面指挥中心。
在本实施方式中，可以根据数据属性将对应的作业数据分组，例如，以上述四种数据属性对应的作业数据为例，可以将作业数据划分为作业指令、飞行动态、作业播撒信息、探测数据等。
步骤S12：根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流；其中，各分组编码流中均包含分组中作业数据的关键信息。
具体的，可以根据各分组数据的特点及关键信息采用适合的编码方式，以实现对数据的最大压缩。例如，可采用的编码方式包括有损压缩和无损压缩。
步骤S13：将所述各分组作业数据对应的编码流合并生成一条数据流。
例如，在北斗导航定位系统场景下，通常采用北斗短报文的形式传输数据，而其传输的信息量根据北斗卡的级别不同，发送短报文的时间间隔和字符限制不同。例如，特批北斗短报文卡的短报文最短发送时间间隔为30秒且一次最多240个字符，而普通北斗短报文卡的短报文最短发送时间间隔为60秒且一次最多78个字符。因此，如果直接传输所述数据流，则所述数据流占用的字节空间不超过北斗短报文卡限制的字节空间（例如，240个字符或78个字符）。
另外，为了尽量的将尽可能多的关键信息包含在一条数据流中，可以对数据流进行进一步压缩以短报文的形式进行传输。这种情况下，如果采用普通北斗短报文卡传输，则所述数据流占用的字节空间不超过90个字符。
并且，由于北斗短报文容量限制例如78个字符，一次只能收发一组飞行状态信息或播撒信息。当飞机上有多路数据需要下传时，只能选择下传其中一种类型的数据。通过本实施方式，一次北斗短报文传输尽量多人影作业有关数据的问题，尤其解决以往一次一条短报文只能下传一种类型的数据的问题，将人影作业有关的多路信息尽可能多地选择关键值都尽量压缩在一条短报文中下传。
另外，当出现短信占用空地较多，剩余空间紧张时，探测数据采用损失部分精度或详细信息的方法，保证探测数据仍能下传至地面；在无短信的情况下，基本可以保障4条飞行状态及少量播撒信息的一次性下传，地面指挥中心获得的信息量可以成倍提升。
本实施方式通过将作业数据分组，并根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，对其中的关键信息进行编码，最后拼接得到一条数据流，使得一条数据流中尽可能多的包含一些关键信息，不仅可以传输多种属性的作业数据，而且提高了传输效率。
在一个可选的实施方式中，步骤S11包括：
步骤S111：对各路固定时间间隔内的数据进行时间和/或空间对准形成分布表格。
在本实施方式中，在固定时间间隔（例如，30s或60s）内，采集各路飞行设备的作业数据。例如，如下示例为采集的作业数据：
作业指令：[{"T":"2019-11-20 17:58:21","MSG":"CDP仪器正常"},{"T":"2019-11-20 17:58:44","MSG":"已按照原计划开始作业"}]
飞行状态：["01893,B3435,20191120,175801,113.30200,34.26189,04200,353,269",
"01894,B3435,20191120,175802,113.29977,34.26207,04201,353,269",
...
"01943,B3435,20191120,175858,113.24037,34.26636,04199,354,269",
"01944,B3435,20191120,175859,113.23935,34.26636,04199,353,269"]
播撒信息：["B3435,20191120,175821,00200300003",
"B3435,20191120,175822,00200300003",
...
"B3435,20191120,175858,00200300003",
"B3435,20191120,175859,00200300003"]
探测数据：["B3435,20191120,175801,-07.8,999,-0.955,0,0",
"B3435,20191120,175802,-07.8,999, -0.958,0,0",
...
"B3435,20191120,175858,-07.8,999,0.152,0.06,0.972",
"B3435,20191120,175859,-07.8,999,0.155,0.12,4.3"]
首先对上述作业数据进行时空对准，形成如下表一所示的按时间分布的表格即分布表格：
表一
步骤S112：根据出现在所述分布表格内的数据的属性创建分组。
从上述表一中可以看出，出现在表一中作业数据包括2条短信字符串、33个作业播撒信息相关的值、60组飞行状态相关的值、60组探测数据相关的值，因此可以创建如下分组：指令短信分组、作业播撒信息分组、飞行状态分组、探测数据分组。
在一个可选的实施方式中，步骤S12包括：
步骤S121：确定各分组的优先级，及根据各分组的优先级对组中关键信息进行排序。
在本实施方式中，根据分组中作业数据的重要缓急程度为各个分组赋予不同的优先级，例如，表格中的短信分组，其是最紧急的信息传达，否则可能影响飞行设备的安全或执行命令，所以其优先级最高。作业播撒信息分组是未来重要确定人工影响天气的范围的依据，也是效果检验的重要依据所以其优先级次之。飞行状态分组是判断飞行设备安全和状态的一个监视依据，探测数据分组是为了能更好的判断作业是否科学和周边实时环境，没有不影响大局，因此飞行状态分组的优先级高于探测数据分组。
在确定了各分组优先级顺序之后，各分组内的各个关键信息也会重新排序。例如，如果某个关键信息A与比其优先级高一级的分组内的某个关键信息B有时空一致性，则该关键信息A在自己的分组内会被赋予与关键信息B相同的优先级。
在本实施方式中，预先对各分组进行关键信息选取和数据抽析。例如，短信分组，将分组内所有字符串进行字符串拼接，例如，形成“机上探测仪器正常。已按照原计划开始作业。”的字符串。如果短信分组为空，则后续不再在下传的北斗短报文中分配给短信指令空间。
例如，作业播撒信息分组，其数据具有2个不确定性，一是播撒不定时出现，即一个北斗传输时间间隔内，可能飞行设备可能会执行播撒，也可能飞行设备就是飞行或者飞行兼探测；二是播撒类型和数量不确定，播撒的类型分为焰条、焰弹、致冷剂、吸湿剂等多种类型，数量随机。例如在一个北斗传输时间间隔内，可能会启动燃烧焰条4根或其他任意数量，也可能是突然发射焰弹10发或其他任意数量，或者两种播撒类型都有。因此播撒信息分组按时间顺序，选取每个播撒类型第一次出现或者播撒剂量出现突然变化的关键点，其余点清除。如果作业播撒分组为空（也就是说这个时间间隔内，没有执行播撒作业），则后续不再在下传的北斗短报文中分配给作业播撒信息的空间。
飞行状态分组选取如下关键信息：作业播撒信息分组内的关键信息（即优先级高的那些时空一致点）所对应的飞行状态、时间间隔内中间时间时所所对应的飞行状态、最近那个时间点所对应的飞行状态、时间间隔内3/4和1/4时间轴位置点的飞行状态，其余点清除。这样，在一个时间间隔内，即使没有播撒作业，也可以等时间间隔抽析采样4个关键点。
探测数据分组按照飞行状态分组的关键信息（即优先级高的那些时空一致点），选择这些对应位置的探测数据，并根据飞机所配备的观测仪器确定存放哪些类型的观测要素值，另外还增加选取每个仪器最大和最小值出现的关键点。如图2所示，为作业数据分组、确定分组优先级、及为分组内关键信息进行排序的流程图示例。
步骤S122：按照各分组的优先级依次对组中排序后的关键信息进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
根据优先级依次处理各分组，各分组各自编码并各自压缩，按照二进制字节进行重新编码。并且，可以根据其所处优先级以及其前面的优先级较高的有关分组的空间占用情况，选择无损或有损压缩策略，完成各个分组的压缩。
以作业播撒信息分组为例，可以采用有损压缩或无损压缩，在无损压缩情况下，催化剂播撒信息可以由11个字节压缩为3字节，如下表二所示：
表二
自定义3字节存储格式说明如下：
厂商代码：第一字节7~3，共5位，低位在右侧，数据不足左侧补零。
弹药型号：第一字节2~0和第二字节7~6，共5位，低位在右侧，数据不足左侧补零。
当前用量：第二字节5~0和第三字节7~0，共14位，低位在右侧，数据不足左侧补零。
根据《人工影响天气作业信息格式规范》要求，飞机作业实时上传信息格式说明中的催化剂种类及用量格式（11字节），说明如下：
作业弹药编码采用《人工影响天气作业装备与弹药统一标识技术规范》（附件1）中的格式规定：作业弹药编码格式共8字节，包括：厂商代码（2字节）+使用方式（1字节）+催化剂种类(1字节)+弹药样式（2字节）+弹药型号（2字节）；
用量编码（3字节）。如作业弹药为烟条指当前时刻燃烧根数，不足3位高位补0；如作业弹药为焰弹指当前时刻击发的个数，不足3位高位补0；如作业催化剂为液氮/干冰时指当前时刻催化剂播撒率，固态催化剂播撒率单位为千克（克）/秒，液态催化剂播撒率单位为升（毫升）/秒，精确到个位，位数不足高位补0）。
例如：01210305010，表示01厂商、2飞机用、1人工冰核、03焰条、05型号、010根启用。如飞机作业过程中同时有一种以上的催化剂启用，相应的催化剂种类及用量以上述格式顺序排列。
现根据北斗传输内容的长度限制，使用3个字节代替《人工影响天气作业信息格式规范》中的11字节，例如下表三、表四、和表五所示：
表三：压缩后的3字节代替催化剂种类及用量格式11字节对应关系表
表四：厂商代码自定义格式与催化剂种类及用量格式对应关系表
表五：弹药型号自定义格式与催化剂种类及用量格式对应关系表
当前时刻催化剂用量使用14个bit存储，代表催化剂种类及用量格式中的3字节用量编码。存储的最大用量是整数16383。
在有损压缩情况下，催化剂播撒信息由11个字节压缩为2字节，即去掉厂商代码，如下表六所示：
表六
以飞行动态分组为例，可以采用无损压缩和有损压缩。采用无损压缩时，长度：21字节，具体含义如下表七所示：
表七
采用有损压缩时，只保留4项，长度：12字节，具体含义如下表八所示：
表八
对于经纬度格式的编码，保留小数点后5位，协议中做经纬度转换，将度值乘以100000，转换成整数，解析时将度值除以100000，还原经纬度原值，如下表九所示：
表九
符号位：第一字节的最高一位存储符号位，0为正（E/N），1为负(W/S)；N:北纬,S:南纬,E:东经,W:西经。
数值位：转换后的整数值，低位在右侧，数据不足左侧补0。
对于海拔高度格式的编码，如下表十所示：
表十
符号位：第一字节第7位最高位存储数值的正负关系，正数填0，负数填1。
数值位：第一字节的0至6位和第二字节的全部8位存储具体数值，低位在右侧，位数不足时高位补零。
对于时间格式的编码，如下表十一所示：
表十一
小时数据存储在第一字节的4、5、6、7位上，共4位，低位在右侧，数据不足左侧补0。小时数据为12小时制。
分钟数据存储在第一字节的0、1、2、3位和第二字节的6、7位上，共6位，低位在右侧，数据不足左侧补0；
秒数据存储在第二字节的0、1、2、3、4、5位上，共6位，低位在右侧，数据不足左侧补0。
以探测数据分组为例，对于温度格式的编码，温度数据精确到小数点后一位，下传时扩大10倍取整数。如下表十二所示：
表十二
符号位：第一字节第7位最高位存储数值的正负关系，正数填0，负数填1。
数值位：第一字节的0至6位和第二字节的全部8位存储具体数值，低位在右侧，位数不足时高位补零。
对于湿度格式的编码，用1字节表示，取值为0~100 。
对于LWC/CDP/CIP的数据格式，数据精确到小数点后两位，下传时扩大100倍取整数，如下表十三为例：
表十三
符号位：第一字节第7位最高位存储数值的正负关系，正数填0，负数填1。
数值位：第一字节的0至6位和第二字节的全部8位存储具体数值，低位在右侧，位数不足时高位补零。
在一个可选的实施方式中，步骤S12具体包括：根据已编码分组作业数据的编码流的空间占用情况，对待编码分组作业数据进行无损压缩编码或有损压缩编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
例如，根据其所处优先级以及其前面的优先级较高的有关分组的空间占用情况，选择无损或有损压缩策略，完成各个分组的压缩。
可采用如下两种压缩方式：第一种方式，采用占用字节空间较小的关键词替换各分组作业数据中占用字节空间较大的关键词；对替换后的各分组作业数据进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流。第二种方式，采用占用字节空间较小的预设句式模板替换各分组作业数据中占用字节空间较大的标准化汇报语句；对替换后的各分组作业数据进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流。为了进一步减少短信指令所占空间，以便腾出空间传输其他数据，可以将上述两种方式综合运用。
第一种方式，例如，以短信分组为例，因为短信、播撒在每个间隔时间内可能出现各种随机情况，探测数据根据飞机携带仪器、开启时间段不同会有不同的随机情况产生，为保障至少有一组数据是无损压缩与原始数据保持一致，特别注意，每个分组内部排序第一的值会使用“无损压缩”编码，剩余的值则使用“有损压缩”编码。
例如，时间的处理，原始数据至少为YYYYMMDDHHmmss，占用14个字节，压缩为二进制数据用原子时GPS Time（4字节，用长整型表示时间类型，从1970-01-01开始计时）。
由于短信涉及字符串压缩，需要使用无损压缩。使用字典对字符串编码并压缩时，如果字符串本身包含的重复字符比较多，会压缩比比较高。但是人影作业过程中的短信更多是指令性质，具有短小精悍、专业术语多和具有模板规则，与日常聊天形式的短信语句有很大不同。实际过程中，空地通信指挥过程的空地沟通语句，除了虚词、标点符号较多重复外，很多使用频率高的单词或词组，虽然在整个飞机过程中经常使用，比如每架飞机编号、“过冷水含量”、“DMT（Droplet Measurement Technologies）公司设备”、 “云微物理探测”、“催化剂”、“播撒”等词汇，但是在一次下传的一句话中却也只出现一次。
因此，在本实施方式中，可以预先建立专业关键词字典，对一些高频关键词汇建立专业的关键词编码，将短信内容中的关键词做编码替代。关键词要求本身长度必须为2个汉字或3个英文字符以上，以确保编码后的关键词小于原关键词所占空间。关键词词典按照词长由长到短顺序进行排序，便于快速查找出最大长度的关键词并转码，如“液态水含量”这个常用词用一个编码肯定要优于拆成“液态水”、“含量”两个编码。
第二种方式，以人影空地沟通为例，根据人影空地沟通交流中使用频率的句式专门建立句式模板，从而将一句设计包含很多专业术语汇报的标准化汇报语句压缩成预设句式模板即函数句式模板，整个句子压缩成函数模板形式，例如“当前云宏观观测中，为：入云，中等颠簸，机翼结冰，有雨线”等标准式的云宏观汇报语句，变成“=FR（4,C=1,DB=2,ICE=1,R=1）”类似的模板表示，模板里面的参数在模板参数库中都有对应约定，地面接收后可以对照模板参数库很快进行语句对应翻译，原语句含义不变。这样可以大幅度减少短信占用的空间，从而空出更多空间下传其他数据，从而解决短信与其他数据互斥的问题。短信经过编码转换后，再使用常用的无损压缩算法如LZW（Lempel-Ziv-Welch Encoding，串表压缩算法）压缩，形成的数据流并确定所占空间。
模板类似于函数，可以由空地指挥人员在短信录入界面上根据空地交流实际的随机需求，选取所需要的某个语句模板，然后快速对应填写参数，发送的短信会自动生成，传输过程中用模板码代替，对方接收到后，界面会将模板码自动翻译回原来的短信语句。
模板按应用场景分为三类：命令、汇报、问询，分别用于传递指令（用“=F（类型，参数,参数…）”形式）、汇报机上人工观测现象和作业情况（用“=R（类型，参数,参数…）”形式）、请示或询问某些操作和观测（用“=Q（类型，参数,参数…）”形式）。
例如：高频使用的命令句子“收到请立即回复”用“=F（1，0）”模板直接替代，1表示“收到请回复”，0表示“立即”；“10分钟后返航”用模板“=F（6，8，10）”替代，6表示飞机状态，包括准备/加电/断电/开车/关车/起飞/飞行/返航/降落/延迟/迫降等不同状态，8表示返航，10表示10分钟，如为0则表示立即；如命令句子“立即开始播撒作业”用模板“=F（3，0）”替代，3表示作业播撒类型，0表示立即。
汇报句子“当前播撒作业是燃烧焰条（冷云）5根”用模板“=R（3，1，5）”代替，3表示作业播撒类型，1表示焰条（冷云），5表示燃烧5根；汇报句子“当前云微观测中，云中的液态水含量值为-0.2” 用模板用“=R（5，LWC=-0.2）”直接替代,5代表云微观测，LWC表示液态水含量参数；汇报句子“当前云宏观观测中，入云，中等颠簸，机翼结冰，有雨线” 用模板用“=R（4,C=1,DB=2,ICE=1,R=1）”直接替代,4表示云宏观观测，其他分别为云的宏观参数名称。
询问句子“当前云微观测中，云中的液态水含量值如何；温度如何”用“=Q（5，LWC，T）”直接替代，5表示云微观观测，其他分别为要询问的云的微观参数名称；同理，询问句子“当前云宏观观测中，是否入云” 用“=Q（4,C）”直接替代；“是否10分钟后返航”用模板“=Q（6，8，10）”替代。
在一个可选的实施方式中，步骤S13具体包括：
步骤S131：将所述人工影响天气飞行设备的设备编号、各分组数据个数或长度作为表头数据，所述表头数据初始为空。
步骤S132：依次获取所述各分组作业数据的编码流中的数据，并顺序拼接。
步骤S133：根据获取的数据更新所述表头数据中的数据个数或长度，并从各分组中清除获取的数据，直至拼接后的数据流的所占的字节空间超过预设字节空间或拼接完成所有分组的数据结束拼接流程。
具体的，按90个字符空间限制，先写入表头作为初始编码流，内含各分组的个数和长度，然后按照分组优先级和组内排序从高到低顺序，对各分组编码进行拼接，每个分组内的每个关键信息依次处理。如图3所示，在拼接时，每个分组内部排序第一的值会被放置在“无损压缩部分”，剩余的值才被放入“有损压缩部分”。每个分组内处理完的关键信息会从分组内清除，直至当前分组内所有的关键信息均被处理完毕，分组为空后，进入更低的优先级的下一个分组内同样处理。终止条件为处理完毕所有的分组或者拟拼接当前编码后形成的编码流超出90个字符空间限制。根据处理情况，更新表头内的各分组的个数和长度。如下表十四所示，表头的结构和内容，占8个字符位置：
表十四
具体拼接流程如下：建立表头空间，所有个数均置为0。读取短信分组，拼接上一步骤完成压缩后的短信流，并将短信长度更新到表头。依次读取播撒信息分组、飞行状态分组、探测数据分组的排序第一的值，如有则顺序拼接并更新表头内对应的个数值，如无则跳过，并从各个分组中清除其排序第一的值。按照各分组优先级顺序、组内排序由高到低的顺序，依次读取各分组内的值，并进行拼接。如果拼接后的字符串>90个字节，则摒弃最后一次拼接并退出，否则继续更新表头内对应的个数值（加1），直至所有分组处理完毕。
经过上述流程，拼接形成的一个示例数据流如图2所示。“播撒1”表示播撒分组内排序第1的顺序最高的那个播撒信息，“播撒2”表示播撒分组内排序第2的播撒信息。其他依次类推。
这里需要指出数据的不确定性，比如除了飞行状态基本确定外，每次飞行的过程中，每次发送的短信输入不定长、并且不定时，每次飞行过程沟通频率完全随机，播撒时间、时长和位置都是不确定的，探测也跟仪器有关，有的飞机带很多种仪器，有的飞机只有温度传感器，探测也是不确定的。
因此拼接过程后形成的码流串是随机长的，里面包含的内容数量也是随机的，所以要依靠表头告知地面，根据表头里面的信息进行解码，再逐项解出来。
例如，图中的短信串可能某次下传中可能包含，但是在飞行过程中的很多时间间隔内，可能都不包含。同理，播撒信息也是如此。
为了确保拼接后的编码流能够满足北斗短报文要求的78个字符长度限制，使用约定的无损压缩方法（例如但不限于LZW压缩），将该编码流压缩后，如果仍然超出形成的最终编码流交付北斗发送端，向地面发送。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第二实施方式涉及一种数据压缩装置，如图4所示，包括：
分组模块21用于将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组；其中，各分组中分别包含相同属性的作业数据；
编码模块22用于根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流；其中，各分组编码流中均包含分组中作业数据的关键信息；
合并模块23用于将所述各分组作业数据对应的编码流合并生成一条数据流。
进一步的，所述数据流占用的字节空间不超过北斗短报文卡限制的字节空间。
进一步的，所述分组模块21具体用于：对各路固定时间间隔内的数据进行时间和/或空间对准形成分布表格；根据出现在所述分布表格内的数据的属性创建分组。
进一步的，所述编码模块22具体用于：确定各分组的优先级，及根据各分组的优先级对组中关键信息进行排序；按照各分组的优先级依次对组中排序后的关键信息进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
进一步的，所述编码模块22具体用于：根据已编码分组作业数据的编码流的空间占用情况，对待编码分组作业数据进行无损压缩编码或有损压缩编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
进一步的，所述编码模块22具体用于：采用占用字节空间较小的关键词替换各分组作业数据中占用字节空间较大的关键词；对替换后的各分组作业数据进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
进一步的，所述编码模块22具体用于：采用占用字节空间较小的预设句式模板替换各分组作业数据中占用字节空间较大的标准化汇报语句；对替换后的各分组作业数据进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
进一步的，所述合并模块23具体用于：将所述人工影响天气飞行设备的设备编号、各分组数据个数或长度作为表头数据，所述表头数据初始为空；依次获取所述各分组作业数据的编码流中的数据，并顺序拼接；根据获取的数据更新所述表头数据中的数据个数或长度，并从各分组中清除获取的数据，直至拼接后的数据流的所占的字节空间超过预设字节空间或拼接完成所有分组的数据结束拼接流程。
值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本发明第三实施方式涉及一种终端，如图5所示，包括至少一个处理器31；以及，与所述至少一个处理器31通信连接的存储器32；其中，所述存储器32存储有可被所述至少一个处理器31执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器31执行，以使所述至少一个处理器31能够执行本发明中第一实施方式所述的数据压缩方法。
其中，存储器32和处理器31采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器31和存储器32的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
处理器31负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本发明第四实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现本发明中第一实施方式所述的数据压缩方法。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备（可以是单片机，芯片等）或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.一种数据压缩方法，其特征在于，包括：
将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组；其中，各分组中分别包含相同属性的作业数据；
作业数据包括作业指令、飞行动态、作业播撒信息、探测数据；
根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流；其中，各分组编码流中均包含分组中作业数据的关键信息；
将所述各分组作业数据对应的编码流合并生成一条数据流；
所述根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流，包括：
确定各分组的优先级，及根据各分组的优先级对组中关键信息进行排序；如果某个关键信息A与比其优先级高一级的分组内的某个关键信息B有时空一致性，则该关键信息A在自己的分组内会被赋予与关键信息B相同的优先级；
按照各分组的优先级依次对组中排序后的关键信息进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流；
所述作业数据包含多路固定时间间隔内的数据，所述将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组，包括：
对各路固定时间间隔内的数据进行时间和/或空间对准形成分布表格；
根据出现在所述分布表格内的数据的属性创建分组；
表格中的短信分组，其是最紧急的信息传达，否则影响飞行设备的安全或执行命令，所以其优先级最高；作业播撒信息分组是未来重要确定人工影响天气的范围的依据，其优先级次之；飞行状态分组是判断飞行设备安全和状态的一个监视依据，探测数据分组用于判断作业是否科学和周边实时环境，飞行状态分组的优先级高于探测数据分组；
飞行状态分组选取如下关键信息：作业播撒信息分组内的关键信息所对应的飞行状态、时间间隔内中间时间所对应的飞行状态、与当前处理时间最近的具有作业状态的时间点所对应的飞行状态、时间间隔内3/4和1/4时间轴位置点的飞行状态，其余点清除；
探测数据分组按照飞行状态分组的关键信息，选择与飞行状态分组对应位置的探测数据，并根据飞机所配备的观测仪器确定存放哪些类型的观测要素值，另外增加选取每个仪器最大和最小值出现的关键点。
2.根据权利要求1所述的数据压缩方法，其特征在于，所述数据流占用的字节空间不超过北斗短报文卡限制的字节空间。
3.根据权利要求1所述的数据压缩方法，其特征在于，所述根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流，包括：
根据已编码分组作业数据的编码流的空间占用情况，对待编码分组作业数据进行无损压缩编码或有损压缩编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
4.根据权利要求1中所述的数据压缩方法，其特征在于，所述根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流，包括：
采用占用字节空间较小的关键词替换各分组作业数据中占用字节空间较大的关键词；
对替换后的各分组作业数据进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
5.根据权利要求1中所述的数据压缩方法，其特征在于，所述根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流，包括：
采用占用字节空间较小的预设句式模板替换各分组作业数据中占用字节空间较大的标准化汇报语句；
对替换后的各分组作业数据进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的数据压缩方法，其特征在于，所述将所述各分组作业数据对应的编码流合并生成一条数据流，包括：
将所述人工影响天气飞行设备的设备编号、各分组数据个数或长度作为表头数据，所述表头数据初始为空；
依次获取所述各分组作业数据的编码流中的数据，并顺序拼接；
根据获取的数据更新所述表头数据中的数据个数或长度，并从各分组中清除获取的数据，直至拼接后的数据流的所占的字节空间超过预设字节空间或拼接完成所有分组的数据结束拼接流程。
7.一种数据压缩装置，其特征在于，包括：
分组模块，用于将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组；其中，各分组中分别包含相同属性的作业数据；作业数据包括作业指令、飞行动态、作业播撒信息、探测数据；
编码模块，用于根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流；其中，各分组编码流中均包含分组中作业数据的关键信息；
所述根据各分组作业数据的属性分别采用相应的编码方式，形成各分组作业数据对应的编码流，包括：
确定各分组的优先级，及根据各分组的优先级对组中关键信息进行排序；如果某个关键信息A与比其优先级高一级的分组内的某个关键信息B有时空一致性，则该关键信息A在自己的分组内会被赋予与关键信息B相同的优先级；
按照各分组的优先级依次对组中排序后的关键信息进行编码，形成各分组作业数据对应的编码流；
所述作业数据包含多路固定时间间隔内的数据，所述将人工影响天气飞行设备产生的作业数据分为多组，包括：
对各路固定时间间隔内的数据进行时间和/或空间对准形成分布表格；
根据出现在所述分布表格内的数据的属性创建分组；
表格中的短信分组，其是最紧急的信息传达，否则影响飞行设备的安全或执行命令，所以其优先级最高；作业播撒信息分组是未来重要确定人工影响天气的范围的依据，其优先级次之；飞行状态分组是判断飞行设备安全和状态的一个监视依据，探测数据分组用于判断作业是否科学和周边实时环境，飞行状态分组的优先级高于探测数据分组；
飞行状态分组选取如下关键信息：作业播撒信息分组内的关键信息所对应的飞行状态、时间间隔内中间时间所对应的飞行状态、与当前处理时间最近的具有作业状态的时间点所对应的飞行状态、时间间隔内3/4和1/4时间轴位置点的飞行状态，其余点清除；
探测数据分组按照飞行状态分组的关键信息，选择与飞行状态分组对应位置的探测数据，并根据飞机所配备的观测仪器确定存放哪些类型的观测要素值，另外增加选取每个仪器最大和最小值出现的关键点；
合并模块，用于将所述各分组作业数据对应的编码流合并生成一条数据流。
8.一种终端，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至6中任一所述的数据压缩方法。
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一所述的数据压缩方法。
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