CN113589294A - 一种水下浅地层剖面数据的处理方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水下浅地层剖面数据的处理方法、系统、设备及介质，方法包括：接收至少一水下浅地层剖面的原始数据文件，对原始数据文件进行格式识别和解析，提取原始数据导入第一数据库；在原始数据中读取回波信号数据，对回波信号数据进行去噪和增强，生成浅地层剖面图像导入第二数据库；在浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库；对第二数据库和第三数据库中数据文件进行格式转化，并根据需求转化成相应的文件格式类型导出。本发明可以改善浅地层剖面数据质量，提高浅地层剖面数据的信噪比和分辨率，实现浅地层剖面数据的可视化。
Description
技术领域
本发明属于海洋测绘技术领域，具体涉及一种水下浅地层剖面数据的处理方法、系统、设备及介质。
背景技术
水下浅地层剖面探测是一种基于水声学原理，通过连续走航方式对水底浅剖地层进行精细探测的方法，该方法发射主动源的高频声波信号，利用水底不同岩性地层之间的声阻抗差来产生反射回波信号，再根据回波信号数据对水下底质的类别、分布及性质进行识别、划分；该技术是海底浅地层精细勘测手段之一。
目前基于水下结构体的浅地层剖面探测应用已十分广泛，在工程建设调查、桥墩冲淤监测、航道疏浚调查、通讯光缆与油气管道的路由调查及检测等领域都有广泛应用，急需一套系统化的数据后处理方法，通过对原始浅地层剖面数据进行高分辨率处理，改善浅剖数据质量，提高浅地层剖面数据的信噪比和分辨率，有效实现浅剖数据的解释与可视化。
发明内容
针对现有技术的改进需求，本发明提供了一种水下浅地层剖面数据的处理方法、系统、设备及介质，该方法能够有效实现水下浅剖探测数据的解释与可视化呈现。
为实现上述目的，按照本发明第一方面，提供一种水下浅地层剖面数据的处理方法，所述方法包括：
接收至少一水下浅地层剖面的原始数据文件，对所述原始数据文件进行格式识别和数据解析，提取原始数据导入第一数据库；
在所述原始数据中读取回波信号数据，对所述回波信号数据进行去噪和增强处理，生成浅地层剖面图像导入第二数据库；
在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对所述地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库；
对所述第二数据库和第三数据库中数据文件进行格式转化，并根据需求转化成相应的文件格式类型导出。
进一步地，所述对所述原始数据文件进行格式识别和数据解析，提取原始数据导入第一数据库，包括：
对所述原始数据文件进行格式识别，剔除未识别文件；
根据格式识别结果对所述原始数据文件进行数据读取和解析，提取原始数据，并对所述原始数据的图谱进行预览；
对所述原始数据进行预处理后，导入第一数据库；
其中，所述原始数据的图谱包括勘测航迹图谱、以及回波信号数据的振幅图谱、相位图谱、F-K图谱和自相关图谱。
进一步地，所述根据格式识别结果对所述原始数据文件进行数据读取和解析，提取原始数据，包括：
基于水下结构体数据字典模板对所述原始数据文件进行解码，提取待处理的原始数据；
使用傅里叶变换、最大似然估计和相关运算算法对所述待处理的原始数据进行解析，获取原始数据。
进一步地，所述对所述回波信号数据进行去噪和增强处理，包括：
基于能量均衡算法对所述回波信号数据进行第一处理；
基于滤波算法对所述第一处理后的回波信号数据进行第二处理；
基于Hibert变换、多次波压制和涌浪改正算法对所述第二处理后的回波信号数据进行第三处理；
基于空间域平滑、水下反射数据切除和水深改正算法对所述第三处理后的回波信号数据进行第四处理；
其中，所述滤波算法包括一维FFT滤波算法和二维F-K滤波算法；
其中，所述涌浪改正算法用于消除勘测航行姿态对所述回波信号数据的影响；所述水深改正算法用于消除水域潮汐对所述回波信号数据的影响。
进一步地，所述在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对所述地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库，包括：
基于双门限万有引力边缘检测算法，在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像；
根据水下结构体历史测量数据，对所述地层反射界面图像中跳点或偏差区域进行调整，形成第一浅地层剖面解释图像；
在所述第一浅地层剖面解释图像提取ROI区域并进行特征点标注，形成第二浅地层剖面解释图像，与所述第一浅地层剖面解释图像一同导入第三数据库。
进一步地，所述双门限万有引力边缘检测算法，包括：
获取所述浅地层剖面图像中所有像素点灰度值；
计算第一像素点灰度值对应的水平方向质量和垂直方向质量；
计算3*3邻域内所有像素点对所述第一像素点的水平方向万有引力合力和垂直方向万有引力合力；
计算3*3邻域内所有像素点对所述第一像素点的万有引力的合力；
将所述第一像素点的万有引力的合力与预设的第一阈值和第二阈值进行比较，判定所述第一像素点是否为所述地层反射界面的边缘点。
进一步地，所述在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，包括：
遍历所述浅地层剖面图像中所有像素点，基于双门限万有引力边缘检测算法在所述像素点中提取地层反射界面的边缘点；
将所有地层反射界面的边缘点连接，从而拾取相应的地层反射界面图像。
按照本发明第二方面，提供一种水下浅地层剖面数据的处理系统，所述系统包括：
第一数据处理单元，用于接收至少一水下浅地层剖面的原始数据文件，对所述原始数据文件进行格式识别和数据解析，提取原始数据导入第一数据库；
第二数据处理单元，用于在所述原始数据中提取回波信号数据，对所述回波信号数据进行去噪和增强处理，生成浅地层剖面图像导入第二数据库；
第三数据处理单元，用于在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对所述地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库；
格式转换单元，用于对所述第二数据库和第三数据库中数据文件进行格式转化，并根据需求转化成相应的文件格式类型导出。
按照本发明第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
按照本发明第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供一种水下浅地层剖面数据的处理方法、系统、设备及介质；该方法读取并识别原始浅地层剖面数据，根据水下结构体数据字典模板实现数据解析；经能量均衡、滤波、包络变换、多次波压制、涌浪改正、空间光滑、数据切除、水深改正等实现数据精处理；通过地层反射界面层位自动拾取、人机交互拾取、特征点标注等实现数据解释，并经格式转换后输出成果数据。本发明可以改善浅地层剖面数据质量，提高浅地层剖面数据的信噪比和分辨率，有效实现浅地层剖面数据的解释与可视化。
附图说明
图1为按照本发明实现一种水下浅地层剖面数据的处理方法的流程示意图；
图2为按照本发明实现一种水下浅地层剖面数据的处理方法步骤S1的流程示意图；
图3为按照本发明实现一种水下浅地层剖面数据的处理方法步骤S2的流程示意图；
图4为按照本发明实现一种水下浅地层剖面数据的处理方法步骤S3的流程示意图。
具体实施方式
为了使本实用发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用发明，并不用于限定本实用发明。此外，下面所描述的本实用发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，本发明涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本实用发明的实施例能够以除了在这里描述或图示的那些以外的顺序实施。
根据本发明一种具体地实施方式，如图1所示，提供一种水下浅地层剖面数据的处理方法，所述方法包括：
S1：接收至少一水下浅地层剖面的原始数据文件，对所述原始数据文件进行格式识别和数据解析，提取原始数据导入第一数据库；
S2：在所述原始数据中读取回波信号数据，对所述回波信号数据进行去噪和增强处理，生成浅地层剖面图像导入第二数据库；
S3：在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对所述地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库；
S4：对所述第二数据库和第三数据库中数据文件进行格式转化，并根据需求转化成相应的文件格式类型导出。
本实施例中，如图2所示，上述步骤S1主要是实现基于水下结构体的浅地层剖面仪采集的数据导入与解析，主要完成将采集端的原始数据文件进行分类识别及数据读取、展示，具体包括如下步骤：
S11：对所述原始数据文件进行格式识别，剔除未识别文件；
S12：根据格式识别结果对所述原始数据文件进行数据读取和解析，提取原始数据，并对所述原始数据的图谱进行预览；
S13：对所述原始数据进行预处理后，导入第一数据库；
其中，所述原始数据的图谱包括勘测航迹图谱、以及回波信号数据的振幅图谱、相位图谱、F-K图谱和自相关图谱。
具体地，在步骤S11中，通过读取原始数据文件并对该数据文件进行格式识别；更具体地，通过对不同格式原始数据文件的后缀名对原始文件进行分类读取，将无法识别格式的数据文件进行剔除。该步骤是为了对不同浅地层剖面的原始数据文件格式识别，从而基于相应的解析规则对原始数据进行解码，从而将原始数据读入第一数据库中。
具体地，在步骤S12中，通过对原始数据文件的读取，根据水下结构体数据字典模板实现数据解码，对解码后的原始数据文件使用傅里叶变换、最大似然估计及相关运算算法进行解析，提取相应的原始数据；此时的原始数据已经可以通过图谱进行展示；故可以对所述原始数据的图谱进行预览；该原始数据的图谱包括勘测航迹图谱、以及回波信号数据的振幅图谱、相位图谱、F-K图谱和自相关图谱。更具体地，水下结构体数据字典模板为地震数据体文件编码格式，即优选为SEG-Y格式。更具体地，相关运算算法是两个序列的相似性比较的一种数学运算。
步骤S12具体包括步骤如下：
S121：基于水下结构体数据字典模板对所述原始数据文件进行解码，提取待处理的原始数据；
S122：使用傅里叶变换、最大似然估计和相关运算算法对所述待处理的原始数据进行解析，获取原始数据。
具体地，在步骤S13中，对于经过解析后的水下结构体浅地层剖面探测原始数据，经过对数据进行分拣、排重等预处理后，导入第一数据库；更具体地，第一数据库主要进行原始数据的存储，也可以认为是原始数据库。
本实施例中，如图3所示，上述步骤S2主要是实现基于水下结构体的浅剖原始数据处理，将已解析入库的数据进行深层加工，以满足相应的数据精度和数据标准，具体包括如下步骤：
S21：基于能量均衡算法对所述回波信号数据进行第一处理；
S22：基于滤波算法对所述第一处理后的回波信号数据进行第二处理；
S23：基于Hibert变换、多次波压制和涌浪改正算法对所述第二处理后的回波信号数据进行第三处理；
S24：基于空间域平滑、水下反射数据切除和水深改正算法对所述第三处理后的回波信号数据进行第四处理；
其中，所述滤波算法包括一维FFT滤波算法和二维F-K滤波算法；
其中，所述涌浪改正算法用于消除勘测航行姿态对所述回波信号数据的影响；所述水深改正算法用于消除水域潮汐对所述回波信号数据的影响。
具体地，在步骤S21中，对原始数据中的回波信号数据通过能量均衡算法进行处理，使得回波信号中反射剖面数据在不同时间段数据能量达到一致。更具体地，能量均衡算法可以通过自动增益控制的方式进行调控。
具体地，在步骤S22中，对能量均衡后的数据进行滤波处理，包括一维FFT滤波、二维F-K滤波等；其中，一维FFT滤波包括带通、带阻、高通、低通四种滤波处理，二维F-K滤波通过交互式带阻二维滤波进行处理。
具体地，在步骤S23中，对滤波后的数据首先进行Hibert包络变换，从而提高反射层位分辨率；其次进行多次波压制处理，从而消除强能量的多次波干扰；最后进行涌浪改正，消除野外海浪对剖面数据影响。更具体地，涌浪改正算法用于消除勘测航行姿态对所述回波信号数据的影响，即获取浅地层剖面仪勘测船只在静水中航行获得的回波信号数据。
具体地，在步骤S24中，根据水下结构体浅剖探测数据的特性，首先对步骤S23得到的数据进行空间域平滑，其次将水下底质以上的反射信号数据进行切除，最后对数据进行水深改正处理，水深改正处理用于消除水域潮汐对回波信号数据的影响。
通过步骤S21～S24可以获取实际的海底深度；经上述处理后的精加工数据可以实现浅地层剖面的可视化，将上述加工后的数据和浅地层剖面图像导入第二数据库；更具体地，第二数据库主要进行加工后数据的存储，也可以认为是加工数据库或者精加工数据库。
本实施例中，如图4所示，上述步骤S3主要是结合水下结构体的固有特性及历史测量情况，对经过处理后的数据进行反射层位自动拾取、人机交互拾取、特征点标注，具体包括如下步骤：
S31：基于双门限万有引力边缘检测算法，在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像；
S32：根据水下结构体历史测量数据，对所述地层反射界面图像中跳点或偏差区域进行调整，形成第一浅地层剖面解释图像；
S33：在所述第一浅地层剖面解释图像提取ROI区域并进行特征点标注，形成第二浅地层剖面解释图像，与所述第一浅地层剖面解释图像一同导入第三数据库。
具体地，在步骤S31中，利用双门限万有引力边缘检测算法，对S2中处理后的数据进行地层反射界面层位的自动拾取。双门限万有引力边缘检测算法的实现如下：
S311：获取所述浅地层剖面图像中所有像素点灰度值；
S312：计算第一像素点灰度值对应的水平方向质量和垂直方向质量；
S313：计算3*3邻域内所有像素点对所述第一像素点的水平方向万有引力合力和垂直方向万有引力合力；
S314：计算3*3邻域内所有像素点对所述第一像素点的万有引力的合力；
S315：将所述第一像素点的万有引力的合力与预设的第一阈值和第二阈值进行比较，判定所述第一像素点是否为所述地层反射界面的边缘点。
更具体地，利用双门限万有引力边缘检测算法，对S2中处理后的数据进行地层反射界面层位的自动拾取。双门限万有引力边缘检测算法的实现如下：
经过数据处理后的数据可以通过图像方式展示，将此图像看作一个力场，则图像中的像素点两两之间就存在引力的作用。以g(i，j)表示图像中坐标值为(i，j)的像素点的灰度值，则其水平方向质量m(i，j)x和垂直方向质量m(i，j)y的表达式分别为：
其中，D(i，j)x和D(i，j)y分别为水平方向梯度和垂直方向梯度，分别可表达为：
D(i，j)x＝T(g(i，j)-g(i-1，j))-T(-g(i+1，j)-g(i，j))
D(i，j)y＝T(g(i，j)-g(i，j-1))-T(-g(i，j+1)-g(i，j))
其中，非线性算子T的表达式为：
进一步地，对于像素点g(i，j)的3*3邻域内像素点g(k，l)的水平方向分力和垂直方向分力分别表述为：
其中，
为像素点(i，j)和(k，l)之间的距离，表述为：
需要说明的是，sig函数是一种现有技术中常用的函数，一般情况下，
进一步地，邻域内像素点对像素点g(i，j)的水平方向万有引力合力和垂直方向万有引力合力
为：
进一步地，像素点g(i，j)所受万有引力的合力大小为：
进一步地，根据历史测量数据设定经验阈值TH1和TH2，当万有引力的合力满足以下约束条件时，像素点g(i，j)可判定为边缘点，否则不是边缘点：
具体地，在步骤S31中，基于上述双门限万有引力边缘检测算法在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，具体包括如下步骤：
S316：遍历所述浅地层剖面图像中所有像素点，基于双门限万有引力边缘检测算法在所述像素点中提取地层反射界面的边缘点；
S317：将所有地层反射界面的边缘点连接，从而拾取相应的地层反射界面图像。
具体地，在步骤S32中，因存在噪声的影响，S31步骤自动拾取的地层反射界面可能存在少量跳点或者偏差的情况，这时可根据水下结构体所处的水声环境和水下结构体历史测量数据特点，通过人机交互方式实现地层反射界面的手动调整。更具体地，用户或者工作人员可以通过单点或拉直线多点拾取，并可自动追踪打标线位置或等间隔拾取。
具体地，在步骤S33中，划定水下结构体ROI区域，根据其冲刷或淤积情况通过人机交互方式实现地层反射界面特征点标注，与S32获得的地层反射界面一并存放入第三数据库。更具体地，第三数据库主要对可视化数据进行解释和标注，也可以认为是解释数据库。
更具体地，ROI(region of interest)为感兴趣区域，在机器视觉、图像处理中，从被处理的图像以方框、圆、椭圆、不规则多边形等方式勾勒出需要关注或者处理的区域，称为感兴趣区域。本实施例中ROI区域为水下结构体重点关注区域。
本实施例中，上述步骤S4主要是水下浅剖成果数据输出，主要对已精加工的数据和已进行数据解释的成果数据，按照不同数据格式、不同数据导出方式进行数据的导出，以便于将浅剖处理后的成果数据提供给其它应用系统使用，具体包括如下步骤：
S41：将第二数据库和第三数据库中存放的数据文件进行格式转换处理；
S42：根据水下结构体成果数据应用需求，导出长剖面位图、SEG-Y文件、剖面导航信息数据、剖面定位Event数据、解释层位数据等，从而服务于应用系统。
具体地，在步骤S41和S42中，格式转换可以使用数据抽取组件，将浅剖数据精加工库和浅剖数据解释库中存放的数据文件导入数据抽取组件，由数据抽取组件进行格式转换处理，再根据水下结构体成果数据应用需求，从数据抽取组件导出相应的文件格式类型。
根据本发明另一种具体地实施方式，提供一种水下浅地层剖面数据的处理系统，所述系统包括：
第一数据处理单元，用于接收至少一水下浅地层剖面的原始数据文件，对所述原始数据文件进行格式识别和数据解析，提取原始数据导入第一数据库；
第二数据处理单元，用于在所述原始数据中提取回波信号数据，对所述回波信号数据进行去噪和增强处理，生成浅地层剖面图像导入第二数据库；
第三数据处理单元，用于在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对所述地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库；
格式转换单元，用于对所述第二数据库和第三数据库中数据文件进行格式转化，并根据需求转化成相应的文件格式类型导出。
具体地，所述第一数据处理单元具体用于：
对所述原始数据文件进行格式识别，剔除未识别文件；
根据格式识别结果对所述原始数据文件进行数据读取和解析，提取原始数据，并对所述原始数据的图谱进行预览；
对所述原始数据进行预处理后，导入第一数据库；
其中，所述原始数据的图谱包括勘测航迹图谱、以及回波信号数据的振幅图谱、相位图谱、F-K图谱和自相关图谱。
更具体地，第一数据处理单元包括解析模块，所述解析模块具体用于：
基于水下结构体数据字典模板对所述原始数据文件进行解码，提取待处理的原始数据；
使用傅里叶变换、最大似然估计和相关运算算法对所述待处理的原始数据进行解析，获取原始数据。
具体地，所述第二数据处理单元具体用于：
基于能量均衡算法对所述回波信号数据进行第一处理；
基于滤波算法对所述第一处理后的回波信号数据进行第二处理；
基于Hibert变换、多次波压制和涌浪改正算法对所述第二处理后的回波信号数据进行第三处理；
基于空间域平滑、水下反射数据切除和水深改正算法对所述第三处理后的回波信号数据进行第四处理；
其中，所述滤波算法包括一维FFT滤波算法和二维F-K滤波算法；
其中，所述涌浪改正算法用于消除勘测航行姿态对所述回波信号数据的影响；所述水深改正算法用于消除水域潮汐对所述回波信号数据的影响。
具体地，所述第三数据处理单元具体用于：
基于双门限万有引力边缘检测算法，在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像；
根据水下结构体历史测量数据，对所述地层反射界面图像中跳点或偏差区域进行调整，形成第一浅地层剖面解释图像；
在所述第一浅地层剖面解释图像提取ROI区域并进行特征点标注，形成第二浅地层剖面解释图像，与所述第一浅地层剖面解释图像一同导入第三数据库。
更具体地，所述第三数据处理单元包括：判定模块和拾取模块。
所述判定模块具体用于：
获取所述浅地层剖面图像中所有像素点灰度值；
计算第一像素点灰度值对应的水平方向质量和垂直方向质量；
计算3*3邻域内所有像素点对所述第一像素点的水平方向万有引力合力和垂直方向万有引力合力；
计算3*3邻域内所有像素点对所述第一像素点的万有引力的合力；
将所述第一像素点的万有引力的合力与预设的第一阈值和第二阈值进行比较，判定所述第一像素点是否为所述地层反射界面的边缘点。
所述拾取模块具体用于：
遍历所述浅地层剖面图像中所有像素点，基于双门限万有引力边缘检测算法在所述像素点中提取地层反射界面的边缘点；
将所有地层反射界面的边缘点连接，从而拾取相应的地层反射界面图像。
具体地，所述格式转换单元具体用于：
将第二数据库和第三数据库中存放的数据文件进行格式转换处理；
根据水下结构体成果数据应用需求，导出长剖面位图、SEG-Y文件、剖面导航信息数据、剖面定位Event数据、解释层位数据等，从而服务于应用系统。
根据本发明另一种具体地实施方式，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
根据本发明另一种具体地实施方式，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
应当理解，本发明的方法、流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种水下浅地层剖面数据的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
接收至少一水下浅地层剖面的原始数据文件，对所述原始数据文件进行格式识别和数据解析，提取原始数据导入第一数据库；
在所述原始数据中读取回波信号数据，对所述回波信号数据进行去噪和增强处理，生成浅地层剖面图像导入第二数据库；
在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对所述地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库；
对所述第二数据库和第三数据库中数据文件进行格式转化，并根据需求转化成相应的文件格式类型导出。
2.根据权利要求1所述的水下浅地层剖面数据的处理方法，其特征在于，所述对所述原始数据文件进行格式识别和数据解析，提取原始数据导入第一数据库，包括：
对所述原始数据文件进行格式识别，剔除未识别文件；
根据格式识别结果对所述原始数据文件进行数据读取和解析，提取原始数据，并对所述原始数据的图谱进行预览；
对所述原始数据进行预处理后，导入第一数据库；
其中，所述原始数据的图谱包括勘测航迹图谱、以及回波信号数据的振幅图谱、相位图谱、F-K图谱和自相关图谱。
3.根据权利要求2所述的水下浅地层剖面数据的处理方法，其特征在于，所述根据格式识别结果对所述原始数据文件进行数据读取和解析，提取原始数据，包括：
基于水下结构体数据字典模板对所述原始数据文件进行解码，提取待处理的原始数据；
使用傅里叶变换、最大似然估计和相关运算算法对所述待处理的原始数据进行解析，获取原始数据。
4.根据权利要求1所述的水下浅地层剖面数据的处理方法，其特征在于，所述对所述回波信号数据进行去噪和增强处理，包括：
基于能量均衡算法对所述回波信号数据进行第一处理；
基于滤波算法对所述第一处理后的回波信号数据进行第二处理；
基于Hibert变换、多次波压制和涌浪改正算法对所述第二处理后的回波信号数据进行第三处理；
基于空间域平滑、水下反射数据切除和水深改正算法对所述第三处理后的回波信号数据进行第四处理；
其中，所述滤波算法包括一维FFT滤波算法和二维F-K滤波算法；
其中，所述涌浪改正算法用于消除勘测航行姿态对所述回波信号数据的影响；所述水深改正算法用于消除水域潮汐对所述回波信号数据的影响。
5.根据权利要求1所述的水下浅地层剖面数据的处理方法，其特征在于，所述在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对所述地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库，包括：
基于双门限万有引力边缘检测算法，在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像；
根据水下结构体历史测量数据，对所述地层反射界面图像中跳点或偏差区域进行调整，形成第一浅地层剖面解释图像；
在所述第一浅地层剖面解释图像提取ROI区域并进行特征点标注，形成第二浅地层剖面解释图像，与所述第一浅地层剖面解释图像一同导入第三数据库。
6.根据权利要求5所述的水下浅地层剖面数据的处理方法，其特征在于，所述双门限万有引力边缘检测算法，包括：
获取所述浅地层剖面图像中所有像素点灰度值；
计算第一像素点灰度值对应的水平方向质量和垂直方向质量；
计算3*3邻域内所有像素点对所述第一像素点的水平方向万有引力合力和垂直方向万有引力合力；
计算3*3邻域内所有像素点对所述第一像素点的万有引力的合力；
将所述第一像素点的万有引力的合力与预设的第一阈值和第二阈值进行比较，判定所述第一像素点是否为所述地层反射界面的边缘点。
7.根据权利要求6所述的水下浅地层剖面数据的处理方法，其特征在于，所述在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，包括：
遍历所述浅地层剖面图像中所有像素点，基于双门限万有引力边缘检测算法在所述像素点中提取地层反射界面的边缘点；
将所有地层反射界面的边缘点连接，从而拾取相应的地层反射界面图像。
8.一种水下浅地层剖面数据的处理系统，其特征在于，所述系统包括：
第一数据处理单元，用于接收至少一水下浅地层剖面的原始数据文件，对所述原始数据文件进行格式识别和数据解析，提取原始数据导入第一数据库；
第二数据处理单元，用于在所述原始数据中提取回波信号数据，对所述回波信号数据进行去噪和增强处理，生成浅地层剖面图像导入第二数据库；
第三数据处理单元，用于在所述浅地层剖面图像中拾取至少一种地层反射界面图像，对所述地层反射界面图像进行局部调整后，提取ROI区域进行特征点标注，生成浅地层剖面解释图像导入第三数据库；
格式转换单元，用于对所述第二数据库和第三数据库中数据文件进行格式转化，并根据需求转化成相应的文件格式类型导出。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
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