Hypack多波束数据内业处理说明书

多波束内业处理用户手册
V1.32016年12月
目录
1.处理流程 (1)
2.数据处理 (2)
2.1.数据准备 (2)
2.1.1.多波束数据准备 (2)
2.1.2.潮位数据编辑 (3)
2.1.3.声速剖面数据编辑 (4)
2.2.数据处理 (5)
2.2.1.新建项目 (5)
2.2.2.数据编辑 (6)
2.3.水深成果输出 (11)
2.4.安装偏差校准 (12)
3.数据抽稀处理 (15)
3.1.网格排序 (15)
3.1.1.准备数据 (15)
3.1.2.抽稀处理 (15)
3.2.水深点压缩 (18)
3.2.1.准备数据 (18)
3.2.2.抽稀处理 (18)
4.3D建模 (20)
4.1.TIN模型 (20)
4.1.1.准备数据 (20)
4.1.2.建模 (20)
附录 (22)
附录A背景TIF文件生成 (22)
A.1Cloud点云工具生成tif (22)
A.2TIN模型工具生成tif (24)
附录B xyz数据文件合并 (26)
1.处理流程
Hypack多波束数据处理是一个简单而繁琐的过程，从初始数据到最终的产品，我们所需要经历的流程大致如图1.1所示。

图1.1多波束处理流程图
2.数据处理
2.1.数据准备
2.1.1.多波束数据准备
多波束外业采集程序较多，不同程序会将外业数据保存为不同的数据格式，采用hypack软件进行多波束数据处理前，需将外业采集的数据转换为hypack 的HSX格式数据。

至于转换工具，请联系外业软件的供应商提供，其中hypack 也自带数据转换的小程序hsxconverter，支持将一些常见的数据格式转换为HSX 格式。

如图2.1所示为hypack2016转换小程序的软件界面。

图2.1hsxconverter转换程序窗口
其中，程序支持多种常见的数据格式，如图2.2所示为hypack2016里所支
持的数据类型。

图2.2hypack支持的数据格式对话框
这里，就不详细介绍此转换过程了。

2.1.2.潮位数据编辑
在Hypack主界面下，打开潮位数据编辑器（Hypack-数据处理-潮位-潮位观测），如图2.3所示。

在左侧区域输入潮位观测时间和对应的潮位数据，同时窗口右侧会出现拟合的潮位曲线，您可以根据潮位曲线判断您的输入是否有明显错误。

完成后保存数据(潮位观测-文件-另存为)，保存完成后，软件会自动生成tdx 和tid两个文件。

注：在Hypack数据处理中，一般采用水深模式，坐标系Z轴向下为正，而一般得到的潮位数据为高程数据，因此在水深模式下，此处应将潮位数据添加负号进行编辑。

图2.3潮位编辑窗口
2.1.
3.声速剖面数据编辑
在Hypack主界面下，打开声速剖面数据编辑器（Hypack-数据处理-Sound velocity-声速），如图2.4所示。

在左侧区域输入各剖面深度及相应的声速数据，同时窗口右侧会出现拟合的声速剖面曲线，您可以通过声速剖面曲线快速您的编辑是否存在明显错误。

待声速剖面数据编辑完成后对数据进行保存(声速-文件-另存为)，同时程序会自动产生一个vel声速剖面文件。

图2.4声速编辑窗口
2.2.数据处理
2.2.1.新建项目
（1）新建项目（Hypack-文件-项目管理器-新建项目），如图2.5所示。

输入项目名，确定保存（项目自动保存到软件默认路径下）。

图2.5项目管理器对话框窗口
（2）设置坐标系信息（由于HSX里本身记录的已经是直角坐标，因此此处设置坐标系统实际意义不大）。

直接点击菜单测量准备-大地测量参数，在弹出的对话框中进行设置（此处不做介绍）。

注：如采用hypack进行数据采集，则必须进行坐标系设置。

（3）导入数据（在数据文件和项目文件窗口分别导入多波束数据、潮汐数据和声速剖面数据）。

例如：导入多波束数据文件（右击原始数据文件-添加文件&拷贝（*.LOG）），在弹出的打开对话框中，选择多波束数据的索引log文件，如图2.6所示。

图2.6多波束数据打开对话框
2.2.2.数据编辑
（1）在数据文件管理窗口中，可以设置显示我们需要的测线，如图2.7所示。

选择要进行处理的使用的两条测线数据。

图2.7Hypack主界面
（2）打开多波束Max(Hysweep-多波束Max)，加载索引文件*.log(多波束Max-文件-打开)，如图2.8、2.9所示。

图2.8多波束Max界面
图2.9数据读取对话框
（3）在弹出的索引文件界面选取需要处理的两条测线数据，如图2.10所示，点击（选择）导入。

图2.10索引文件界面
（4）在弹出的文件打开选项界面，如图2.11所示，选取相关的垂直基准，是否自动处理等选项（如无一定的了解，建议按照默认即可），选择完毕之后点击确定。

图2.11文件打开选项界面
（5）在弹出的改正值界面，如图2.12所示，分别选取数据文件所对应的潮位和声速文件，点击确定进入下一步。

图2.12改正值界面
（6）出现读取参数界面，如图2.13所示，根据外业量取的各个设备的船体坐标系坐标及安装角度偏差，在设备信息栏相应位置分别输入改正值，确定进入多波束Max-1级编辑界面，如图2.14所示。

注：如未校准，则只输入船体坐标系坐标；若已校准，需要把已校准的安装角度偏差参数输入到换能器下的相应位置。

图2.13读取参数界面
图2.14多波束Max-1级编辑界面
查看1级编辑其他窗口中数据是否有明显的错误数据（导航、姿态、潮位、声速等）。

注：进入多波束编辑阶段后，可以在多波束Max窗口下点击（文件-保存），将应用改正值和已编辑的数据保存到edit文件夹目录下，方便下次操作直接使
用。

（7）应用改正数据（文件-将原始数据转换为更改后的数据），进入多波束Max-2级编辑界面，如图2.15所示。

图2.15多波束Max-2级编辑界面
在sweep窗口中删除每条测线数据中比较明显的噪点（sweep窗口中数据图象显示方式可以根据个人习惯进行设置，以方便编辑），完成后点击（文件-Area Based Editing），出现矩阵选项界面，如图2.16所示。

注：根据成果需要或数据量大小，调整单元格尺寸，也可采用自动设置。

图2.16矩阵选项界面
（8）进入多波束Max-3级编辑界面，如图2.17所示。

图2.17矩阵选项界面
在三级编辑阶段，可以采用多条测线各个角度断面的形式对数据进行进一步的噪点删除和编辑处理工作。

在测量窗口，将视图选项中显示单元格标准偏移，在各断面窗口，检查数据质量情况，删除数据噪点，直至所有冗余数据删除完毕。

2.3.水深成果输出
待多波束MAX三级编辑全部处理完毕之后，我们点击文件-保存，在弹出的对话框中，根据要求选择相应的数据成果，一般我们选择仅仅XYZ水深点
-ASCⅡXYZ格式。

图2.18文件保存选项对话框
在保存XYZ格式的时候，我们同样可以选择是否对数据进行压缩处理，如进行压缩，我们还可以选择取其均值、最大值、最小值……（根据需求进行选择）。

2.4.安装偏差校准
在Hypack2009版本中，软件推荐的校准顺序：横摇校准-时延校准-纵摇校准-艏向校准。

而在hypack2010及以后的版本中，软件推荐的校准顺序：时延校准-横摇校准-纵摇校准-艏向校准。

在计算不同的偏差参数时，选取地形和数据不同，以下附上不同偏差的测量条件以方便数据选取：横向偏差：平坦区域，同一条测线，同速往返，获取两条数据（往、返）。

GPS时延：斜坡区域（浅-深），同一条测线，高速、低速，同向重合，获取两条数据（高速、低速）。

纵向偏差：斜坡区域（浅-深），一条测线，同速往返，获取两条数据（往、返）。

艏向偏差：斜坡区域（浅-深），两条测线（a、b），同速、同向，获取两条数据（a、b）。

现如今，由于多数多波束测深系统已应用秒脉冲（PPS）技术进行了时间
同步，可以忽略GPS延时问题。

注：校准顺序不同软件版本推荐的校准顺序会有不同，使用不同版本软件请使用软件推荐的校准顺序进行。

（1）Hypack校准流程与数据处理流程基本一致，同样需要经过一级、二级、三级编辑，删除噪点数据。

此处略，详情请参照“数据处理”章节相关介绍。

（2）在多波束MAX三级编辑阶段，在测量窗口使用“剪切校准测试界面”工具（小扳手），以横摇校准为例，在平坦区域选取一个校准的截面，在弹出的多波束校准界面进行相应值的校准，如图2.19所示。

注：横摇校准选择平坦区域垂直于测线方向的断面数据进行校准；
延迟校准选择斜坡区域测线中心平行于测线方向的断面数据进行校准；
纵摇校准选择斜坡区域测线中心平行于测线方向的断面数据进行校准；
艏向校准选择斜坡区域两条测线中心平行于测线方向的断面数据进行校准；
图2.19多波束校准界面
（3）在多波束校准对话窗口中，我们一般只需要设置角度/步长、步长数
和单元格尺寸，点击开始测试即可，hypack软件会自动根据您选择的断面数据进行校准计算，计算结果如果水深误差曲线呈现V型曲线，那么说明解算正常，如图2.20所示。

图2.20多波束校准界面（横摇）
（4）点击关闭，横摇校准结束。

如若结果不满足要求，则需要返回取断面界面，重新选择断面数据，重新计算。

根据相应规范的要求，一般需对每个值进行多次校准计算，在满足规范要求的情况下，取其均值作为校准值，记录数据并应用(在之后的其他几项校准中需要输入)。

3.数据抽稀处理
3.1.网格排序
3.1.1.准备数据
矩阵文件（*.MTX）以及需要排序的.xyz文件。

3.1.2.抽稀处理
（1）打开‘网格排序’工具（Hypack-数据处理-水深选取-网格排序）。

图3.1网格排序界面
（2）点击（文件-打开矩阵文件），选择已建好的矩阵文件。

图3.2矩阵文件选择界面
（3）打开，进入矩阵更新界面，选择如图所示。

图3.3矩阵更新界面
（4）点击‘用XYZ文件更新’按钮，添加数据成果的*.xyz文件，如下图所示。

图3.4文件添加界面
确定后，在弹出的水深网格界面，点击（选项-数据选取），对数据进行水深选取。

图3.5水深网格界面
（5）根据实际情况选择相应的选项，点击（文件-保存水深值-保存XYZ
格式）。

在此，我们选取平均水深下的单元海图和Mesh海图来进行展示。

图3.6单元海图和Mesh海图
3.2.水深点压缩
3.2.1.准备数据
需要进行压缩的*.xyz文件。

3.2.2.抽稀处理
（1）打开‘网格排序工具’（Hypack-数据处理-水深选取-水深点压缩）。

图3.7水深点压缩界面
（2）设置参数和优化，点击（File-run Reduction）。

图3.8水深点压缩结果界面点击（File-Save as），储存为.xyz文件。

图3.9水深点压缩结果保存界面
4.3D建模
在经过抽稀数据处理后，我们对获取的.xyz文件进行三维建模，得到测量区域水底地形的三维模型。

4.1.TIN模型
4.1.1.准备数据
需要三维建模的.xyz文件
4.1.2.建模
（1）打开TIN工具（Hypack-测量成果-Tin模型）
图4.1TIN界面
（2）创建三维模型（文件-新建）
图4.2数据导入界面
（3）点击“输入文件”按钮，导入抽稀处理后的.xyz文件，输入最大TIN 边长，点击确定。

在计算机完成导入之后在TIN界面点击（3维模型-颜色），
模拟水底地形如下图所示。

图4.3三维色彩模型界面
附录
附录A背景TIF文件生成
当数据量比较大时，无论我们采用加载数据点云还是生成TIN三维模型，软件都会耗费大量的时间去加载和运算数据，为了事后能够更快、更好的展示测区的地形地貌，可以将数据成果或TIN成果保存为tif文件，我们在查看数据的时候能够直接将tif文件作为背景背景图直接快速查看。

常用的生成tif文件的方法有两个，通过xyz点云生成tif文件和通过TIN 模型生成tif文件。

A.1Cloud点云工具生成tif
（1）在hypack主界面，我们点击“实用工具-cloud”，打开point cloud点云工具。

图A.1point cloud点云工具
（2）在point cloud窗口，我们点击打开图标，选择我们要加载的数据。

图A.2选择要加载的数据文件
加载数据之后，我们即可在工具窗口看到数据的点云效果图。

图A.3点云效果图
（3）点击点云工具窗口中的设置按钮，设置数据的旋转角度为0，点击确定。

图A.4点云工具设置窗口
（4）设置完之后，点云工具窗口中的geo tiff图标变为彩色，点击即可输出tif文件。

图A.5保存tif文件对话框窗口
A.2TIN模型工具生成tif
（1）同TIN模型工具三角网模型一样，首先加载点云数据生成三维模型。

图A.6TIN模型生成三角网三维模型
（2）点击3D color model窗口中的设置按钮，将三轴的旋转角度全部设置
为0度，并应用。

（3）点击窗口中的geo tiff按钮，即可保存三维视图界面为tif文件。

图A.8保存tif文件对话框窗口
附录B xyz数据文件合并
当我们存在多个xyz成果数据需要进行合并的时候，我们可以采用hypack 的cloud点云工具进行数据合并。

（1）首先点击hypack软件主菜单中的“实用工具-cloud”，打开point cloud 点云工具。

（2）在point cloud窗口中，我们点击打开图标，同时选择两个或者多个我们需要合并的数据文件。

图B.1数据文件选择对话框
（3）我们打开所有的数据文件后，点击菜单中的save all to xyz按钮，输入合并后的数据文件文件名保存即可完成对多个xyz数据文件的合并工作。

图B.2数据文件保存对话框窗口。