Global Mapper 中的测深数据指南

在水文测量学的框架下，水深测量是指测量海洋和其他水体的深度。当收集到这些深度测量数据时，就会生成一个描述水下地形的图表或3D模型。通过将海底表示为网格三维表面，Global Mapper中的全部地形分析工具都可以用于可视化、编辑和分析数据。

创建海底模型

水下数据收集提出了一系列独特的挑战，及覆盖地形的水的存在。为了收集陆地区域的3D数据，激光雷达数据收集会根据反射的光脉冲创建点返回。由于有海洋，这种测量光脉冲返回的方法不能用于收集海底的三维数据。由于超过70%的地球被海洋覆盖，这留下了大量需要另一种数据收集方法的区域。

可以通过多种方式收集测深数据，但大多数使用声纳。与激光雷达数据收集不同的是，声学光束被发送到水下，然后收集它们返回的特性，形成一个3D数据集。

图片来源：当声波脉冲从回声测深仪发出时，这些波的特性会被记录下来，以确定水下地形的地形和其他特征。

用于发送和接收声波束的设备称为回声测深仪，根据被测水体和所使用的特定设备，可以传输单个波束或波束阵列。对于较小和较浅的水道，可以使用连接到船上的回声测深仪的单波束，但要绘制海洋深度图，则使用多波束，并且根据收集的数据水平，可以部署自主回声测深仪从载人船上分离数据收集。

记录声波脉冲后，会生成由描述海底地形的点组成的数据层。加载到Global Mapper中的原始数据可以像处理其他点云一样进行处理，并进行网格化以创建3D地形表面。将测深数据网格化创建海底表面模型后，可以使用Global Mapper中的全部地形分析工具对数据进行编辑和分析。通常，生成网格层的过程由手机数据的组织完成。当数据交付时，它已经是3D网格格式，可以在Global Mapper中加载和分析。

从GEBCO数据门户下载，此3D数据作为地形网格加载到Global Mapper

栅格数据和图表

除了描述海底地形的3D数据外，还有很多其他地图和图表可以提供有关海洋的信息。Global Mapper 提供对不同公开可用的在线资源的访问，包括测深浮雕图像。

显示地形的阴影图像可以轻松地流式传输到项目区域的Global Mapper。

导航图包含大量有关海底、海绵和海岸特征的信息，可以在Global Mapper中查看。矢量格式的光栅导航海图（RNC）和电子导航海图（ENC）包含比从在线资源流式传输的着色光栅图像更多的细节。ENC图层以矢量格式包含水深测量、陆地边界以及有关海底和水流的附加信息，使这些数据很适合在GIS程序中使用。这些图表中包含的矢量特征可以像Global Mapper中的别的矢量数据一样进行搜索、过滤和编辑。

矢量航海图可以从NOAA下载并加载到Global Mapper。然后可以根据需要对特征进行样式设置和编辑。

可视化

使用3D海底数据和RNC加载后，Global Mapper可以使用应用于3D数据的山体阴影对栅格图表进行纹理化。此图层缓和工具在光栅图像的“显示选项”中启用，可创建一个图层、其中包含来自图表的标签和点信息，以及GEBCO和NOAA底图中显示的阴影地貌。

隔离3D表面数据并在Global Mapper中使用自定义着色器，可以应用GEBCO阴影浮雕颜色在3D数据中创建类似的可视化。

路径配置文件

为了更高仔细地检查水深特征和海底高程变化，可以使用路径剖面工具来生成地形的横截面。此外，垂直路径剖面工具可以验数据创建平行的横截面时域。这种能力允许沿着山脊的长度逐步检查和测量地形。

这些横截面视图可以导出为图像、PDF或保存为工作区中的3D矢量线。这些描述地形的线可以在Global Mapper中编辑或导出为支持的矢量格式。

地形分析

可以从“图层选项”对话框应用按高程或深度值过滤数据的方法。在“更改高程值”选项卡上，可以设置有效的高程范围。超出此描述范围的区域将在 Global Mapper 中隐藏，从而有效地按高程值裁剪数据。

通过地形网格格式的3D海底地形数据，可以使用Global Mapper中全部可用的地形分析工具来进一步探索项目区域。使用“生成轮廓”工具可以轻松识别轮廓现已波峰和波谷。无论您是考虑陆地地形还是3D测深数据，此工具的功能都相同。

地形编辑

测深分析人员普遍关注的一个问题是航道单位维护，在航道内海底物质的自然动态通常或导致沉积物堆积和堵塞。Global Mapper包括一些列工具，用于通过创建修改的表面和计算需要移除的材料量来模拟疏浚过程。要编辑测深地形，可以使用 Global Mapper 中的地形编辑工具。地形绘制工具可用于通过使用光标在测深网格上绘制来直接编辑测深网格的深度值。使用指示航道中心线的 2D 矢量特征作为指导，地形绘制工具用于手动编辑地形，以便对接近港口的疏浚航道进行建模。

使用“设置地形高度”选项，可降低地形网格中的通道高程。沿着绘制的线，通道将设置为指定的高度，然后在设置的羽化距离上混合到周围区域。

地形被编辑以显示通道表面的凹陷。加载或创建此地形网格的未编辑版本允许在穿越通道的路径剖面中进行比较。体积测量工具随后可用于通过从另一层中减去一层中的每像素深度值来计算材料的体积。