阅读说明：本技术 海底管道磁法测量数据的处理方法、装置及电子设备 (Processing method, device and the electronic equipment of submarine pipeline magnetic survey data ) 是由 杨肖迪 淳明浩 罗小桥 徐爽 姚志广 邓海峰 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种海底管道磁法测量数据的处理方法、装置及电子设备,涉及数据处理技术领域。其中,所述方法通过对勘察得到的测量数据进行处理,生成测试点所对应的累计长度与磁异常参数的关系曲线,然后根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理,得到所述关系曲线中的特征点,最后根据所述特征点所对应的坐标得到海底管道的位置。通过该方法,可以对不同形状的关系曲线采用不同的处理方式,从而从特征不显著的海底磁场强度数据中准确识别出管道的位置。(This application discloses processing method, device and the electronic equipments of a kind of submarine pipeline magnetic survey data, are related to technical field of data processing.Wherein, the method is handled by the measurement data obtained to prospecting, generate the relation curve of cumulative length and magnetic anomaly parameter corresponding to test point, then the processing mode according to corresponding to the form of the relation curve and the preset form with the relation curve handles the relation curve, the characteristic point in the relation curve is obtained, finally the coordinate according to corresponding to the characteristic point obtains the position of submarine pipeline.In this way, different processing modes can be used to relation curve of different shapes, so that the position of pipeline be recognized accurately from the inapparent seabed magnetic field strength date of feature.)

海底管道磁法测量数据的处理方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种海底管道磁法测量数据的处理方法、装置及电子设备。

背景技术

由于海底管道长期处于受力状态，极有可能发生位置偏离的现象，进而导致管道断裂和油气泄漏，因此，为了保证海底管道的稳定性和可靠性，通常需要定期对海底管道的位置进行检测。

现有技术中，磁法测量是一种普遍应用的检测技术，但是，当管道周围存在大型金属结构物、多条管道并行、管道非垂直磁化等情况时，由于磁场强度数据复杂，因此无法根据磁场强度数据准确识别管道的位置。

综上，现有技术中还没有一套方法可以对特征不显著的海底磁场强度数据进行处理以据此识别管道的位置。

发明内容

本申请实施例通过提供一种海底管道磁法测量数据的处理方法，解决了现有技术中无法对特征不显著的海底磁场强度数据进行处理以据此识别管道位置的问题。

为了实现上述目的，本申请较佳实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种海底管道磁法测量数据的处理方法，所述方法包括：

获取待处理的测量数据，所述测量数据中包括多个测试点分别对应的坐标及磁场强度；

根据所述坐标得到每一个所述测试点所对应的累计长度；

根据检测地的正常磁场强度对所述测试点对应的磁场强度进行修正，得到每一个测试点所对应的磁异常参数；

建立所述累计长度与所述磁异常参数的关系曲线；

根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点；

根据所述特征点所对应的坐标得到海底管道的位置。

可选地，在本申请实施例中，所述根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点的步骤，包括：

在所述关系曲线只包含一个波峰或波谷且所述波峰或波谷为对称状时，将所述关系曲线中的波峰点或波谷点作为所述关系曲线的特征点。

可选地，在本申请实施例中，所述根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点的步骤，还包括：

在所述关系曲线同时包含相邻的一个波峰和一个波谷且所述波峰和波谷为非对称状时，对所述关系曲线求一阶梯度，得到一阶梯度曲线；

在所述关系曲线上叠加绘制所述一阶梯度曲线；

将所述一阶梯度曲线的极值点与所述关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点。

可选地，在本申请实施例中，所述根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点的步骤，还包括：

在所述关系曲线包含多个波峰或波谷且相互叠加时，对所述关系曲线进行向下延拓，得到向下延拓后的第一关系曲线；

将向下延拓后的第一关系曲线中的波峰点或波谷点作为所述关系曲线的特征点。

可选地，在本申请实施例中，所述根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点的步骤，还包括：

在所述关系曲线包含多个波峰和波谷，且所述波峰和波谷且相互叠加时，对所述关系曲线进行向下延拓并求一阶梯度，得到一阶梯度曲线和向下延拓后的第二关系曲线；

将所述一阶梯度曲线的极值点与所述向下延拓后的第二关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点。

可选地，在本申请实施例中，所述根据所述特征点所对应的坐标得到海底管道的位置的步骤，包括：

根据所述特征点对应的累计长度确定对应的测试点，并根据该测试点对应的坐标得到海底管道的位置。

可选地，在本申请实施例中，在所述根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理的步骤之前，所述方法还包括：

对所述关系曲线进行高斯平滑去噪处理。

第二方面，本申请实施例提供一种海底管道磁法测量数据的处理装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取待处理的测量数据，所述测量数据中包括多个测试点分别对应的坐标及磁场强度；

计算模块，用于根据所述坐标得到每一个所述测试点所对应的累计长度；

修正模块，用于根据检测地的正常磁场强度对所述测试点对应的磁场强度进行修正，得到每一个测试点所对应的磁异常参数；

曲线生成模块，用于建立所述累计长度与所述磁异常参数的关系曲线；

特征提取模块，用于根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点；

位置确定模块，用于根据所述特征点所对应的坐标得到海底管道的位置。

具体地，在本申请实施例中，所述特征提取模块具体用于：

在所述关系曲线只包含一个波峰或波谷且所述波峰或波谷为对称状时，将所述关系曲线中的波峰点或波谷点作为所述关系曲线的特征点；

在所述关系曲线同时包含相邻的一个波峰和一个波谷且所述波峰和波谷为非对称状时，对所述关系曲线求一阶梯度，得到一阶梯度曲线，并在所述关系曲线上叠加绘制所述一阶梯度曲线，然后将所述一阶梯度曲线的极值点与所述关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点；

在所述关系曲线包含多个波峰或波谷且相互叠加时，对所述关系曲线进行向下延拓，得到向下延拓后的第一关系曲线，然后将向下延拓后的第一关系曲线中的波峰或波谷点点作为所述关系曲线的特征点；

在所述关系曲线包含多个波峰和波谷，且所述波峰和波谷相互叠加时，对所述关系曲线进行向下延拓并求一阶梯度，得到一阶梯度曲线和向下延拓后的第二关系曲线，然后将所述一阶梯度曲线的极值点与所述向下延拓后的第二关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行如上所述的方法。

相对于现有技术而言，本申请实施例中提供的海底管道磁法测量数据的处理方法，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理方法，通过对勘察得到的测量数据进行处理，生成测试点所对应的累计长度与磁异常参数的关系曲线，然后根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点，最后根据所述特征点所对应的坐标得到海底管道的位置。通过该方法，可以对不同形状的关系曲线采用不同的处理方式，从而从特征不显著的海底磁场强度数据中准确识别出管道的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理方法的步骤流程示意图；

图3为本申请实施例提供的第一数据处理界面示意图；

图4为本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理方法中步骤S50的第一子步骤示意图；

图5为本申请实施例提供的第二数据处理界面示意图；

图6为本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理方法中步骤S50的第二子步骤示意图；

图7为本申请实施例提供的第三数据处理界面示意图；

图8为本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理方法中步骤S50的第三子步骤示意图；

图9为本申请实施例提供的第四数据处理界面示意图；

图10为本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理方法中步骤S50的第四子步骤示意图；

图11为本申请实施例提供的第五数据处理界面示意图；

图12为本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理装置的模块示意图。

图标：20-电子设备；21-存储器；22-存储控制器；23-处理器；70-海底管道磁法测量数据的处理装置；701-获取模块；702-计算模块；703-修正模块；704-曲线生成模块；705-特征提取模块；706-位置确定模块。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。在不冲突的情况下，下述实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1，为本申请实施例提供的电子设备20的结构示意图，所述电子设备20包括海底管道磁法测量数据的处理装置70、存储器21、存储控制器22及处理器23。

所述存储器21、存储控制器22及处理器23各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述海底管道磁法测量数据的处理装置70可以包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器21中或固化在所述电子设备20的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器23用于执行所述存储器21中存储的可执行模块，例如所述海底管道磁法测量数据的处理装置70所包括的软件功能模块及计算机程序等，以使所述电子设备20执行如下所述的海底管道磁法测量数据的处理方法。

参照图2，为本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理方法的步骤流程示意图，该方法可以应用于图1所示的电子设备，从而为该电子设备提供如下所述的海底管道磁法测量数据的处理功能。

在本申请实施例中，该方法包括：

步骤S10，获取待处理的测量数据，所述测量数据中包括多个测试点分别对应的坐标及磁场强度。

步骤S20，根据所述坐标得到每一个所述测试点所对应的累计长度。

步骤S30，根据检测地的正常磁场强度对所述测试点对应的磁场强度进行修正，得到每一个测试点所对应的磁异常参数。

步骤S40，建立所述累计长度与所述磁异常参数的关系曲线。

步骤S50，根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点。

步骤S60，根据所述特征点所对应的坐标得到海底管道的位置。

在步骤S10中，该测量数据可以通过磁力仪等设备检测得到。本实施例中，可以通过检测不同位置的磁场强度情况，得到若干测量数据(该测量数据的测线通常垂直于海底管道走向)，然后通过对该测线数据进行分析，得到海底管道的位置。

具体地，在本申请实施例中，上述测量数据可以保存为txt格式或csv格式，每一组测量数据中包含多个测试点分别对应的坐标(包括东坐标、北坐标)和磁场强度。在得到该测量数据之后，可以将其中的第一个测试点作为起始点，然后将每两个相邻测试点之间的距离进行累计，得到该测量数据中每一个测试点所对应的累计长度。

进一步地，由于磁力仪所检测到的数据与检测地的地磁场强度有关，因此，本实施例中还需要根据检测地的正常磁场强度对每一个测试点所对应的磁场强度进行修正，从而得到每一个测试点所对应的磁异常参数。具体而言，即将检测到的磁场强度数据与检测地的正常磁场强度的差值作为磁异常参数。

进一步地，请参照图3，在得到每一个测试点所对应的累计长度和磁异常参数之后，以累计长度为横坐标，以磁异常参数为纵坐标建立一坐标系，可以得到累计长度与磁异常参数之间的关系曲线。可选地，在本申请的一种实施例中，为了消除噪声影响，还可以在生成该关系曲线之后对其进行高斯平滑去噪。

进一步地，由于该关系曲线的形状与测线方向(管道走向)有关，因此，本实施例中需要根据该关系曲线的形状采用不同处理方法，然后根据处理得到的特征点得到管道的位置。

具体地，请参照图4，在本申请实施例中，上述步骤S50可以包括：

子步骤S5011，在关系曲线只包含一个波峰或波谷且所述波峰或波谷为对称状时，将所述关系曲线中的波峰点或波谷点作为所述关系曲线的特征点。

当该关系曲线中只包含一个波峰时，表示管道为垂直磁化。此时，磁场强度最强的位置即表示管道所在位置，因此，当该关系曲线中只包含一个波峰时可以将该波峰点作为关系曲线的特征点。

同理地，当该关系曲线中只包含一个波谷时，表示管道为水平磁化。此时，磁场强度最弱的位置即表示管道所在位置，因此，当该关系曲线中只包含一个波谷时可以将该波谷点作为关系曲线的特征点。

可选地，参照图5，在本申请的一种实施例中，在该关系曲线中只包含一个波峰或波谷时，也可以对该关系曲线进行向下延拓处理，从而使得该关系曲线中的极值点更容易识别。

进一步地，请参照图6和图7，在本申请实施例中，上述步骤S50还可以包括：

子步骤S5021，在关系曲线同时包含相邻的一个波峰和一个波谷且所述波峰和波谷为非对称状时，对所述关系曲线求一阶梯度，得到一阶梯度曲线。

子步骤S5022，在所述关系曲线上叠加绘制所述一阶梯度曲线。

子步骤S5023，将所述一阶梯度曲线的极值点与所述关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点。

具体地，当该关系曲线同时包含相邻的一个波峰和一个波谷且该波峰和波谷为非对称状，此时表示管道为斜磁化(即介于水平磁化和垂直磁化之间)，管道位置位于波峰点和波谷点之间，并且，其中磁异常参数变化梯度最大的测试点即为管道所在位置。因此，在本申请实施例中，当该关系曲线同时包含相邻的一个波峰和一个波谷且该波峰和波谷为非对称状时，可以对该关系曲线求一阶梯度，然后将一阶梯度曲线的极值点与该关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点。

进一步地，请参照图8，在本申请实施例中，上述步骤S50还可以包括：

子步骤S5031，在关系曲线包含多个波峰或波谷且相互叠加时，对所述关系曲线进行向下延拓，得到向下延拓后的第一关系曲线。

子步骤S5032，将向下延拓后的第一关系曲线中的波峰点或波谷点作为所述关系曲线的特征点。

具体地，请结合图9，由于当管道周围存在其他磁化金属物时会对测量数据产生影响，此时关系曲线中会出现多个波峰点或波谷点，难以准确判断出管道位置，因此，本实施例中采用向下延拓的方式对该关系曲线进行处理，从而使得关系曲线的高宽比增加，更加容易识别出其中管道所对应的极值点，并将其中的极值点作为管道所在位置对应的特征点。

进一步地，请参照图10和图11，在本申请实施例中，上述步骤S50还可以包括：

子步骤S5041，在关系曲线包含多个波峰和波谷，且所述波峰和波谷且相互叠加时，对所述关系曲线进行向下延拓并求一阶梯度，得到一阶梯度曲线和向下延拓后的第二关系曲线。

子步骤S5042，将所述一阶梯度曲线的极值点与所述向下延拓后的第二关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点。

进一步地，由于上述特征点的横坐标为累计长度，而该累计长度与测试点的坐标相对应，因此，根据该特征点的横坐标得出对应的测试点，然后根据对应测试的东坐标和北坐标即可得出海底管道的所在位置。换言之，即在本申请实施例中，根据上述过程所得到的特征点即可得出海底管道的位置。

由于通过一组测量数据只能得出海底管道所对应的一个点，因此，在本实施例中，可以通过上述方法对多组测量数据进行处理，得出海底管道所对应的多个位置点，从而确定整条海底管道的位置情况。此外，本实施例中，还可以将所有得到的管道坐标点输出为txt格式，从而便于输入到其他绘图软件中(如CAD、surfer、arcgis等)，以绘制海底管道路由图、生成海底管道路由数据表。

需要说明的是，在本申请实施例中，上述过程可以基于MATLAB软件实现，并且，上述过程中所描述的对称状应当理解为以波峰点或波谷点所在的纵轴为对称轴大致对称，而不应该理解为绝对对称。此外，在本申请实施例所采用的向下延拓处理中，其向下延拓系数可以根据需求进行设定，例如，在一种实施例中可以将其设置为6m。

综上所述，本申请实施例中提供的海底管道磁法测量数据的处理方法相对于现有技术而言，具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的海底管道磁法测量数据的处理方法，通过对勘察得到的测量数据进行处理，生成测试点所对应的累计长度与磁异常参数的关系曲线，然后根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点，最后根据所述特征点所对应的坐标得到海底管道的位置。通过该方法，可以对不同形状的关系曲线采用不同的处理方式，从而从特征不显著的海底磁场强度数据中准确识别出管道的位置。

进一步地，请参照图12，本申请实施例还提供一种海底管道磁法测量数据的处理装置70，所述装置包括：

获取模块701，用于获取待处理的测量数据，所述测量数据中包括多个测试点分别对应的坐标及磁场强度。

计算模块702，用于根据所述坐标得到每一个所述测试点所对应的累计长度；

修正模块703，用于根据检测地的正常磁场强度对所述测试点对应的磁场强度进行修正，得到每一个测试点所对应的磁异常参数。

曲线生成模块704，用于建立所述累计长度与所述磁异常参数的关系曲线；

特征提取模块705，用于根据所述关系曲线的形态以及预设的与所述关系曲线的形态所对应的处理方式对所述关系曲线进行处理，得到所述关系曲线中的特征点。

位置确定模块706，用于根据所述特征点所对应的坐标得到海底管道的位置。

具体地，在本申请实施例中，所述特征提取模块705具体用于：

在所述关系曲线只包含一个波峰或波谷且所述波峰或波谷为对称状时，将所述关系曲线中的波峰点或波谷点作为所述关系曲线的特征点；在所述关系曲线同时包含相邻的一个波峰和一个波谷且所述波峰和波谷为非对称状时，对所述关系曲线求一阶梯度，得到一阶梯度曲线，并在所述关系曲线上叠加绘制所述一阶梯度曲线，然后将所述一阶梯度曲线的极值点与所述关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点；在所述关系曲线包含多个波峰或波谷且相互叠加时，对所述关系曲线进行向下延拓，得到向下延拓后的第一关系曲线，然后将向下延拓后的第一关系曲线中的波峰点或波谷点作为所述关系曲线的特征点；在所述关系曲线包含多个波峰和波谷，且所述波峰和波谷相互叠加时，对所述关系曲线进行向下延拓并求一阶梯度，得到一阶梯度曲线和向下延拓后的第二关系曲线，然后将所述一阶梯度曲线的极值点与所述向下延拓后的第二关系曲线的交点作为所述关系曲线的特征点。

所述位置确定模块706具体用于：根据所述特征点对应的累计长度确定对应的测试点，并根据该测试点对应的坐标得到海底管道的位置。

由于本实施例所介绍的海底管道磁法测量数据的处理装置70为实现本申请实施例中海底管道磁法测量数据的处理方法所采用的装置，故而基于本申请实施例中所介绍的海底管道磁法测量数据的处理方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的海底管道磁法测量数据的处理装置70的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该海底管道磁法测量数据的处理装置70如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中海底管道磁法测量数据的处理方法所采用的海底管道磁法测量数据的处理装置70，都属于本申请所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。