ADCP测量方法手册翻译连载（十二）：现场测流后的处理步骤

( D. l) M  u: h, s( |* @, ^

五、现场操作步骤

（四）测量后处理步骤

美国地质调查局要求在现场计算所有流量测量值，从而尽可能获得最终流量。该最终流量用于确定是否需要进行验证测量。如果因现场环境、安全或其他考虑因素无法进行验证测量，那么必须记录不做验证测量的原因。尽管在很多环境下，使用PDA或手机软件来采集ADCP数据很方便，但是最终流量并不能在手持设备软件中计算得出（2013）。在离开现场之前，水文工作者必须使用可以验证数据质量的软件进行数据处理，从而计算流量并得到最终流量值。

离开现场前需要完成的事项

离开现场前，需要重点完成数据处理、进行等级比较、拷贝备用数据以及确保仪器保管妥当以便运输到下一个工作点或办公室。下述的11个步骤皆为简短概述，1-8步为处理数据与计算最终流量的注意事项。更详细的信息可参见附录F-数据后处理步骤。注意：对于没有重大问题的有效测量，后处理过程不应大于15分钟。01. 数据质量的QA/QC评估——对数据进行质量保证/质量控制（QA/QC）评估，验证ADCP是否正常使用，罗经是否已正确校准，以及测量数据的采集和处理是否与现场动底条件一致。当使用GPS或者环形动底测试的时候，精确的罗经校准很重要。动底测试必须有效，可以通过静态动底分析（SMBA）评估静态动底测试，环形校准（LC）评估环形动底测试，以及使用其他制造商软件中的方法进行评估。当动底存在的时候，只要能够采集到精确的GGA或VTG和艏向数据，就应使用GPS作为参考。如果GPS无法使用，那么底跟踪流量需要使用SMBA、LC或其他相关方法进行校准。验证ADCP温度传感器测出的温度与独立温度计测出的温度相差是否在2摄氏度内。
02.  验证用户输入——在处理数据之前，验证用户输入是否正确。包括换能器的深度（吃水）、盐度、岸边形状、离岸距离、起始边缘以及磁场变化。
3 E/ t1 U( x2 ~; M6 ^/ `% w03. 评估表格数据——表格数据通常显示在软件一侧的窗口中。位置和数据可能因软件而异。检查测量的集合数量与断面测量时间是否适合水流速度和水道宽度。在测量过程中，一些数据的丢失和无效是很常见的，但是丢失数据和无效数据不应过多。数据的丢失表明了ADCP与电脑之间存在通信问题。无效或错误数据表明ADCP无法测量断面的某部分流速。由于丢失或无效数据的位置和组群很重要，因此很难确定那些造成测量不佳的丢失或无效的数据数量。
04. 评估船迹线和速度矢量图——速度矢量图提供了ADCP在断面期间的路径平面视图，以及整个横断面期间流量的大小和方向。这项工作的目的是验证船迹和速度的大小与方向是否与现场条件一致。如果除了底跟踪数据之外还采集了GPS数据，则可以比较不同的参考。
05.  评估速度等值线图——速度等值线图可以查看流速大小的断面视图（默认）。流速分布应代表现场测量点情况，不应存在异常或无法解释的情况。如有，应进一步调查异常或无法解释的数据从而确定其原因和潜在的解决方案。断面形状应该与测量点情况一致，几乎没有不规则性。应评估流量分布以及无效或缺失数据对流量分布的潜在影响。如果断面某部分有大量数据无效或缺失，那么这个断面的数据不应包含在流量计算中，但要保证测量断面为偶数个。
2 [' w3 n+ f$ v; h06. 评估回波强度——WinRIver II中的强度图和RiverSurveyor Live中的信噪比图可以查看水体的回波强度量级。一般来说，换能器位置的信号应该很强，随着与换能器距离增加，信号的强度平滑减小。可以通过单个或多个波束强度的显著降低来判断气泡的存在。如果产生气泡，那么水文工作者应该（a）增加ADCP深度；（b）在采集过程中尽量减少纵摇横摇；（c）或者更换测量断面。
07. 选择适当的推算方法——验证用于表层和底层流量的估算算法是否有效且有充分的记录。建议采用有效的方法合理建立整个测量的剖面图，比如使用推算软件。测量中的所有断面都应使用相同的推算方法，除非现场环境有较大的变化会影响流速剖面。尽管某些软件可以自动选择外推算法和指数的方法，但是水文工作者有责任评估剖面并选择最适合的推算方法和指数。选取的推算方法和指数应输入到处理数据并计算最终流量的软件中。
08. 评估流量总结——流量的总结包括了每个断面和整个测量横断面的平均和变化统计。下述内容应该在流量总结中体现：a.偶数个重复断面：每个断面都应该有往返重复测量，这有助于平均和减少因方向偏差引起的变化。b.方向误差：艏向误差或错误的磁场变化一般会引起以GPS为参考的流量的方向误差。一般来说这些误差较小，而且重复断面测量会计算出准确的流量值。如果误差超过5%，那么需要重新调整磁场变化（具体请见附录F第4步）。c.测量时间要超过720秒：在稳定水流环境下进行船载流量测量时，偶数个断面（至少2个）的总测量时间要大于720秒（USGS, 2011b）。d.测量条件的一致：除非在不同地点采集一个或几个断面（这要在现场记录），整个系列断面的测量条件应该保持一致。检查测量区域、宽度、船速、流向和流速的一致性。同时验证船速是否适用于该地的流速和现场情况。
4 X: C; E" J; g3 N3 Z, Z09. 验证测量——如果可以，必须将测得的流量与额定流量进行比较，根据相关政策进行检查。当进行测量验证的时候，应尽可能改变测量条件，但前提要保证测量的整体质量。理想情况是应该使用另外一台ADCP或者流速计进行验证，但是很多时候使用另外一台设备并不可行。用于验证的其他潜在变化条件包括（a）测量方法（船载ADCP测量方法或者ADCP静止测量的中段法）；（b）横断面；（c）电源（电池）；（d）ADCP深度；（e）ADCP配置；（f）操作者。在检验测量的时候尽可能与初始测量的时间和水位高度接近。如果使用同一台ADCP进行初始和验证测量，那么需要完全重复一样的步骤，包括诊断测试、罗经校准，动底测试、水温检测以及ADCP配置。关掉所有设备的电源，然后按照附录E中船载ADCP测流步骤中的第一步开始进行操作，然后按照指示把剩余的步骤做完。如果可行的话，选取一个新的测量断面用于验证测量。验证测量获得的流量值需要在流量特定曲线上显示，并在现场计算与标准流量的差异。在水流快速变化水域，很难在同一标准下进行验证测量。然而，仍应进行多次测量以帮助验证变化条件下的偏离趋势。
( k. ^: v9 B" ?& Z4 O. X: n9 l10. 数据备份——在离开现场前，所有的文件包括原始数据、配置文件、仪器测试文件、罗经校准文件以及其他电子测量表等必须存储在不易遗失的媒介上，比如闪存卡或U盘等，与现场采集电脑分开存储（Oberg and others, 2005）。备份的目的是防止现场采集电脑中的文件丢失或出现错误。
& S% N5 e$ H/ u$ G11. ADCP的存储——ADCP 应在使用后干燥并以保护换能器免受阳光照射、磨损或被尖锐物体刺穿的方式存放。在河口或其他盐水环境中工作后，ADCP必须要用清水冲洗后干净后干燥，然后妥善保管与运输。如果ADCP未进行干燥，那会导致ADCP接插件、安装件以及设备箱里的其他配件腐蚀（Oberg and others, 2005）。
9 V8 q) k  p, h( b! m5 {* _