本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸，更具體地涉及一種深遠(yuǎn)海氣象水文數(shù)據(jù)的傳輸方法、電子設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著深遠(yuǎn)?？睖y(cè)活動(dòng)的推進(jìn)，深遠(yuǎn)海區(qū)域的水文氣象要素?cái)?shù)據(jù)量不斷增大。這些數(shù)據(jù)包括氣溫、氣壓、風(fēng)速、海水溫度、鹽度、深度等信息，這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸對(duì)支持深遠(yuǎn)海工程的高效運(yùn)行與智能化發(fā)展至關(guān)重要。

2、相關(guān)技術(shù)中，對(duì)深遠(yuǎn)海氣象水文數(shù)據(jù)的傳輸中存在諸多缺陷，這些缺陷制約了數(shù)據(jù)的高效傳輸。具體來說，為適應(yīng)不斷增大的數(shù)據(jù)量，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，在傳輸深遠(yuǎn)海氣象水文數(shù)據(jù)，通常需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。然而，現(xiàn)有的壓縮算法（如lzw、deflate等）未對(duì)氣象水文數(shù)據(jù)的突變性和周期性特征進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化，壓縮效果有限，導(dǎo)致在有限帶寬條件下傳輸效率低下。

3、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、考慮到上述問題而提出了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種深遠(yuǎn)海氣象水文數(shù)據(jù)的傳輸方法，包括：獲取預(yù)設(shè)長度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段；確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)特征，數(shù)據(jù)特征包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)的均值、方差、時(shí)間梯度、基線標(biāo)準(zhǔn)差、功率譜密度、信噪比和自相關(guān)性；根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)特征，確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，其中，數(shù)據(jù)類型包括瞬變數(shù)據(jù)、緩變數(shù)據(jù)和周期數(shù)據(jù)；按照實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，以得到壓縮結(jié)果，其中，不同數(shù)據(jù)類型所采用的數(shù)據(jù)壓縮方式不同；傳輸壓縮結(jié)果。

2、示例性地，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)特征，確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，包括：在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段滿足以下條件時(shí)，確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型為緩變數(shù)據(jù)：；其中，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的方差，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的均值，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的功率譜密度；和/或，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段滿足以下條件時(shí)，確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型為瞬變數(shù)據(jù)：；其中，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的時(shí)間梯度，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的基線標(biāo)準(zhǔn)差，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的功率譜密度；和/或，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段滿足以下條件時(shí)，確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型為周期數(shù)據(jù)：；其中，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的功率譜密度，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的信噪比，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的自相關(guān)性。

3、示例性地，按照實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，包括：在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型唯一時(shí)，若實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型為緩變數(shù)據(jù)，采用基于線性預(yù)測(cè)的殘差編碼的方式對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行壓縮，其中，壓縮結(jié)果為大于殘差閾值的殘差值；若實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型為瞬變數(shù)據(jù)，采用基于小波變換的稀疏表示的方式對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行壓縮，其中，壓縮結(jié)果為稀疏系數(shù)；若實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型為周期數(shù)據(jù)，采用傅里葉參數(shù)化壓縮的方式對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行壓縮，其中，壓縮結(jié)果為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中部分頻率分量的振幅、相位和頻率，部分頻率分量的能量之和大于能量閾值。

4、示例性地，殘差閾值與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段內(nèi)各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)殘差值的標(biāo)準(zhǔn)差和極差正相關(guān)；和/或，小波變換的容許誤差與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的基線誤差、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的l2梯度范數(shù)正相關(guān)；和/或，能量閾值基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的總能量和主頻能量占比確定，且能量閾值與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的總能量和主頻能量占比正相關(guān)。

5、示例性地，按照實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，包括：在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型不唯一時(shí)，選擇使目標(biāo)函數(shù)最小的分段策略對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行分段，以得到多個(gè)子數(shù)據(jù)段，其中，目標(biāo)函數(shù)為分段后得到的子數(shù)據(jù)段的kl散度與壓縮比特?cái)?shù)的加權(quán)和，kl散度為對(duì)應(yīng)子數(shù)據(jù)段與該子數(shù)據(jù)段壓縮模型的期望分布之間的匹配度，該子數(shù)據(jù)段壓縮模型為與該子數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)的壓縮模型；按照分段后得到的多個(gè)子數(shù)據(jù)段中每一子數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，對(duì)多個(gè)子數(shù)據(jù)段分別進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，其中，壓縮結(jié)果包括多個(gè)子數(shù)據(jù)段分別進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮得到的結(jié)果。

6、示例性地，在傳輸壓縮結(jié)果之前，方法還包括：根據(jù)壓縮結(jié)果的優(yōu)先級(jí)和緊急程度，確定壓縮結(jié)果的可靠性權(quán)重；基于優(yōu)先級(jí)和可靠性權(quán)重，確定壓縮結(jié)果的傳輸模式；和/或，根據(jù)壓縮結(jié)果的緊急度，計(jì)算壓縮結(jié)果的傳輸截止時(shí)間；其中，在傳輸壓縮結(jié)果的傳輸時(shí)間大于或等于傳輸截止時(shí)間時(shí)，將壓縮結(jié)果的傳輸模式切換為降級(jí)傳輸模式；其中，在壓縮結(jié)果的傳輸模式為降級(jí)傳輸模式時(shí)，僅傳輸壓縮結(jié)果中的低頻部分；和/或，根據(jù)壓縮結(jié)果的數(shù)據(jù)類型選擇衛(wèi)星鏈路；根據(jù)所選擇的衛(wèi)星鏈路的丟包率估算值和信道可靠性因子，確定傳輸過程中的初始冗余包數(shù)。

7、示例性地，根據(jù)所選擇的衛(wèi)星鏈路的丟包率估算值和信道可靠性因子，確定傳輸過程中的初始冗余包數(shù)，在當(dāng)前衛(wèi)星鏈路的丟包率估算值大于丟包率閾值時(shí)執(zhí)行。

8、示例性地，方法還包括：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸過程中的信道質(zhì)量和帶寬使用情況；根據(jù)壓縮結(jié)果的優(yōu)先級(jí)、信道質(zhì)量和帶寬使用情況，調(diào)整壓縮結(jié)果傳輸過程中的帶寬。

9、根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，處理器用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)如上述的方法。

10、根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序/指令，計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述的方法。

11、在上述技術(shù)方案中，通過對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行分類，并按照實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型實(shí)時(shí)選擇最佳壓縮方式進(jìn)行壓縮，這種自適應(yīng)壓縮方式可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)深遠(yuǎn)海氣象水文數(shù)據(jù)的緩變性、突發(fā)性和周期性特征的壓縮優(yōu)化，充分利用數(shù)據(jù)的潛在壓縮空間，這有助于提高數(shù)據(jù)壓縮效果和壓縮效率，減少傳輸數(shù)據(jù)量，降低傳輸過程中所需的帶寬資源，從而可以在有限帶寬條件下實(shí)現(xiàn)深遠(yuǎn)海氣象水文數(shù)據(jù)的高效傳輸。

12、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.一種深遠(yuǎn)海氣象水文數(shù)據(jù)的傳輸方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)特征，確定所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，對(duì)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述殘差閾值與所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段內(nèi)各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)殘差值的標(biāo)準(zhǔn)差和極差正相關(guān)；和/或，所述小波變換的容許誤差與所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的基線誤差、所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的l2梯度范數(shù)正相關(guān)；和/或，所述能量閾值基于所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的總能量和主頻能量占比確定，且所述能量閾值與所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的總能量和所述主頻能量占比正相關(guān)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，對(duì)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述傳輸所述壓縮結(jié)果之前，所述方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所選擇的衛(wèi)星鏈路的丟包率估算值和信道可靠性因子，確定傳輸過程中的初始冗余包數(shù)，在當(dāng)前衛(wèi)星鏈路的丟包率估算值大于丟包率閾值時(shí)執(zhí)行。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序/指令，所述計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種深遠(yuǎn)海氣象水文數(shù)據(jù)的傳輸方法、電子設(shè)備及介質(zhì)。方法包括：獲取預(yù)設(shè)長度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段；確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)特征，數(shù)據(jù)特征包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)的均值、方差、時(shí)間梯度、基線標(biāo)準(zhǔn)差、功率譜密度、信噪比和自相關(guān)性；根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)特征，確定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，其中，數(shù)據(jù)類型包括瞬變數(shù)據(jù)、緩變數(shù)據(jù)和周期數(shù)據(jù)；按照實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)類型，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)段進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，以得到壓縮結(jié)果，其中，不同數(shù)據(jù)類型所采用的數(shù)據(jù)壓縮方式不同；傳輸壓縮結(jié)果。該方法可以提高傳輸效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李繼欣,劉玲,石通,劉宏,徐寧雅,汪波,王景宇,王龍鎮(zhèn),田子緣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交星宇科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15