ubuntu下离线侧扫声呐xtf格式数据提取软件

最近花了比较多时间处理xtf格式的侧扫声呐数据，ubuntu下写了一个数据处理的软件。输入为xtf文件路径或xtf文件夹路径。对每个xtf文件有四个输出文件，包括基本信息文件（.json），航迹数据文件（.mat），左舷强度数据文件（.mat），右舷强度数据文件（.mat）。输出文件的信息均为xtf文件记录侧扫输出的原始数据信息。后续可行根据需求利用这些文件做进一步的处理，如斜距校正，灰度校正，几何校正等。另外写了几个python小脚本，主要功能是根据输出的文件绘制简易灰度图和航迹图。

软件项目的地址如下：

https://code.ihub.org.cn/projects/5800/repository/xtf_data_analyze

https://github.com/cabinx/xtf_data_analyze.git

项目内doc文件夹下有简易使用手册可以查询，包括如何安装使用等，当然文章后续我也会做简要说明。此外doc下还有xtf格式的官方文档。在此默认已对侧扫工作原理及输出数据有一定了解。

一、编译安装的问题

由于项目需要c++下输出.mat格式文件，因此依赖matio库（https://github.com/tbeu/matio），编译前需安装：

sudo apt-get install libmatio-dev

我们需要获取库的路径，并在CMakeLists中做相应修改。在终端查询：

dpkg -L libmatio-dev

其中libmatio.so路径就是项目需要链接的路径。由于不同的平台下系统目录略有不同，不做修改的话可能会导致编译失败。

此外，项目在处涉及json文件处理时使用了一个非常好用的轻量级c++的json库，RapidJSON，感兴趣的可以了解一下http://rapidjson.org/zh-cn/。

具体安装测试使用请查阅使用手册。

二、输出文件格式问题

简要介绍一下输出的几个文件内的数据，具体参考使用手册。

1、基本信息文件（xxx_info.json）

主要是fileheader和chaninfo的信息，其中有几个要注意一下：

TotalPingNumber：总ping数；

NavUnits：GPS格式，0表示UTM格式，3表示经纬度格式；

chan_x：通道x，如chan_0表示通道0；

BytesPerSample：此通道每个数据字节数，本项目只支持1字节和2字节；

大多能在xtf官方文档中能查询到。

2、航迹数据文件（xxx_TRAJ.mat）

直接上每列代表的数据：

[时间戳，侧扫经度，侧扫纬度，侧扫高度，左舷斜距，右舷斜距，左舷单线采样点数，右舷单线采样点数，侧扫速度，侧扫Pitch，侧扫Roll，侧扫Heading]

注意NavUnits为0时，经纬度为UTM格式的，需要根据需求转换。

3、强度矩阵数据文件

左舷（xxx_PIM.mat）；

右舷（xxx_SIM.mat）。

注意BytesPerSample为1时，每个采样点强度信息范围为（0~255）；BytesPerSample为2时，每个采样点强度信息范围为（0~65535）。

三、python脚本

几个简易小脚本，在DataProcess中：

draw_intensity_image.py：绘制简易灰度图（基本未校正）；

draw_trajectory_image.py：绘制单个文件航迹图；

draw_multi_trajectory_image.py：绘制多个文件航迹图（注意需要同一测试地点的航迹文件）。

用项目中data文件夹下的测试数据得到的一些效果如下：

四、一些说明

软件比较粗糙，只是主要对xtf文件原始数据做提取处理，若想获得理想的侧扫图像，需要利用提取得到的数据文件做后处理。此外软件只支持每个采样点数据大小为1字节或2字节。同时对于双频侧扫声呐采集的数据，由于软件只提取了0通道和1通道的信息，故输出的数据文件为低频信息，高频信息未做处理。

目前软件能满足个人的使用需求，若后续有更进一步的需求，可能会进一步开发。

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