作品展示▏任宪伟：海洋测绘神器之CNTideGets潮汐获取软件
浩瀚的海洋对人类来说仍然有着太多的未知之谜，而人类探索海洋的脚步一刻也不会停息。站在海边远眺大海，阳光下大海的波光粼粼让人向往远方，怒吼的巨浪滔天让人恐惧，悄无声息的潮涨潮落让人神秘。
科学技术发展到现在，人类已经可以比较准确地预报潮涨潮落的时刻和潮差。这个准确程度，大体上高低潮出现的时刻可以准确到半小时以内，潮高预报大体上可以在潮高差的10%～20%之间。这种准确程度，对于游泳爱好者选择合适的潮水去游泳，对于钓鱼爱好者选择合适的潮水去钓鱼，已经够了；对于军事上的某些应用，如登陆作战发起的时机，武装泅渡发起的时机和路线图的选择，基本上也够了。
海洋测绘对潮汐的精度要求不同于以上情况。海洋测绘是科学，科学是可以重复检验的，科学对精度的要求永不满足。海洋测绘同时又是工程，对水位控制（潮汐）的要求，不仅仅是精度的要求，还有很多具体的要求。打个比喻，木匠制作家具，需要原材料，如木头，也需要各种各样的工具，如锯子、斧子、凿子、刨子等，发展到现代，工厂化生产家具，那些个工具也大多电气化了，并且向智能化方向发展。
海洋测绘对水位控制（潮汐）的要求，最初是在测量区域附近设立验潮用的水尺，测量的同时记录水位的高度，从而实现水位控制的目的。这种方法直观，精度也高，目前，在小范围测量时仍然采用这种方式。每一个地方的潮涨潮落以及潮差是不一样的，也就是潮汐性质是不同的，但是在小范围内差别不大，可以用一点的潮高代表整个范围内的潮高。当测区的范围扩大到一定范围时，一个验潮站就不足以代表整个测区范围的潮高了。如果是一条在大洋中来往于各个港口的货轮在航行的同时也进行水深测量，那么就需要太多的验潮站来进行水位控制了。
CNTideGets软件，是笔者倾力打造的一款专门为海洋测绘服务的潮汐获取和处理软件，是处理潮汐数据的多个工具的集合体。测绘，包括海洋测绘，实际上就是生产数字的。CNTideGets软件，使用的原材料数据，主要是海洋学家们制作的潮汐模型，再就是验潮仪采集的潮位数据、各种其他验潮方法采集的数据。用CNTideGets软件生产出来的各种产品，主要是各种格式的潮汐数据文件，满足海洋测绘生产的需要。当然，这种产品用于游泳、钓鱼、航海、军事上的登陆作战、海洋工程的施工，也是绰绰有余的。
这样泛泛地说说，对于一款软件来说，不能认定是神器。武侠小说中段誉的凌波微步用于逃跑别人追不上，堪称神器；六脉神剑用于击伤敌人简直随心所欲，堪称神器；任我行的吸星大法危难之际可以转败为胜，堪称神器；魔兽世界真三国无双中司马的大石头、诸葛的闪电、赵云的神速、关云长的旋风舞蹈，都是大招一出局势立即发生改观，甚至决定两军对垒的胜负，都堪称神器。
CNtideGets敢称神器，也有大招一出，平定江湖的霸气。有啥招数，听我细细道来。CNtideGets的第一大招，可以称为无中生有。你只需要指定最近几十年内的时间段，指定地球上的海洋中的地理坐标，软件就可以算出指定时间段、指定位置的潮汐或者潮流。软件自带潮汐模型用于潮汐预报，对于用户来说就是无中生有。图1是预报的西太潮流瞬时图，图2为预报的黄海某时刻的潮流图。
图1 西太潮流瞬时预报图
图2 黄海某时刻的潮流预报图
有意思的是黄海的潮流图。黄海中朝鲜半岛沿岸潮流比我国沿岸大很多，自然而然随着潮流从外海进入的鱼儿就比较多。我们的沿岸鱼儿少，可不仅仅是我们滥捕、保护不力的问题，外海的鱼儿来的也少啊！如果想搞个啥子事情，需要掌握潮汐、潮流，有了这无中生有的大招，在地球上就难不倒啊！涉海单位，涉海人员掌握这无中生有的本领，只需，呵呵！
CNtideGets的第二大招，可以称为乾坤大挪移。测量船满世界的跑，几个月后回到家处理多波束资料，这潮汐有点儿让人犯愁！深水好说，可以不改，这浅水不改，不符合规范要求啊，可是改，上哪儿去搞潮汐资料啊？地理范围太大，时间太久！CNtideGets的乾坤大挪移招数一出，愁云散尽！如果你用CARIS HIPS处理资料，用其CommandLine导出定位数据，CNtideGets读入这个定位文件，根据设定的时间和距离间隔限制，计算出潮汐预报时间和位置点，然后计算出给定时间的理论最低潮面和潮高，生成一个CARIS HIPS可以读入的潮汐文件，CARIS HIPS读入这个潮汐文件即可！重点是计算出潮汐预报时间和位置点，有航迹资料就可以，也可以自己文字编辑达到要求。把广阔空间和时间的潮汐资料浓缩到一个潮汐文件，并且可以用于简单的单站改正，这种乾坤大挪移的本领同时结合了无中生有，自然是大招一出，愁云散尽！
CNtideGets的第三大招，可以称为开花弹。有时候测区范围比较大，方便设立验潮站的地点比较少，达不到水位控制的要求。例如，在南沙周围广阔的海域，适合建立验潮站的地方只有几个小小岛，测区在岛子周边上百公里范围内，怎么办？CNtideGets可以在岛子周围布设成百的虚拟验潮站，通过预报计算知道岛子周围的潮汐变化规律，知道如果在岛子上设立一个验潮站，利用计算的余水位可以控制多大的范围。如果半径一百公里利用余水位推算的潮汐精度可以达到10厘米内，那么问题就简单了，只需一个验潮站，推算出周围数百堪比实测验潮站精度的虚拟验潮站，几万平方公里的海域高精度潮汐尽在掌握中！余水位推算，以点带面，好比那开花的炸弹，落一点，炸一片，大招一出，海洋测绘潮汐资料获取许多不可能变成可能，省钱、省力、高效率！
CNtideGets的第四大招，可以称为一条龙。验潮仪采集的水位资料，需要进行气压改正、粗差检测、拟合平滑、沉降检查以及修正、理论最低潮面计算、同步计算、深度基准面规算，格式转化、时区转换等多个环节，才能生成潮位改正的需要的潮汐文件，这些环节和过程，涉及大量的数据，需要排除各种粗差。综合运用CNtideGets的几个工具，可以可视化实现这些过程，虽然仍然包括多个环节，但是比电子表格处理不知道省了多少力气！从验潮仪提取的数据，经过这一条龙过程，几分钟可以完成。
除了上述四大招数，小的功能也还有十来个。例如，格式转换、时区转换、潮高平移、潮汐曲线浏览、潮汐数据加密和抽稀、调和常数时区转换、调和常数预报潮汐、计算理论最低潮面、计算理论最高潮面、计算大潮升等等。图3～图5是一些应用显示场景。
图3 CNTideGets对ADCP测流数据的动态显示
（每层的流速流向不同）
图4 远海航渡式测量潮汐预报潮汐曲线
图5 潮汐曲线拟合图
武侠的江湖，一招定胜负，堪称神器；魔兽的世界，一招决定无数精灵的存亡、两军对战的胜负，堪称神器；CNTideGets在海洋测绘的世界和涉海行业的江湖，对于潮汐使用问题是大招一闪一闪亮晶晶，堪称神器！
作为海洋测绘世界中的测量员，作为涉海行业江湖中的侠客，甚至作为爱好生活、喜欢游泳和钓鱼芸芸众生的你，如何拥有这款神器？笔者的努力提供了这种可能，你只需要下载（https://pan.baidu.com/s/1c2tXclw）就可以拥有！
【作者简介】任宪伟，高级工程师，从事海洋测绘近三十年，主要从事海洋测绘数据处理。
相关阅读推荐
公众号
溪流之海洋人生
微信号▏xiliu92899
用专业精神创造价值
用人文关怀引发共鸣
您的关注就是我们前行的动力
投稿邮箱▏452218808@qq.com