Lossless compression method for ASCII UTM format sea survey data obtained from multibeam echosounder

Data gathered through seabed surveys performed using multibeam echosounder tend to be significant in size. Quite often a single measurement session leads to obtaining even several million distinct points (usually in x, y, z format). These data are saved in files (often text files), where x, y represent the location of a point (in geographical format, or more commonly in UTM format) and z represents the measured depth at the respective point. Due to the huge amount of such points, the data occupy a significant space in memory or in storage system (the order of megabytes for small areas and of gigabytes for larger ones). The paper contains a survey of existing methods of compressing ASCII UTM files and a proposal of a novel method tailored for a particular data structure. As a result of utilising differential coding and coding using varying length values, the size of such files can be diminished by a factor exceeding ten, while preserving the full information. The paper presents a detailed description of the proposed algorithm and experimental results using real data.

Dane pozyskane z sondaży dna morskiego wykonane z użyciem sondy wielowiązkowej cechują się znacznym rozmiarem. Bardzo często w wyniku jednej sesji pomiarowej otrzymujemy nawet kilka milionów pojedynczych punktów (najczęściej w formacie x,y,z). Informacje te zapisywane są w plikach, często tekstowych, gdzie x,y to położenie punktu (w formacie geograficznym lub częściej UTM), a z określa zmierzoną głębokość w tym punkcie. Ze względu na ogromną liczbę tych punktów dane te zajmują w pamięci komputera lub na dyskach znaczny rozmiar (liczony w MB dla małych obszarów lub GB dla większych). Autorzy przedstawili w artykule różne metody kompresji plików ASCII UTM, w tym opracowaną autorską metodę dopasowaną do struktury danych. Dzięki zastosowaniu metody zapisu różnicowego z wykorzystaniem zmiennej długości w bajtach możemy ponad dziesięciokrotnie zmniejszyć rozmiary tego typu plików, przy zachowaniu pełnej informacji. W artykule przedstawiono dokładny algorytm oraz testy wykonane na danych rzeczywistych.