水文和其他科学家使用声学多普勒电流廓（ADCPs）来测量水流量，或放电的容积率，在河流和其它水道。放电测量来预测洪水和低水条件。虽然这样的测量是有价值的，由ADCPs提供的数据还可以用于创建在河流水的速度分布的更详细的图像。
的速度映射工具箱（VMT），建于MATLAB®，使得美国地质调查局（USGS）快速地处理通过ADCPs记录的所有原始数据。其结果是空间的流动分布和时间的流量变化，使得VMT为各种应用的有价值的工具有更好的了解。环境科学家用它来审视周围附近的野生动物栖息地结构的流动分布。能源公司用它来识别潮汐涡轮机的最佳位置。
美国地质勘探局在各种项目和研究中使用了车辆行驶里程。例如，他们用它来帮助美国陆军工程兵团评估密西西比河和俄亥俄河汇合处的水流分布，以便驳船能够在2011年创纪录的洪水期间安全地航行在涨水的河流中。美国地质调查局的科学家利用车辆行驶里程研究蜿蜒弯曲的河流和确定海岸线保护可能需要防止侵蚀、可视化流在近岸和rivermouth地区大湖了解污染物的运输和援助沙滩健康研究,和学习能力的大湖支流运输亚洲鲤鱼鸡蛋来确定合适的产卵入侵物种的栖息地。
VMT和ADCPs加快了依赖于流动数据的研究步伐。在ADCP引入之前，研究人员使用声学多普勒测速仪或机械流速仪，基本上是同时采样水柱中的一个点，而不是整个水柱。团队可能要花费数天时间进行流程测量，并花费数月时间使用电子表格处理数据。今天，VMT可以在几分钟内完成同样的分析。
收集数据
流数据由横切河流，流，或在配备有ADCP（图1）一个船湖收集。
ADCP将声脉冲传输到水中，并处理在流体中运动的粒子反射回来的回声(图2)。
通过确定返回到ADCP的发射脉冲的多普勒频移，可以用a来计算粒子的速度先验了解换能器的几何和三角关系。当船移动时，ADCP用GPS记录它的位置。利用脉冲频率测量以及俯仰、横摇、航向和位置数据，仪器计算并记录了仪器下方水柱的三维速度数据矢量。此外，ADCP还记录深度探测、水面温度和声学反向散射(水柱中粒子反射的声音量)。通过适当的校准，声学后向散射可以指示水中悬浮的泥沙量。
数据收集是一个迭代的过程，垂直速度剖面至少每秒测量一次，会产生大量的数据。为了精确测量流经水体的流量，美国地质勘探局的研究人员完成了河流的多个断面，每个断面由数百至数千个垂直样本组成。垂直样本由一组向量表示，其中可能包含数十个单独的三维速度测量值。对于单个大型河流断面的数据集来说，包含超过100,000个数据点是很正常的，而一个完整的研究可能需要10到30个断面。
开发速度映射工具箱
VMT是从为过去的研究项目开发的MATLAB代码演变而来的。为了让研究人员能够处理和可视化他们自己的ADCP数据，VMT背后的代码被修改为通用用途。对应用程序的修改包括为数据分析和可视化添加新特性和增强功能。利用MATLAB中内置的鲁棒插值技术，开发了一种新的多截面结果聚合算法。通过使用Mapping Toolbox功能，VMT能够生成测量流场的表示质量的地理参考可视化效果，这一特性使研究人员能够在进行测量的物理环境中进行分析。
VMT的发展包括为ADCP数据添加更多的可视化工具。例如，研究人员可以比较不同深度和地层的流速数据，绘制初级和次级环流模式图，并在航拍图上绘制深度-平均流速图(图3)。
车辆行驶里程的图形界面的开发使研究人员更容易从ASCII文件导入数据或mat文件由adcp(图4)。研究人员可以使用此接口来加载和处理数据文件,创建易于理解的2 d和3 d MATLAB块速度数据(图5),出口数据和数据进行进一步分析和可视化处理,或访问与vmt相关的数据处理实用程序，使数据可用于地理信息系统(GIS)和谷歌Earth等其他程序®。使用MATLAB Compiler™，VMT的开发人员创建了一个独立的可执行版本的应用程序，研究人员可以在不安装MATLAB的情况下使用。
革新速度的映射
除了VMT，美国地质调查局的研究人员使用MATLAB开发分析时间序列工具流动数据，以及可用于在现有的USGS streamgages校准从ADCP或类似的基于多普勒的手段连续泥沙监测声学反向散射工具。美国地质调查局甚至提供MATLAB代码ADCP制造商帮助他们提高他们的算法来计算整体排放。这些工具，与VMT一起，帮助改变研究和数据分析程序，地表水水文全球。
在该研究人员分析数据与VMT速度已经导致了这样的研究进行显著的变化。如今，研究人员可以在现场和过程ADCP数据的笔记本电脑立即以近乎实时的运行VMT。结果用于指导该地区的进一步收集数据，如果需要的话。这种方法是根本就不在过去可能的，因为流分析可能需要数月才能完成，生产的较低分辨率的效果。
启用开放式开发
VMT不只是一个原型，但与这使得它易于使用，即使是科学家和研究者没有MATLAB经验的接口生产应用程序。开发使用MATLAB应用程序的一个重要优势是，美国地质勘探局科学家能够运用他们的专业知识，水文学家创造制作软件本身，不依靠程序员。整个工具箱的发展，VMT开发商纳入了许多想法和脚本从科学的MATLAB用户的社区。
来自USGS的VMT开发人员最近聘请了MathWorks顾问来帮助提高MATLAB代码的效率和性能，并改进界面布局。作为这一努力的一部分，VMT代码变得更加模块化，并帮助其他用户改进和增强它作为开源开发工作的一部分。源代码可以从谷歌代码下载。
有关主USGS VMT开发
P.瑞安杰克逊博士是一位水文学家和Frank L.恩格尔博士是美国地质调查局地理学家。伊利诺伊大学厄巴纳 - 尚佩恩分校，杰克逊博士在土木工程和恩格尔博士大学地理学双方保持Ph.D.s。杰克逊博士专门从事环境流体力学和对水质量的仪器中，ADCP，研究全国各地的运输和混合问题，在河流和湖泊。恩格尔博士专门从事河流地貌和蜿蜒的溪流和河流流量的演变和泥沙输运之间的相互作用的研究。
