2022年《海洋测绘》论文综述

基于2022年《海洋测绘》论文刊载情况,着眼海洋测绘学科发展,重点对海洋大地测量与导航、海洋重力测量、海洋磁力测量、海道测量、摄影测量与遥感、海图制图、海洋测量仪器等研究领域的创新研究成果和应用前景进行了总结归纳,简要介绍了作者针对当前领域存在的问题提出新技术、新方法、新理论的过程,旨在为海洋测绘学科发展提供支撑,为海洋测绘科技工作者提供理论和技术借鉴。

记载郑和下西洋使用牵星术的海图

从航海天文角度研究了《郑和航海图》的价值。《郑和航海图》是中国古代航海经验的结晶,它既是郑和等人航海实践的记录,又是宋、元时代牵星航海经验的总结。文章推算出牵星术“一指”相当于天体高度的1.9°。同时考证出以“指”为量度单位起源于战国时期,证明中国的天文导航技术由来已久,且独具特色,自成体系。

种子扫描线填充算法在电子海图制作中的应用

为提高电子海图制作的效率和准确度,提出一种新的纸质海图数字化方法,在给出数字化的具体流程,对扫描后的光栅图采用种子扫描线填充算法来确定线物标和面物标,实验结果表明该方法准确、有效。

一种改进的海图等深线更新方法

针对当前等深线更新方法在等深点生成环节未能充分顾及航行安全的问题,结合可能最浅水深概念和抛物线插值法,提出一种顾及航行安全“扩浅缩深”原则的等深点生成算法,并据此算法实现等深线更新。首先根据海图水深点构建并优化Delaunay三角网;其次采用一种顾及“扩浅”原则的等深点插值算法确定等深点的位置;最后在等深线追踪完成后,采用顾及航行安全的光滑算法绘制出形状平滑的等深线,实现等深线自动更新。实验结果表明,该方法更新的等深线能够正确表达海底地形,符合海图等深线绘制的航行安全原则,满足海图等深线要素的更新要求。

高频变压器设计软件PI Transformer Designer 6．5及其应用

PI Transformer Designer 6.5是PI Expert 6.5软件包中专门设计高频变压器的工具软件。简要介绍PI Transformer Designer 6.5(汉化菜单)的主要特点、主菜单及导航工具,重点阐述高频变压器的参数选择、设计实例及设计高频变压器的注意事项。

采用量子粒子群算法的潜器路径规划

针对复杂海底环境中的潜器路径规划问题,提出了一种采用量子粒子群算法的潜器路径规划方法.该方法首先从海图中提取水深数据,基于自然邻点插值和随机中点位移插值得到密集规格水深数据.然后由此数据建立海底三维模型,确定一个路径安全性检测方案及避碰原则,将海流大小方向对潜器航行的影响和路径点的转弯角度对航行的影响转化为相应的路径长度.最后将总长度作为适应度函数,利用量子粒子群算法迭代来求取最优路径.仿真结果得到了一条安全、简洁的路径,验证了该方法的有效性和可行性.

一种支持篡改定位的电子航海图零水印研究

本文针对电子航海图(ENC)使用过程中面临的数据安全问题,结合S-57标准下CRC校验和完整性认证需求,提出了一种顾及点位篡改定位特性的电子航海图零水印算法。该算法在分析ENC物标(要素)中以经纬度表示的离散点位坐标数据分布规律的基础上,构造离散点经纬度坐标数据校验码生成模型,结合离散点经纬度坐标数量对ENC单元格网进行二叉树分块处理,并分块解算基于离散点经纬度坐标校验码的二值序列,通过该二值序列与置乱加密后的水印图像进行异或操作构造零水印图像。算法中离散点的经纬度坐标校验码和格网分块技术的引入,在保证ENC数据精度和满足CRC校验的同时,具备点位篡改定位的特性。试验结果表明,该水印算法具有良好的稳健性、不可见性和一定的篡改定位精度,适用于电子航海图数据的版权保护。

海图深度基准面在航海中的作用分析

海图深度基准面作为海图水深的起算面,也是将瞬时水深归算到稳定图载水深的起算面,在航海中具有非常重要的作用。本文首先介绍海图深度基准面的概念、意义以及我国《海道测量规范》中深度基准面的确定方法。进而针对海图深度基准面在计算实际水深、船舶航线设计、过浅滩或架空障碍物、测深辨位以及求取实际山高或灯高中的作用展开论述,并在此基础上分析深度基准面的发展方向及海洋无缝垂直体系在航海中的作用。

2019年《海洋测绘》论文综述

从2019年《海洋测绘》刊载的论文情况出发,立足海洋测绘学科发展,综合分析海洋测绘相关领域的最新应用研究进展,重点对潮位测量和海洋测绘垂直基准、海洋导航定位、海岸地形及海岛礁测量、海底地形测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海图制图等专业领域的最新研究成果及其发展现状进行归纳总结,简要介绍了研究成果在相关领域存在的差距,以及作者如何借鉴和吸收已有理论,进而提出新理论、新技术、新方法的过程,旨在为广大海洋测绘科技工作者提供理论和技术参考。

极区电子海图显示与信息系统的功能需求分析

根据极区航行保障对极区航海图的总体技术要求,分析了极区电子海图显示与信息系统(ECDIS-Polar)的功能需求。根据极区导航环境技术特点及航海图的关键节点作用,分析了ECDIS-Polar重点能力要求。在此基础上,提出了ECDIS-Polar功能设计总体原则,并依托ECDIS通用功能框架对ECDIS-Polar功能需求进行了分析论证,最后指出了ECDIS-Polar功能实现需突破的关键技术及解决途径,从而形成了ECDIS-Polar功能需求分析方案,可以为ECDIS-Polar研制和改进提供参考依据。

航海新技术应对策略

论述了电子海图显示与信息系统、船舶自动识别系统的的发展状况、应用要求和航海图书资料内容与出版方式的变化,分析了这些航海新技术在提高航行安全和效率方面的作用以及应用问题,探讨了航运主管部门、航运企业和航海教育机构有效利用这些航海新技术的应对策略.

DNC与ENC的自动转换方法

在深入分析DNC(digital nautical chart)和ENC(electronic nautical chart)的基础上,建立了要素和属性、拓扑和空间的映射关系,给出了映射流程,实现了DNC到ENC的高效、自动转换。与目前转换效果最好的Caris HPD相比,本方法在转换效率和转换效果方面有明显改善。

中国明代航海图特色探讨

中国明代航海图闻名世界,迄今发现的明初"海道指南图"汇集了千年来南粮北运航线的详实资料;"郑和航海图"展示了中国古航海与航海图的鼎盛风貌,首次公开了跨越亚非欧洲际间的14条航线写景图,以及牵星技术成功应用于远洋导航先例,并继承发展了汉代以来所开辟的海上丝绸之路,再次宣扬了以文化交流与特产贸易为主要目的中外交往传统;南海天书"更路薄"记录了中国历代渔民用生命所换来的航海指南;"琉球过海图"代表了中国古代航海家曾经越洋过海先后到达琉球、台湾、日本等地的东方航海"针路"(指南针定向)面貌;"雪尔登中国地图"的航海总图功能,完善了明代航海图系列。本文还系统地论述了中国明代航海图的写实风格、配套文字或图说等内容特色,以及所采用的"对景法"、"牵星板"、"水上罗盘"、"天文观测仪器"、"船上测速"等技术特色。

面向电子航海图特征点角度构造的零水印算法

针对电子航海图(ENC)在应用过程中适用于版权保护的数字水印研究较少的现状,提出一种基于电子航海图特征点和角度的零水印算法。采用道格拉斯普克(D-P)算法提取电子航海图要素中的特征点;设计一种基于参考点同心圆的均匀分组方法,并通过对特征点点位坐标作相应的预处理,即将以经纬度表示的点位坐标转化为极坐标表示;在每个分组内按照设定的次序比较相邻特征点之间的角度,将大于等于角度均值的记为1、否则记为0,从而得到每组的特征序列;将该特征序列与Arnold置乱加密后的QR码水印图像进行异或操作,构造得到电子航海图零水印图像。由于该算法既可保证电子航海图要素的完整性,又不对其数据作任何修改,能很好解决传统水印算法中存在的不可感知性与鲁棒性之间的矛盾。实验结果表明,该水印算法对常见的几何攻击、增删点和裁剪等数据编辑具有很好的鲁棒性,同时,抗精度约减能力较好。

航海图四面体模型和未来发展

在信息与通信技术(information and communications technology,ICT)时代,电子航海图(electronic navigational chart,ENC)的迅猛发展使得纸质海图的未来引起航海界的广泛讨论。借鉴地图四面体模型,从4个层面探讨了航海图领域实地、纸质海图、电子海图和用图者之间的关系,形成了航海图四面体模型,通过分析每个层面的主要发展动态,探讨了航海图未来的发展趋势。