基于GIS的海洋风浪信息服务系统的设计与实现

风浪要素是海洋环境信息中影响舰船航行安全与人员作业的首要因素。基于GIS技术对海洋风浪信息服务系统进行了设计,实现了台风信息与海浪信息的可视化表达。该系统可为舰船航行中的海洋水文气象保障提供必要的辅助决策,也可为同类GIS系统的设计与开发提供一些参考。

多波束测深系统各误差的传播影响规律分析

系统总结了多波束测深点的误差源,给出了测深点误差估计模型。通过对Seabat 8101型多波束测深仪单呯测深点的误差影响估计,得出了各误差的传播影响规律及其影响量级,对多波束数据处理和测量成果质量评估具有一定的参考价值。

基于StarFire星站差分GPS系统的精密静态解研究

针对StarFire星站差分GPS系统静态观测定位结果存在收敛和发散现象,提出了直接平均法、平均中位法和密度中位法以获取其精密静态解。平均中位法考虑了收敛和发散过程,其计算结果要优于直接平均法;但由于没有相应的收敛点和观测点定位模型,平均中位法获取的精密静态解存在一定的不确定性;基于观测值密度分布的密度中位法不需要确定收敛点和发散点,就能得到精密静态解。实例表明,当观测环境相对稳定,观测过程没有明显的收敛和发散现象时,直接平均法、平均中位法和密度中位法的精密静态解基本相同,密度中位法略优;当观测环境差,观测过程出现明显收敛和发散现象时,密度中位法最优,平均中位法次之。

时差对海洋磁力测量地磁日变改正的影响分析

为研究时差对磁测的影响,基于站间同步地磁日变曲线的特征,尝试采用同步比对法和相关分析法计算两站的时差。结论表明:同步比对法和相关分析法能反映站间真实的时差,当测区范围较小时(至少是在本文实例的两个地磁日变站之间),时差对地磁日变改正的影响很小,海洋磁力测量地磁日变改正时可以忽略其影响。

海域地名采集编辑系统的设计与实现

针对我国S-57标准电子海图生产中海域地名数据修编存在的手工操作效率低、准确性不高现状,结合海洋测绘生产体系,研究开发海域地名采集编辑系统。系统在可视化显示基础上,实现地名实体数据多边形拓扑构造、编辑、修改,并实现地名属性与图形的双向查询。满足与目前S-57标准电子海图生产系统数据的互通、对接,可提高生产效率和自动化水平,同时保证ENC产品质量完备性,实现国际电子海图数据交换的要求。

海洋底质测量专用标准规范研究

研究海洋底质测量专用标准体系构成及作业规范技术要点。分析专用海洋底质测量的任务构成和技术特点,依据底质测量的专用需求和国内外底质测量技术规范与数据格式标准的发展趋势,对海洋底质测量专用标准体系构成、数据格式标准及作业技术规程进行了探讨。

海洋测深网质量的检核与评估模型

基于实测数据,构建了海洋测深网检核指标的计算模型,结合海道测量规范要求,对测深网某些定性指标实现了定量计算,构建了海洋测深网数据质量评估指标。实际算例表明,检核指标的计算模型能够有效地反映数据的质量,有助于实现数据评估的标准化与规范化。

海洋底质数据库引擎技术研究

空间数据引擎是实现空间数据高效访问和管理的关键技术之一。结合海洋地理信息系统应用需求,针对海洋底质数据特点,构建了海洋底质空间数据库引擎,介绍了其数据模型和数据访问结构,并通过工程实践实现了系统功能,为海洋底质空间数据组织和管理提供一个有效的解决方案,同时为海洋地理信息系统提供了强有力数据支持。

侧扫声纳系统姿态参数平滑方法研究

针对侧扫声纳系统姿态参数采样率低于声纳Ping值采样率的问题,采用窗口移动多项式最小二乘平滑方法(Savitzky-Golay平滑法),对阶梯状姿态数据进行平滑。结果证明了该法的可行性。在选取窗口宽度和多项式阶数时,通过实测数据比较表明,采用窗口为11的二阶多项式平滑后结果与原数据符合程度高。

基于GIS的Dijkstra改进算法及其在交通导航系统中的应用

最短路径分析是GIS空间分析中最基本和最关键的问题,Dijkstra算法是有效解决该问题的理论基础。本文基于GIS空间分析特征,从数据存储结构、搜索技术及网络算法本身等方面对传统Dijkstra算法进行了优化与改进,并对该算法在交通导航系统中的应用进行了探讨。

基于Douglas双侧多叉树的曲线综合算法研究

在对D-P算法存在问题进行全面分析的基础上,提出一种基于Douglas双侧多叉树的结构化曲线综合方法,在确保结果拓扑结构正确的基础上保持了较高的图形特征相似性和化简效率。

顾及不确定度的数字水深模型内插方法

提出一种顾及不确定度的数字水深模型(DDM)内插方法。计算数据来源不同的水深不确定度,构建水深数据权重配赋中加入不确定度的数据内插模型,实现水深内插点的不确定度估计。试验证明,所提方法提高了DDM的构建质量,并可评估内插水深的不确定度。

基于区域平均垂直不确定度的自适应网格水深建模方法

提出一种基于区域平均垂直不确定度的自适应网格数字水深模型构建方法。利用水深不确定度及其传递机制,计算建模区域的水深平均不确定度,自动确定网格剖分层次和组织水深数据;并在公共边界处增加约束条件,解决相邻网格区域的水深模型不连续问题。试验证明:①在水深变化趋势不一致的区域,与等间距法和水深复杂度法相比,不确定度法所构DDM具有更高的质量;②相对于等间距法,不确定度法能自动确定网格剖分层次和网格大小,控制模型质量达到预先设计的指标要求,相对水深复杂度法,具有更强的自适应调控能力;③不确定度法比水深复杂度法具有更高的自动化程度和效率。

一种基于不确定度的水深控浅方法

针对目前广泛使用的经验取浅方法在安全可靠性上的不足,提出一种基于不确定度的水深控浅方法。所提方法计算原始观测和内插水深的不确定度信息,并基于不确定度信息设计安全可靠的水深控浅模型,比对分析两种水深表达方法的保证率。试验证明:与经验取浅方法相比,所提方法可明显提高水深模型的保证率,特别是在水深变化复杂的区域。

局部动态最优Voronoi图的NNI算法及其在格网数字水深模型中的应用

在分析传统自然邻点插值(NNI)算法局限性的基础上,依据Voronoi单胞和Delaunay三角形的几何特性,提出基于局部动态最优Voronoi图的NNI算法。阐述该算法的基本原理和实现步骤,并在VC++环境下结合多波束测深数据对其在格网数字水深模型(Grid-DDM)中的应用进行了验证。试验表明该算法具有执行效率高、插值精度不丢失等优点。

海道测量多波束声速改正精确模型研究

在严格推导常梯度声线跟踪法的基础上,提出了基于常梯度声线跟踪法的多波束声速改正精确模型,并初步推证了CARIS软件的声速改正方法。计算结果表明,精确模型计算结果与CARIS 6.1计算结果一致,并通过声线姿态改正算法比较,给出了声线姿态补偿法和直接法的适用角度范围。

基于区域潮汐场模型的水位控制可行性研究

探讨了基于区域潮汐场模型的水位控制方法中的基准面确定问题,发现余水位控制方法在传递余水位的同时隐含了平均海面传递的事实,因而使区域各点与验潮站的平均海面处于同一历元,而深度基准面的确定误差是该方法的主要误差之一。根据渤海的某次水深测量作业,研究了区域深度基准面的精化,验证了平均海面的传递理论。最后分析了该方法存在的问题与应用限制。

编制北极地区航海图有关问题的探讨

介绍了北极的概念,从海图投影、制图资料、专题符号、海图分幅等4个方面,研究了当前编制北极地区航海图需要解决的关键问题,为开展编制北极航海图的深入研究奠定了一定的基础。

基于瞬时水深模型的最短时间航线自动生成算法

提出一种基于瞬时水深模型的最短时间航线自动生成算法。基于海图静态水深和海域潮位模型,构建瞬时水深模型,动态提取碍航区,并进行航线可行性分析;利用动态规划思想,进行最短时间路径搜索;采用矩形包络分析、相近节点搜索和冗余点删除等策略,进行航线优化。实验表明:本算法能动态分析航线可行性,搜索最短时间航线。与传统算法相比,所提算法可提取航行时间更短的航线,所提取的最短时间航线,与舰船航行的起始时间和舰船航速相关。

国际海道测量标准比较研究

为适应海道测量数据应用领域不断扩大和用户要求不断提高的需求,国际海道测量组织和世界海道测量技术发达国家相继发布了各自的新版海道测量规范和标准。将我国海道测量规范与国际海道测量标准在测量的分类与质量基准、水深测量技术要求以及其他测量标准等方面进行比较详细的分析比较,指出了我国海道测量规范的不足和需要改进的问题,旨在推进我国海道测量规范尽快实现与国际接轨。