多波束海底地形三维虚拟仿真研究

基于多波束探测获得的高精度海底地形数据,通过对水下地形进行设色纹理渲染生成地形和纹理数据集,以三维建模软件Multigen Creator和Terra Vista为主要工具,采用细节层次LOD(Levels of Detail)技术和虚拟纹理映射技术,建立起视景仿真领域通用的OpenFlight数据格式的三维地形数据库模型。利用交互式三维可视化分析软件Vega Prime可以真实直观地反映海底地形环境,实现了海底地形的三维可视化与漫游,可以更直观地表现和解译水下地形数据。虚拟现实技术为海洋测量数据的三维可视化展示方面提供了新的技术途径,在水下目标分析、航行保障和水下AUV、ROV安全保障中具有良好的应用前景。     

海底三维可视化技术及应用

海底地形地貌能表现海洋世界重要的空间信息,也是常规光学和电磁手段难以探测的水下区域。应用侧扫声纳技术可以反演海底地貌,同时多波束测深技术得到的水深数据重建数字水深模型,二者结合创建三维海底空间景观。利用海洋探测技术和三维可视化技术进行海底地形地貌三维仿真和分析,并对其应用进行探讨。     

极地海洋多波束测量测线布设系统设计及实现

针对目前多波束测量缺少专门的测线布设软件问题,考虑极地海域海冰对多波束测量的影响,本文设计并实现了极地海洋多波束测量测线布设系统。首先针对航前与现场作业等场景,设计了系统技术路线、架构和主要功能,特色功能包括建议测线方向计算、测线自动与手动生成、多波束现场处理数据导入和结果可视化评价等。阐述了系统功能实现的关键技术,包括测线自动生成、条幅制作与信息统计等。系统采用Python语言以及第三方开源工具包开发,最后开展不同场景下的应用试验并对结果进行了讨论。试验结果表明,系统可以快速、方便地进行多波束测量测线布设并对布设结果进行评价,能够有效提高多波束测量方案的设计效率,有利于极地海底地形地貌调查工作的开展。     

海洋地质三维可视化数据模型的设计方法

随着海洋地质调查程度的日益深入,海洋地质调查数据越来越多。海洋地质调查地震勘探解释成果图是研究海洋地质构造,指导海洋油气勘探开发的重要资料。借助海洋地质调查地震勘探解释成果图数据,通过数据预处理、构建地层面和加入断层约束线处理,并根据三维可视化展示的需求,制定了一体化的三维可视化数据模型结构。基于一体化数据模型,利用三维图形软件开发包Open Inventor,在.Net平台上采用C#开发语言开发了海洋地质三维可视化软件,实现了地层数据、断层数据、井数据的综合展示和交互,通过实际资料的应用表明,一体化三维可视化数据模型具有一定的研究价值,可以很好地服务于地质研究人员。     

近海海底不规则堆积体体积高精度量算技术与应用

海底堆积体(充填体)体积量算技术在航道疏浚等海洋工程成本核算以及海洋执法方面有着广泛的应用。基于高精度多波束和参量阵极浅地层测量,总结了一种高精度计算海底堆积体体积的方法:提取海底堆积物表面多波束(地形)数据以及堆积体浅地层剖面(厚度)数据,通过GIS叠加及三维分析,可获得高精度海底堆积体体积数据。该方法原理简单、易于实现且精度高,基于日照海洋调查工程数据进行了实际测量与计算,证明了方法的可行性和准确性。该方法也可应用于海底以下地层中发育的特殊充填的自然沉积体相关参数的识别与量算。     

海洋标量数据的三维动态可视化系统研究

为了实现海量、多源、异构、多维、多格式、动态等特性海洋标量数据的三维集成可视化,设计了基于服务思想、面向通用标量数据格式的三维虚拟可视化体系架构,构建了海洋三维可视化原型系统,并对其体系架构和功能设计进行了详细阐述;采用基于几何对象的可视化方法,结合LOD动态调度、表面纹理及快速查询等关键技术,实现了海洋标量场数据的高效、快速三维动态可视化、要素值查询及时序分析等功能。该研究可为其他海洋环境要素数据的可视化与分析提供思路与技术借鉴。     

提高多波束测量有效条幅覆盖宽度的方法研究

随着海洋科技的发展,声学技术在海洋仪器上的应用越来越广泛,多波束测深系统就是声学技术应用的一个范例.多波束测量中有效条幅的覆盖宽度对于调查船只和单位都有重要的意义.在调查中,应尽可能提高有效条幅覆盖宽度.通过多波束系统测深所应用的两大理论(波束形成理论、声纳方程)着手,详细分析了影响多波束测量有效条幅覆盖宽度的船速、海况、发射阵列等因素,提出了提高多波束测量有效条幅覆盖宽度的几点建议.     

应用交叉检查数字地形模型评估多波束测深精度

为有效评估多波束测深数据精度,结合Sea Bat 7150深水多波束测量系统在海洋调查工作中的应用实例,参考传统的基于面的交叉检查方法,引入了基于DTM的交叉检查精度评估方法。应用检测线测量数据与主测线DTM进行交叉点计算,对误差进行统计分析,评估多波束测深精度。实践证明,该评估方法快速有效,可操作性强,可在外业调查现场对深水多波束测量数据快速进行精度评估。     

基于CGAL和OpenGL的海底地形三维可视化

为了实现大量离散多波束水深测量数据快速网格化和地形三维可视化表达,提出了一种基于CGAL库的离散数据快速构建三角网,并利用OpenGL库实现了海底地形的三维可视化和自由漫游的方法,降低了编程实现的难度,海底地形细节显示清晰,并与Surfer软件的实现效果进行了对比.     

海洋环境数据三维可视化系统设计与实现

针对目前海洋环境数据可视化技术存在的问题,结合海洋环境要素特点和我国对海洋环境信息化建设的实际需求,设计并开发了海洋环境数据三维可视化系统,重点从海洋环境数据组织和管理、海洋环境数据可视化表达、海洋环境数据查询分析、三维场景交互与视图控制四个方面入手,实现海洋多源信息的集成与可视化共享,为智慧海洋管理提供深入的信息集成、分析与可视化服务。