海底地形图表达方法探讨

为实现海底地形多样化表示与服务,丰富海底地形图表示样式,分析了海底地形图的主要内容,研究了海底地形图可视化表达机制。结合多源海底地貌与底质数据的特点,提出了基于颜色扩展联合图形符号、可灵活组合的海底地形图表示策略,给出了水深注记、等深线、深度区、海底底质这4类主要海底地形要素的具体表达方法。试验表明,设计的可视化表达方法能实现不同类型、不同来源、不同质量差异的多类型海底地形数据的有效表达,为海底地形数据的多样化表达提供参考。     

台湾海峡地形图的编制设计

一、前言台湾海峡属于东海的一部分,是进行海洋研究、开发海洋资源的一个重要海域。过去,虽作过一些调查,但至今尚无关于台湾海峡海底地形、沉积和构造等方面较完整的资料。根据国民经济建设的需要,我们在开展东海大陆架调查的基础上,为完整东海大陆架的海洋地质地貌资料和统一编绘东海地貌类型图,对台湾海峡的地质地貌资料,进行了搜集和汇编,并编制出版了1:50万台湾海峡地形、底质图。台湾海峡地形图是台湾海峡地貌形态描述的依据,它要求客观地反映海峡地形特征和各种地形形态的分布,如海底浅滩、水道和盆地等。编制海峡地形图也为编制该区其它专业地图提供可靠的工作底图。根据台湾海峡地形图的性质和用途,对该图编制过程中的一些问题进行讨论。     

海底地形数据组织与可视化选取技术

海洋测绘数据信息化是构建智慧海洋的基础, 而海底地形数据是海洋测绘数据中的重要内容。为更加便捷和高效地 管理与利用地形数据, 本文结合工程实际需求, 研发了海底地形数据管理平台。首先, 基于海底地形数据的特点, 提出多分 辨率海底地形组织模型, 对不规则区域的海底地形进行多分辨率模型构建, 实现了对多波束实测数据的组织管理; 在此基础 上, 提出了多尺度海底地形分级渲染优化算法与海底地形数据空间截取算法, 利用分级渲染与数据裁剪算法实现对海底地形 数据的可视化表达预览和选取服务; 最后, 以典型的多波束测深数据为例, 基于研发平台完成了数据从存储 、组织管理到可 视化预览选取的一体化管理与服务, 验证了本文算法的可靠性与实用性, 同时可为海底地形数据管理服务提供一定参考。     

新图出版消息

由海司航保部下达,海军出版社负责编辑的《中国沿海海底地形图》全套40余幅,目前已全部进入刻绘、印刷阶段,其中黄、渤海海区已印刷出版,东海海区,南海南部海区、南海北部海区近期内将陆续出版。这套海底地形图均采用兰勃脱投影,比例尺1:50万、全开、四色印刷,图廓采用经纬线细分,加注公里尺,每一海区均可拼接使用。图内着重反映海底地形、地貌特征,主要地名、专用名     

数字海底地形分割算法

根据不同海底地形特征,提出了基于多波束测量数据进行海底地形分割的"三态值模型"法,其步骤包括:将地形数据滤波和网格化;利用"3×3"差分算子计算各节点的梯度;利用最大梯度追踪算法检测正负地形与平缓地形的分界线;利用"三态值"算法识别正、负和平缓地形。应用该方法对胶州湾实验海区多波束实测数据处理结果表明,该方法切实可行,能够对数字海底地形准确地进行快速分割。     

海底地形匹配高效质点滤波导航方法

海底地形匹配导航技术可实现自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)长时间的水下精确导航。质点滤波器(Point-Mass Filter,PMF)是实现 AUV 精确海底地形匹配导航的重要方法,但质点权重计算过程中需要寻找空间分布不规则的实测地形数据点与网格化先验地形图数据点间空间对应关系,造成大量计算消耗,严重影响了地形匹配导航算法实时性能。提出一种海底地形匹配高效质点滤波导航方法,通过构建伪输入高斯过程(Sparse Pseudo-input Gaussian Processes,SPGPs)模型,实现实测海底地形数据高效、精确网格化插值过程,并根据 SPGPs 方法提供的插值置信度实现网格化概率地图构建;搭建质点滤波器算法框架,提出适用于概率地图的质点权重计算过程,通过考虑网格化地图不同节点插值置信程度差别,提高地形匹配导航精度。于青岛中沙礁展开海上数据获取试验,并利用海试数据完成算法回放式仿真验证。试验结果证明,所提出网格化插值方法可实现高精度、高效地形深度插值过程,所提出海底地形匹配高效质点滤波导航方法可为 AUV 在线提供精确导航结果,且实时导航圆概率误差小于 3 m。     

渤海海底地形特征

基于2004—2010年渤海海底地形地貌调查资料,结合前人对渤海海底地形的认识,对渤海海底地形5个区(辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海中央盆地和渤海海峡)的地形及微地形,进行了全面的分析描述。并与1985年出版的渤海地形图进行比较,寻找渤海地形近几十年来的变化并分析其原因。分析表明:渤海海底地形平缓,从辽东湾、渤海湾和莱州湾三个海湾向渤海中央盆地及东部渤海海峡倾斜,平均水深18m;由于环境变化和人类活动,导致部分近岸海域的水深比40多a前的水深变浅,而渤海中央盆地发生侵蚀,水深加深。     

用于海底底质分类的多波束声强数据选取研究

高质量的海底声强图是进行多波束海底底质分类、目标识别的基础。要得到"单纯"反映海底底质信息的声强图,就需要对原始声强数据进行地形改正,消除地形因素的影响。在描述了多波束数据中水深数据不能满足声强数据的改正要求问题的基础上,提出了以水深数据覆盖范围为约束的声强数据选取方法。实例计算结果表明:该方法在能有效地选取高质量的声强数据,提高了基于声强图像的海底底质分类精度。     

前言

海洋测绘主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集等的编制。我国以往开展的海洋测绘主要是海道测量,施测范围有限,所编制的航海图主要是为海上作战、训练及交通运输等活动提供安全航行保证。近年米,随着我国海岸带及浅海调查工作的深入进行,随着海     

海岸带地形一体化测图生产技术研究

数字摄影测量技术应用于海岸带地形测量成为一种趋势,在分析现有海、陆图生产技术体系和海岸地形图表示内容特点的基础上,提出了利用一体化测图技术进行海岸带地形数据生产的新思路.针对任务调度、立体采集、外业调绘、入库和制图编辑以及质量控制等海岸带地形数据生产的关键工序,进行了一体化测图技术实现的探讨.     

数字海图与海上作战仿真训练

地形及地表景物是虚拟环境的主要组成部分。在虚拟战场环境中,地形模型的基础是真实的原始地形数据,原始地形数据包括地形高程数据和地形文化数据,地形文化数据是表征地表地理文化特征的数据。讨论了二维建模的整个过程,提出了基于区域划分的分层分级的地形二维模型和利用数字海图高程点数据的三维建模方法,可以应用于虚拟海战场环境的系统开发。     

Underwater Terrain Positioning Method Based on Least Squares Estimation for AUV

To achieve accurate positioning of autonomous underwater vehicles, an appropriate underwater terrain database storage format for underwater terrain-matching positioning is established using multi-beam data as underwater terrain-matching data. An underwater terrain interpolation error compensation method based on fractional Brownian motion is proposed for defects of normal terrain interpolation, and an underwater terrain-matching positioning method based on least squares estimation (LSE) is proposed for correlation analysis of topographic features. The Fisher method is introduced as a secondary criterion for pseudo localization appearing in a topographic features flat area, effectively reducing the impact of pseudo positioning points on matching accuracy and improving the positioning accuracy of terrain flat areas. Simulation experiments based on electronic chart and multi-beam sea trial data show that drift errors of an inertial navigation system can be corrected effectively using the proposed method. The positioning accuracy and practicality are high, satisfying the requirement of underwater accurate positioning.     

基于VTK的地形三维可视化程序设计与实现

对基于开放的可视化工具包（visualization tool kit,VTK）可视化图形库的地形三维可视化进行了研究,并在VC开发环境下利用MFC设计开发了地形三维可视化程序。通过对VTK地形可视化中三维建模、颜色映射和纹理贴图等关键技术的分析,利用VTK可视化类库管线流的方法,高效地实现了离散点坐标数据的读取、数字高程模型的建立以及地形三维可视化显示与交互功能。     

城市高精度GPS网到CGCS2000的转换方法

详细介绍了已建立的非2000国家大地坐标系的城市高精度GPS控制网成果到CGCS2000成果进行坐标转换的三种方法,即参考框架和参考历元转换、七参数转换和重新进行网平差;并以某市B级GPS控制网为例,对不同转换方法的精度及误差产生的原因进行了深入的分析,得出了采用七参数进行转换,既能保证成果精度又比重新进行网平差数据处理更简便而且实用的结论。     

Automatic Sounding Generalization in Nautical Chart Considering Bathymetry Complexity Variations

Sounding acts as the main feature in a digital nautical chart as it describes the concerned marine topography for the safety of navigation. Unlike the geometry-oriented selection of point feature, the generalization of soundings for chart compiling is expected to be context-oriented, which means bathymetry complexity variations across the study region should be preserved in the sounding selection process. However, such variations are not explicitly accessible to automated systems. This paper proposes an approach that effectively analyzes and measures bathymetry complexity from sounding data, with a focus on topography variations among different regions. The presented approach first divides the exploring region into several subregions, by adopting techniques of computational geometry and graph theory. Then, the approach quantitatively measures the bathymetry complexity of the subregions from grid-based digital terrain model. Finally, a composite bathymetry complexity index integrating aspects of steepness and depth variation is developed to guide the operation of sounding selection in different subregions. Generally, when seafloor is rugged with steep slopes, the number of soundings is high. While in flatter areas, a smaller amount of soundings is retained. The potential of our approach is demonstrated by an application to a real data set.     

多波束勘测的特殊地形处理

海底特殊地形在多波束勘测后处理时经常遇到但又极易被忽视,导致具有重要地学和工程意义的特殊地形未能被反映在成果图上。通过分析后处理中的常见问题,提出了利用水深残差法搜索定位多波束海量数据中存在的局部特殊地形,进而提取特殊地形的水深浅点和深点的处理方法。该方法在国家海洋勘测专项中取得了很好的应用效果。     

地形三维可视化处理中几个问题的探讨

以长江中上游地区作为试验区,针对利用ERDAS IMAGINE V8．7制作三维飞行漫游时中文注记的生成、不同空间分辨率DEM的地形信息载量与内存消耗的关系、EDM与卫星影像叠加后在不同地形环境下的参数设置、三维飞行漫游文件格式等问题,提出了一系列切实可行的解决方案,在实践中取得了较好的三维可视化效果。研究结果对于城市景观规划设计、土地资源环境调查等诸多领域,都具有很强的实用价值。     

长江航道水下地形三维可视化研究

三维地形可视化技术是现代地理信息技术的研究热点，广泛应用于地理信息的各个领域。通过长江中游太平口水道水下地形的三维建模，阐述了三维地形可视化技术在长江航道测绘领域的应用与发展，通过实例介绍了航道三维立体可视化图的制作过程。     

基于航海应用的海图数据库比例尺分级研究

介绍了我国海图生产现状及基于数据库的海图制图技术,针对以航海图生产为主要目的的海图数据库建设中的比例尺分级问题,依据统一的样本海图选择原则,计算海部要素载负量,计算结果表明,海图载负量数值受地形、人为等因素影响大。定义一个全水深的理想海部区域,通过确定水深注记间距和载负量之间的关系、参考现有海图水深注记最小间距值和航海应用对海图比例尺分级的需求等因素,最终确定了海图数据库比例尺分级方案。     

三维符号构成及建模方法研究

随着计算机软硬件技术和三维可视化技术的快速发展,二维平面电子地图正在向直观、形象的三维电子地图方向过渡,而原来的二维地图符号已难以满足三维场景逼真性的要求,它必然要求与之配套的三维符号理论和技术的产生。由于三维符号如何构成及怎样标注尚无标准可遵循,在对三维符号的构成、分类及建模方法进行分析的基础上,提出了实体模型符号的两种建模方法,实验表明它们切实可行,能较好地表达三维实体模型。