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。     

海图水深注记自动综合研究

本文通过对Delaunay三角网的利用和对TIN(Triangulated Irregular Network不规则地形三角网)的化简方法实现了对海图中特征水深注记的选取;并在此基础上建立了具有水深注记分区选取、人机交互选取水深注记、菱型网设置、三角网检测等多项功能的海图水深注记自动综合子系统。     

航海图水深密度的计算与分析

水深注记的密度是反映航海图水深表示合理性的一个重要指标。通过水深三角网的构建和水深间隔的计算,提出了水深密度的定量计算方法,并选取多幅航海图对其水深密度的符合性进行相应的统计分析。实验结果表明:所提方法可以定量计算分析航海图水深密度及其基本间距的符合性,《中国航海图编绘规范》水深间距要求的基本间距的1.5倍可作为水深自动选取时"可适当"加密、减稀的具体数值。     

利用地貌形态相似性评估外版海图水深质量

为检验评估外版海图水深表达海底地形的准确性,利用外版海图和参照数据的水深分别构建Delaunay三角网,对海底特征地貌形态进行提取,设计了位置、表面积、体积相似度指标,对外版海图和参照数据表达同一处特征地貌的相似程度进行了量化。实验结果表明:所提方法可以有效提取海底地形中的特征地貌,所提相似度指标可以较为合理地反映外版海图和参照数据表达同一处特征地貌的相似程度,可为把握外版海图水深表达海底地貌的准确性、进而定量评估其质量提供参考依据,克服了传统经验方法只能进行定性评估分析的不足。     

与岸线协调的水深自动选取方法

针对当前水深自动选取中水深点与岸线的协调匹配问题,提出了一种与岸线协调的水深自动选取方法。通过分析资料水深点与岸线的平面位置关系,提取出与岸线协调的待选水深点;从航海安全角度考虑,优先选取浅水深点;在此基础上,分别定义水深点与岸线弯曲处、平直处的协调度,并建立协调度评估模型;通过定量计算协调度,选取出与岸线协调匹配的水深点。实验结果表明,所提方法能在岸线弯曲处优先选取出协调的水深点,同时能保证在岸线平直处附近所选取的水深点分布合理;所提方法能够较好地考虑水深点与岸线的图上位置关系,避免水深注记中断岸线、水深注记"上陆"的情况出现。     

一种纸质航海图水深注记表示的新方法

针对由多波束测深手段和由单波束测深及其他传统测深手段获得的水深数据长期并存这一实际,在分析现行的纸质航海图水深注记表示方法存在不足的基础上,提出一种基于字符颜色扩展的海图水深注记表示新方法,即以绿色水深注记表示由多波束测深手段获得的水深数据,黑色水深注记表示由单波束测深及其他传统测深手段获得的水深数据。初步分析表明,这是一种简单、易行的方法,可在纸质航海图上有效实现对两类不同来源、具有显著质量差别的水深数据的表示,能更好地满足航海人员通过纸质航海图上的水深注记直观、准确地认知、重建和利用海底地形信息的需要。     

基于变化信息量的海图改版需求评估

在对海图信息量概念阐述基础上,着重介绍了语义、位置和注记信息量及其变化信息量的量测方法,并提出基于信息量变化程度的海图改版需求评估方案。实例分析表明,该评估方法可为海图改版提供有力的决策依据。     

电子海图水深质量评估和应用研究进展

水深质量评估是航海中一个很重要的关注方向,置信区作为表征电子海图水深质量的主要指标,已在各国海道测量官方机构中得到广泛应用,但在我国亟需加强研究。对S-67《电子海图(ENC)中深度信息准确性航海者指南》内容做了梳理,分析介绍了国际海道测量界在水深质量评估可视化、从数据源设置CATZOC、S-44与S-67 CATZOC的协调,以及智能船舶与水深质量的应用等4个方面研究进展,从海道测量和海图制图标准层面,对我国ZOC赋值方法作了分析。通过探讨,期冀对我国海道测量的服务水平起到推动作用。     

海图面状要素注记字级的自动确定

目前,海图面状要素注记字级的确定通常取决于海图制图资料,需要人工判定,工作效率低、注记字级很难保持协调统一的问题。以海图上的岛屿和群岛为例,从模拟人脑思维的方式出发,通过对已出版海图上大量岛屿和群岛的图上面积计算及相应字级的统计分析,构建了面积与注记字级关系模型,并将这一关系模型应用到面状要素注记字级的自动确定中。实验表明,该方法根据海图面状要素图上面积的大小自动给出了合适的字级,保持了整幅海图注记字级的协调统一,且执行效率较高。     

海图特殊水深的定量识别分析方法

针对当前海图制图过程中作业人员识别特殊水深效率低下、易发生错漏等缺点,借鉴坡度的概念,定义了图示坡度及其计算方法;通过分析海图水深大小与其之间间隔距离的关系,借鉴当前海道测量学中对特殊深度的分级标准,对特殊水深的判断及分级标准设计了明确的量化分级指标,提出了一种海图特殊水深的定量识别分析方法。实验结果表明:所提方法能准确识别特殊水深;作业效率明显高于当前普遍使用的手工识别方法;将特殊水深分为强、中、弱三个等级,可为以后给不同等级的特殊水深设计有区别的海图符号提供参考依据。