移动平台下栅格海图数据快速显示方法研究

移动平台下移动式ECDIS开发的基础且关键环节为海图数据的前台快速调度显示。受制于移动平台硬件弱点,数据显示调度前,需对原始数据进行瓦片金字塔模型化处理。以栅格海图数据为例,通过栅格海图数据瓦片金字塔模型构建与组织,利用瓦片快速定位和三级缓存机制实现了移动平台下栅格海图数据前台快速显示,并通过实验验证了方法的可行性。     

基于矢量瓦片技术的Web电子海图优化方法

传统的基于栅格瓦片技术生产的Web电子海图虽解决了跨浏览器显示的问题,但其显示速度、渲染效果及交互能力仍无法满足现在用户的需求。为了实现Web电子海图的大规模应用,针对栅格瓦片技术支持的下电子海图中存在的缺陷,提出基于开源地图服器Geoserver与地图可视化JS库Leaflet的矢量瓦片技术优化方案,包括海图数据预处理、矢量切片的制作、矢量瓦片数据多样式显示及矢量瓦片数据要素查询等,通过在实验室海洋信息展示平台中的验证与测试,实现了矢量电子海图数据在Web页面上的多样式灵活显示及交互功能,证实了优化方案的可行性及高效性,整体提升了Web海图服务的效率。     

利用模板阴影体算法实现矢量数据在三维场景中的绘制

提出了一种基于模板阴影体算法的矢量数据绘制方法，实现了矢量数据在三维场景中的高质量实时叠加显示。由于该方法基于屏幕空间，所以具有像素级的精度，不会出现传统的基于纹理方法所产生的绘制走样现象；而且不受地形几何数据的约束，其执行效率与地形数据的复杂度无关，仅取决于矢量数据本身的复杂度。详细论述了基于模板阴影体算法矢量数据绘制的关键技术，并通过试验验证了该方法的有效性。     

船舶自动气象站真风观测试验与数据可靠性分析

阐述了移动平台真风观测的实现原理,利用仪器观测到的相对风和船风的矢量关系获取实际的风向风速。首次设计外场车载试验方案,开展移动平台周围环境、移动速度、移动方式、风传感器安装位置等因素对真风观测影响的研究。船舶自动气象站研发阶段,通过车载试验验证移动平台真风观测算法的合理性,对算法不断改进,使真风更加接近观测事实。船舶自动气象站应用阶段,对船舶进出港时动态和静态真风数据,以及与航线附近海岛站观测的风进行对比分析,利用二者的均方根误差表征船舶站风和自动站风的误差大小,以此评估真风观测数据的可靠性。     

基于遗传算法的微波散射计海面风矢量反演研究

针对目前传统反演方法存在的不足和限制,引入遗传算法用于风矢量反演中的目标函数优化.以SeaWinds散射计为例,根据其模型函数和模糊解的基本特征,设计并实现了一套可用于该散射计的海面风矢量反演算法,并利用SeaWinds散射计部分L2A实测数据对该反演算法进行了验证.实验结果表明,通过多代遗传操作,算法能够收敛于几个局部极值点,从而证明该算法能够有效解决数值风矢量的优化搜索问题.     

海洋大数据处理软件体系结构设计

针对海洋数据格式与海洋信息应用系统的异构性,提出一种基于移动代码(Mobile code)的海洋大数据处理软件体系结构。首先,利用统一的网络服务接口与数据交换格式,规范海洋信息应用系统之间的数据访问与共享。其次,通过移动代码将海洋大数据的处理过程移至云端,提高信息处理效率。应用示例实现了异构海洋信息应用系统间的互操作,并且缩短了海量数据的处理时间,验证了该体系结构在海洋大数据处理中的通用性与有效性。     

基于WebGL的海洋三维可视化系统设计与实现

利用GIS技术对海洋标量场、矢量场数据进行可视化表达和信息查询分析,基于JavaScript设计并开发全球海洋信息三维可视化系统,使用基于WebGL的三维地球可视化平台,使用netCDF数据存储管理标量场、矢量场数据,实现了对海温、洋流和风场的三维可视化表达。在全球大范围矢量场数据的可视化过程中,为提高矢量符号的绘图效率,本文提出了一种高效率绘制矢量场的方法。论文成果对于实现海洋数据的有效利用和共享,为海洋信息的高效利用提供了基础,具有重要的使用价值。     

GPS定位显示中的坐标转换

坐标转换是GPS定位显示中重要的环节,论述了在未知坐标系统的G IS底图数据情况下,通过高斯投影、二次多项式拟合方法,将GPS位置信息在含有G IS底图的设备上进行定位显示的过程,讨论了误差的原因及提高精度的思路。通过验证,证明该方法是快捷有效的。     

基于Cressman优化算法的海洋矢量数据插值方法研究

随着海洋监测技术的发展,多源、异构、多维的海洋数据成指数激增。当前用于海洋数据的插值技术存在处理速度慢、读取效率低等问题,难以满足数据处理的需要。针对具有空间分布特性的海洋矢量数据,本文旨在研究一种高效的插值方法,首先基于Moran’s I对矢量数据进行空间相关性分析,根据数据间的聚类程度对数据集进行冗余度处理,然后基于Cressman插值算法对处理后的矢量数据进行插值展示。最后,以某区域的流场数据进行仿真,验证了基于Cressman插值优化算法的合理性和可行性。     

无人机磁矩测量方法

运载平台磁性分布研究和测量是平台选型与航磁设备加改装方案设计的前提与基础。通过无人机磁矩矢量分解及其磁场分量合成,提出一种基于总强度磁力仪的无人机磁矩测量方法,构建了相应的感应磁矩和固有磁矩计算模型,并通过实测数据的分析处理验证其有效性。     

多元数字海图应用关键技术研究

按照海上部队作战的需要和武器装备的特点引入数字海图技术,完成各类海图数据源的集成,形成由 CDC 海图数据、军用陆图数据、IHO S-57 国际标准数据、遥感影像数据、美军 DNC 数据、商用的 MapInfo 数据等组成的,海陆空统一的数字海图调用与显示平台,实现不同数据源的管理、存储、查询等方式的一致性。 把数字海图国际标准与国内电子海图的技术实践相结合,首次实现了自主知识版权的同一平台上多元海图数据的同时调显。 按照完备性、简单性、规范性的原则,对解析数据采用面向对象的数据组织方法,首次实现了美军 DNC 数据与 IHO S-57 模型的融合。 按照 SIMS 技术体系,首次建立了与数字海图相关的空间数据通用调显引擎,实现了多元海图数据的集成。 以四叉树索引模型为基础,建立了高效的 SENC 体系,实现了海量空间数据的管理与调度,达到了全球数据调显的实用化。 对平台内含所有数据(矢量、栅格)采用加密技术,通过数据、平台、硬件的三级绑定,使得数据的版权得到了充分的保护,并达到了军用数据的保密要求。 为我军研制与海图相关的各类舰载、机载、指挥导航等应用系统打下坚实的基础,为融合外版的电子海图提供了技术保障平台。     

无人机航空照片辅助判读系统的设计与实现

设计实现了一套功能较为完善的无人机航空照片辅助判读系统。该系统主要完成了判读结果的标号显示、矢量地图与航空照片的匹配、图文报表和打印输出等功能模块。借助于计算机标图技术,导入矢量形式的电子地图和无人机航空照片,利用丰富的地理信息来辅助实现无人机航空照片判读,并介绍了在Visual C＋＋6.0开发环境下利用组件、显示缓存技术标绘判读结果,多比例尺地图的管理、快速显示,矢量地图与航空照片匹配的具体实现。经过实际联调,系统运行良好,实用性较好。     

有害藻华数据分析与可视化平台的设计

有害藻华是海洋中最为常见的一类生态灾害问题,对养殖业、旅游业和公众健康等造成了严重威胁,也给海洋管理带来了巨大的挑战。近年来,与有害藻华相关的生物、化学、水文、气象等观测数据以及有害藻华发生记录等统计数据不断积累,统计学方法、地理信息系统(Geographic Information System, GIS)等数据分析方法也在快速发展,为深入挖掘有害藻华时空演变特征、提高有害藻华监测预警水平奠定了重要基础。该研究综合应用数据库、地理信息系统及可视化技术,设计了一套集有害藻华多源异构数据管理、分析与可视化为一体的综合平台,能够实现对有害藻华相关数据的存储和动态关联,并集成了空间分析方法,实现了数据和分析产品的可视化。该研究以渤海有害藻华长期时空演变特征探究为案例,展示了该平台在有害藻华数据分析与可视化方面应用效果。该平台可望为公众科普、科学分析和政府决策等提供支撑。     

基于ArcGIS Engine与ArcGIS Server的海域定级信息管理系统设计与开发

以Visual Studio 2012为平台,利用ArcGIS Engine强大的空间分析功能,以C#为开发语言结合第三方插件设计开发海域定级决策子系统,实现了不同用海方式海域的自动化定级,对海域定级基础数据、过程数据和结果数据进行综合管理,构建了一个具有一定实用价值的海域定级信息管理系统原型;此外,利用WebGIS将海域定级决策子系统分析生成的结果数据发布成服务,实现海域定级信息共享子系统。本研究为海域定级提供智能化平台,提高对海域定级及评估效率,有利于海洋可持续发展。     

基于GIS的无人机地面监控系统的设计与实现

在分析无人机领域飞行数据特征的基础上,设计实现了一套功能较为完善的无人机地面监控系统。该系统主要完成了无人机飞行状态实时显示、航线规划和航线回放等功能模块。系统借助于G IS技术,导入矢量形式的电子地图,利用丰富的地理信息来辅助实现无人机的地面监控,在V isual C 6.0开发环境下利用基于异步方式和事件驱动方式的串口通信实现了系统与地面控制站的通信,利用地图控制文件实现了地图数据的调度,利用显示缓存实现了视图实时刷新。经过实际联调,系统运行良好,实用性较好。     

矢量曲线数据的"流媒体"传输

网络环境下的空间数据采用从低分辨率到高分辨率逐级追加细节信息的“流媒体”传输,可以使用户在感到显示的信息能满足要求时随时暂停传输,从而提高传输效率,同时辅助从粗到细的信息导航。然而,矢量空间数据要实现这种渐进式的传输与可视化方式,要比栅格、DEM、TIN结构的空间数据复杂。基于Douglas曲线化简算法,在曲线层次化剖分基础上,将综合化简的中间过程由二又树作完整的记录,通过序列三角形的连续叠加,实现曲线的“流媒体”传输。     

基于Visual Basic实现徕卡DNA03电子水准仪数据处理

基于Visual Basic平台研发电子水准仪数据处理软件,并利用Visual Basic与Microsoft Word进行交互,一键输出信息完整、简单明了、符合测绘成果归档要求的水准测量成果文档。软件实现了从原始数据到成果文档的自动化处理,包括数据提取、数据计算、超限数据提示、成果文档输出等功能,大大提高了电子水准测量内业资料整理效率和准确性,具有一定的实用性。     

基于移动车载测量模式下的测绘一体化应用

介绍了一种以机动车为设备搭载和作业平台,搭载测绘保障通用设备、卫星导航、数据传输和测量数据处理系统,实现数据采集、传输、处理、检核、发布与服务的测量内外业一体化应用,改变了传统测绘技术手段单一、分散及内外业相互脱节的作业模式。     

海南省风暴潮预警综合管理平台建设

海南省风暴潮预警综合管理平台通过海域动态专网连接到警戒潮位标志物预警站的智能采集控制器,获取潮位观测和设备运行状态数据,通过数据解析,建立潮位和设备运行监测信息平台中心数据库,在此基础上实现业务管理和应用服务(如数据的监控、统计、查询、图形化分析、报表输出、参数设置、Web客户端等)。临灾前,海南省海洋监测预报中心可依据潮位监测和海洋预报数据,利用风暴潮预警综合管理平台提前对警戒潮位标志物预警站下达预警指令,发布预警信号,警示周边群众及时避险。临灾时,风暴潮预警综合管理平台可为“三防”应急指挥部门提供警戒潮位观测预警站点的风暴增水数据和现场视频画面,为海洋防灾减灾工作和指挥决策提供重要数据支撑和决策依据。     

海陆空间信息一体化集成技术研究

将国际标准与国内电子海图技术实践相结合,通过对各类数据源集成研究,建立了多元空间数据通用调显引擎,实现了CDC海图数据、地形图数据、S-57标准数据、遥感影像数据、DNC数据、MapInfo数据等陆海空统一的数字图源调用与显示,为融合各类数据源提供了一个基础技术平台。