高精度瞬时水深模型的乘潮进港分析

针对海图上航道水深数据稀少、进行乘潮进港分析不准确的不足,本文提出了基于高精度瞬时水深模型的乘潮进港分析方法。在海图水深的基础上,融入高密度多波束水深数据,共建高精度静态水深模型,并进一步精化水位预报,形成高精度的瞬时水深模型;然后,采用分段测试的方法,分析航线可行性,并求取乘潮进港时间窗口。实验结果表明基于高精度的瞬时水深模型能够获得更准确的乘潮进港出发时间窗口,可提高航道通航能力。     

高精度瞬时水深模型的一种构建方法

高精度的水深表达是舰船安全、经济航行的先导和基础。本文提出了一种构建高精度瞬时水深模型的方法,利用高密度的多波束水深数据作为静态水深,基于余水位订正的预报水位作为动态水位,通过高效集成静态水深和动态水位从而构建瞬时水深模型。实验证明:本文所提的构建瞬时水深模型的方法较传统的方法,准确率有了很大的提高;瞬时水深模型的精度与格网尺度有关;余水位是影响瞬时水深模型精度的一个重要因素。     

电子海图的航线多尺度生成方法

针对当前航线自动生成方法未考虑航线跨越多幅海图的问题,本文提出了基于电子海图的航线多尺度生成方法.考虑到海图的特点,设计了海图数据多尺度表达方案,解决了海图航线的多尺度生成的关键技术问题,实现了海图航线的多尺度自动生成.实验证明:本文所提方法在电子海图多图幅无缝拼接的基础上,可实现长距离航线的多尺度生成;能够根据某航行...     

基于动态通达网络模型的最优航程规划方法

目的 受局部天气和海况变化影响的航线网络具有动态通达特征,远洋船舶需据此进行计划航线的修正。基于动态通达网络模型,设计了一种最优航程规划方法。首先,在港口和已知航线构建的静态网络基础上,通过叠加由风暴等极端气候形成的移动碍航区和由海洋地形或军事管制等形成的静态碍航区,构建分段航线包含禁航时序信息的动态通达网络模型;其次,在航线通达、续航可行和航线最短等准则约束下,按照“优度递减”策略设计了包含计划航线通达分析(续航决策)、最短绕行航线搜索(改航决策)、最佳停靠邻港搜索(停靠决策)等步骤的最优航程规划技术路线,并对局部航线改变绕行、航线通达判断、最短绕行航线搜索和最佳停靠邻港搜索等关键算法进行了阐述;最后通过模拟数据对算法可行性和有效性进行了验证,对远洋船只航行决策和海洋指挥救援具有重要的应用意义。     

实时水深模型的一种构建方法

水深是表达海洋深度变化的基础数据,实时水深是舰船航行和海岸带军事行动的重要影响因子。本文从实用角度出发,采用海图水深作为静态水深,基于余水位订正的预报水位作为动态水位,提出了一种顾及实时水深区域变化特征的实时水深模型。实验表明,该模型实现了实时水深的快速求取,一定程度上可以满足航海和军事应用需求。     

基于动态水位的航线可行性分析方法

提出了一种基于动态水位的航线可行性分析方法,通过追踪安全等深线,求取随瞬时水位时变的障碍区,然后分段判断航线与障碍区的相交情况,测试航线的可行性,求解可行性时间.实验表明,该方法能有效地分析动态水位影响下的航线可行性,扩大通航能力,缩短航程.     

一种智能的最短航线构建方法

航线的优化设计是舰船安全、经济航行的基础。本文提出一种智能的最短航线构建方法。通过追踪安全等深线,获取障碍区,然后测试线段与障碍区的空间关系来智能地搜索最短路径。实验表明,与传统方法相比,新方法在效率、准确性和可靠性上都具有明显的优势。     

大椭圆航线设计的空间矢量方法

针对传统大圆航线设计采用的球体模型和现代导航设备采用的椭球体模型不统一引起航行误差的问题,研究了基于空间矢量的大椭圆航线设计方法。通过采用空间矢量代数方法直接求解大椭圆顶点,并提出依据长轴矢量和短轴矢量的大椭圆描述方法,应用两个基本矢量推导大椭圆航线方位和航程计算公式,进而研究了大椭圆航线设计算法,重点提出了基于Newton-Raphson(N-R)的等距离航线设计算法。对比算例表明,大圆航线与大椭圆航线设计结果差异明显,大椭圆航线设计算法与航行阶段采用的地球模型一致,可消除大圆航线设计引起的误差,提高航海计算精度。     

顾及潮汐变化的动态可航水域表示模型及方法研究

自20个世纪90年代末起,GIS技术开始得到广泛的应用。随着应用领域的不断扩展和相关研究的日益深入,GIS技术的发展出现了新的趋势:时间被引入到空间分析中来,随之而产生了TGIS,时间的引入为GIS技术的发展注入了新的活力。本文所研究的就是TGIS技术在近岸海上航行中的应用问题:以电子海图显示系统为平台,在引入潮汐等随时间变化较为显著且影响较大的相关要素的前提下,通过建立实时水深模型、动态等深线勾绘模型和区域生成模型等与时间要素密切相关的数学模型,实现舰船可航水域表示模型的动态实时快速构建。     

一种改进的海图等深线更新方法

针对当前等深线更新方法在等深点生成环节未能充分顾及航行安全的问题,结合可能最浅水深概念和抛物线插值法,提出一种顾及航行安全"扩浅缩深"原则的等深点生成算法,并据此算法实现等深线更新.首先根据海图水深点构建并优化Delaunay三角网;其次采用一种顾及"扩浅"原则的等深点插值算法确定等深点的位置;最后在等深线追踪完成后,采用顾及航行安全的光滑算法绘制出形状平滑的等深线,实现等深线自动更新.实验结果表明,该方法更新的等深线能够正确表达海底地形,符合海图等深线绘制的航行安全原则,满足海图等深线要素的更新要求.     

一种利用双侧凸包扩张模型的路径快速规划算法

针对障碍环境中路径规划存在的运算效率低、最短路径遗失问题,根据凸包边界在构建空间网络模型过程中具有快速高效的特点,结合路径与障碍物的相对位置关系,提出了一种基于双侧凸包扩张模型的路径快速规划算法。该算法在对凸包边界算法进行改进的基础上,提取左右侧关联障碍物的凸包边界作为网络模型,利用最短路径算法搜寻目标路径,并在ArcGIS Engine环境对密集不规则障碍物进行了仿真实验。实验结果表明,与凸包边界算法和航路二叉树算法相比,所提出的算法具有构建空间网络模型效率高、实际最短路径不丢失等优点。     

在ArcGIS矢量图中搜寻最短路径的实现

最短路径问题是地理网络分析中的重要问题之一，具有重要的应用价值。搜索最短路径的方法很多，在研究了各种方法后，本文提出了在ArcGIS矢量图中搜索最短路径的新方法。首先，提取经过ArcGIS简单处理的矢量图的信息，然后，借助Floyd算法，用MATLAB建模来提取节点间的最短路径，最后根据模型运算的结果在矢量图中绘出最短路径。试验证明，该方法操作简单，效果良好。     

面向大规模道路网的最短路径近似算法

节点重要性对大规模道路网下最短路径的计算有着重要影响。本文提出了顾及节点重要性的最短路径估计方法,该方法基于Critic方法与复杂网络理论评价节点的重要性,结合限制策略实现网络划分,通过层次结构网络的构建,实现大规模道路网数据的有效化简和最短路径的快速有效计算。试验结果表明,该方法能够使中心节点均衡地分布于网络,更好地均衡划分后子网络的规模;随着限制参数的增大,网络规模逐渐降低,查询精度最高达到1.026,相比于单一指标和无限制参数的方法,本文方法显著降低了网络的规模,在最短路径的近似计算上保持了较高的准确性,为大规模复杂网络的近似分析提供分析思路。     

基于VB语言的最短路径计算

基于＂邻接点＂概念,研究了最短路径的快速计算方法,并利用VB语言编写了计算所需的核心模块,最终实现了从一个节点到另一个节点的所有最短路径的快速查询和显示。     

灾害系统中GIS空间分析的应用研究

讨论了一种地理信息系统空间分析算法——最短路径分析,然后利用最短路径结果,采用表上作业法将灾害救援物资进行优化,给出最优调运方案。     

导航星座抗毁路由方法与技术研究

基于分群管理、群首备份、链路冗余、链路修补的二代导航卫星网络组网结构,提出并设计了一种基于GEO星层、MEO星层、地面节点联合组网的抗毁路由算法（DRRA）。基于二代导航动态卫星网络中卫星移动的动态卫星网络中,提出的DRRA算法在定位信号稳定、数据包路由抗毁、数据包路由最短延时等方面具有优势,并分析了其主要原因。     

网络最短路径的地图代数栅格算法

在阐述网络分析和最短路径算法的现状的基础上,以地图代数为理论支撑,介绍了地图代数对于网络元素的表达,探讨另外一种途径的网络最短路径分析—基于栅格数据的最短路径分析,重点讨论了基于地图代数的网络数据模型、栅格路径距离计算方法,在此基础上论述了求取最短路径的栅格方法的具体过程。最后,通过算例证明栅格途径的网络分析有其独特的优势。     

一种复杂地理环境越野通行路径寻优算法

设计了基于障碍距离的优化算法,解决突发事件应急联动中复杂地理环境下最短路径的寻优求解问题。在详细分析地理空间高程、坡度、障碍物等空间信息的基础上,通过计算搜索空间、搜索方向和网络弧段权值构建网络拓扑关系网,并利用遗传算法对最优路径进行寻优求解。     

网络分析在“地学之窗”中的实现

介绍了“地学之窗”中的地理网络模型,以及地理网络中的各种分析方法,详细说明了优化了的Dijkstra算法,该算法充分利用了网络拓扑信息中的弧段的连接关系,避免了使用含有大量无穷值的关联矩阵,使之更适合带有拐向限制设置的最短路径算法和大量结点的实际数据。实践证明,该算法可以节约大量的内存,对于结点数比较大的网络,或带有大量拐向限制设置的网络,具有较好的适用性,在“地学之窗”软件成功地实现了设置拐向限制的最短路径分析功能。