利用拟构模型面调控水深模型点选取的航海DDM构建

针对传统方法难以确保所建模型的深度保证率满足航海安全要求的问题，提出了一种利用拟构模型面调控水深模型点选取的航海数字水深模型（digital depth model，DDM）构建方法。定义了已选、待选、拟选水深点以及拟构模型面的概念，并利用待选水深点来定量评估模型面的深度保证率与表达度，实现了水深自动选取过程中的DDM质量动态监控。在此基础上，通过构造水深选取中的质量评估综合算子，利用该算子来定量调控水深点的选取，确保所构DDM的深度保证率能达到规定指标要求。实验结果表明:（1）与传统方法相比，所提方法能确保所建模型的保证率满足航海安全要求；（2）对于深度保证率均能满足航海安全要求的水深点，所提方法较传统方法能从一定程度上提高模型在此处的表达度。     

不规则三角网数字水深模型缓冲面快速构建的滚动球加速优化算法

针对TIN_DDM缓冲面构建与应用中存在的数据类型特殊、算法效率与模型精度不匹配的问题,本文将滚动球模型应用扩展至TIN_DDM缓冲面的构建过程。在分析滚动球模型构建精度局限的基础上,建立了滚动球半径关联的滚动球模型整体精度控制方法;结合大数据量TIN_DDM缓冲面多次构建的应用效率需求,阐明了关键采样点与滚动球半径对TIN_DDM缓冲面构建效率的影响规律;设计了TIN_DDM缓冲面构建关键采样点的判定准则,建立了关键采样点与滚动球半径的数值关联关系;提出了一种基于滚动球加速优化模型的TIN_DDM缓冲面快速构建算法,算法时间复杂度为O(n)。试验结果表明:本文算法可实现任意缓冲半径条件下TIN_DDM缓冲面的多次快速构建,且算法精度控制在2σ内。     

变异函数在水深场空间结构分析中的应用

引进了地统计学中的变异函数,通过对我国多幅航海图和港湾图水深数据的计算分析,初步揭示了水深场的空间变异特征.结果表明:水深点的空间相关性与相互间的距离和所表征的海底地形有关;在不同的尺度下水深场的空间变异特征不同;水深场的空间变异存在各向异性.     

极地海区等距离正圆柱投影平面上等角航线的展绘方法

墨卡托投影由于其纬度渐长的特性导致在极地海区投影存在严重的长度变形,无法在南北纬80°以外高纬度海区航海图中较好地应用。将长度变形程度明显低于墨卡托投影的等距离正圆柱投影作为极地海区的海图投影,研究了该投影平面中等角航线在极地海区的展绘方法。建立了等距离正圆柱投影平面上等角航线方程并对其曲率进行了分析,推导了绘制一般曲线形态的"以直代曲"公式;最后提出了一种可满足给定精度要求的等角航线展绘算法。实验结果表明:该算法简单易行,可在海图编绘规范规定的误差范围内,实现等角航线的精确展绘。     

垂距法与道格拉斯-普克法删除冗余顶点效率的比较

在计算机地图制图和地理信息工程等领域,通常要对线要素和面要素边界几何数据中所包含的冗余顶点进行删除,以达到减少存储开销、提高处理效率和改善图形可视化效果等目的。为了满足人们选择一种快速删除线要素冗余顶点算法的需要,在简要介绍目前常用的两种线要素压缩算法——垂距法和道格拉斯-普克法的原理及特点的基础上,对利用这两种算法实施冗余顶点删除处理的效率进行实例测试与比较。     

基于ArcGIS的海图符号库设计与实现

建立海图符号库是数字海图制图中一项最基础的工作之一，而ArcGIS又是当前最适合于数字海图制图领域使用的一个功能十分强大的GIS工具软件。但与其他GIS工具软件一样，ArcGIS的符号库同样存在无法完全满足数字海图制图与显示需要的问题。为此，通过数字海图符号化的实例，详细介绍了基于ArcGIS环境的海图符号库设计与实现的方法。     

等距离正圆柱投影世界挂图上大圆航线的绘制

针对世界挂图上全球任意两点间大圆航线绘制存在的问题,通过总结当前几种常用于大圆航线绘制的世界挂图投影存在的不足,提出采用等距离正圆柱投影作为世界挂图投影并分析其适用性。从大圆航线在等距离正圆柱投影中的方程及其曲率入手,按照计算机制图中"以直代曲"的研究思路,给出了一种在等距离正圆柱投影世界挂图上绘制大圆航线的方法,最后以我国南极科考航线所需参考的大圆航线绘制实例验证了该方法的可行性与实用性。     

一种顾及各向异性的数字水深模型插值方法

提出了一种顾及各向异性的数字水深模型插值方法,通过局部水深信息解析海底地形的微地貌结构特征,构建了顾及距离和方向的水深插值模型。实验证明,所提方法较距离反比例平方加权法能更多地保留地形信息,同时具有更高的插值精度和插值稳定性。     

一种利用回波时间反演多波束横摇角度的方法

针对传统多波束测深系统中对横摇偏差进行改正,存在校准后仍在航行过程中受外界因素干扰,以及改正模型未考虑声速不同导致声线跟踪法计算过程中的水层分层与声线弯曲影响,直接利用深度值进行计算使得改正精度不高的问题.提出了以检测线中央波束数据作为真实海底地形的参考,通过声线跟踪得到主测线在不同入射角度的回波时间,进而利用入射角度和回波时间的关系,反演得到横摇偏差角进行改正的方法.实验表明:利用回波时间对多波束测深数据的横摇偏差进行改正,通过声线跟踪结合检测线中央波束,能够进一步提高横摇偏差改正的精度.     

面向电子航海图特征点角度构造的零水印算法

针对电子航海图(ENC)在应用过程中适用于版权保护的数字水印研究较少的现状,提出一种基于电子航海图特征点和角度的零水印算法.采用道格拉斯普克(D-P)算法提取电子航海图要素中的特征点;设计一种基于参考点同心圆的均匀分组方法,并通过对特征点点位坐标作相应的预处理,即将以经纬度表示的点位坐标转化为极坐标表示;在每个分组内按照设定的次序比较相邻特征点之间的角度,将大于等于角度均值的记为1、否则记为0,从而得到每组的特征序列;将该特征序列与Arnold置乱加密后的QR码水印图像进行异或操作,构造得到电子航海图零水印图像.由于该算法既可保证电子航海图要素的完整性,又不对其数据作任何修改,能很好解决传统水印算法中存在的不可感知性与鲁棒性之间的矛盾.实验结果表明,该水印算法对常见的几何攻击、增删点和裁剪等数据编辑具有很好的鲁棒性,同时,抗精度约减能力较好.