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。     

一种利用GPS实时动态定位获取水深的测量模型

本研究通过构建船固空间直角坐标系,借助GPS实时定位技术测定海底水深点的空间直角坐标,通过坐标转换,获得海底水深点高斯平面坐标和图载水深数据.该作业模式不仅无需验潮,而且能够有效消除传统作业模式中船只动态吃水和涌浪等因素对测量成果的影响,在实际测深作业中具有可行性.     

MF多源测深数据融合方法及大洋水深模型构建

针对全球深海测深数据来源复杂、精度差异大、难以融合构建高精度数字水深模型(digital bathymetric model,DBM)的问题,提出一种适用于深水区多源水深数据融合的MF法(merge-fusion),并将其应用到马里亚纳海沟"挑战者深渊"的DBM构建中。该方法通过"合并-融合"的技术路线,将多波束、单波束、电子海图数据与通用全球海洋地形数据(general bathymetric chart of the oceans,GEBCO)有机地融合在一起,在保留高分辨率地形细节特征的同时,合理填补了数据空白区。使用该方法构建"挑战者深渊"高精度DBM并与GEBCO数据进行对比,结果表明,该方法融合的DBM能更好地反映精细的地形特征信息,具有重要的实际应用价值。     

基于数字水深模型的水深浅点快速提取

针对目前手工作业选取水深浅点效率低、易发生遗漏等不足,本文以数字水深模型为基础对其进行地貌翻转,将水深浅点转化为洼点,利用水文流域模拟原理计算出相应区域的汇流累积量,结合邻域窗口最大值扫描获得汇水量极大值点,从而实现了水深浅点的快速、自动提取。汇流累积量夸大了局部地形变化,可更有效地提取潜在水深浅点,确保舰船安全。     

基于约束条件的不规则水深网构建方法

针对传统水深综合原则适用性不强、可操作性差等缺陷,利用海底地形骨架线作为反映区域趋势的趋势线。构网过程中,通过约束角度和距离控制网络结点的生成,实现水深网的自动构建。实验证明,该方法可以很好地控制水深分布密度和结构,反映出的海底地形趋势比传统菱形网更加合理,为水深自动综合提供了一个新思路,具有一定的可行性和实用价值。     

e-航海架构的高精度动态水深服务实现

海水深度是影响船舶安全航行的重要因子,以往在航海中一般通过查询海图水深和潮汐表相结合的方法来掌握实时的通航水深。针对水深精度低等问题,该文设计了一种联合FVCOM潮汐数值模式以及余水位信息的动态水深模型,并通过对e-航海技术架构、MSP开发规则的研究,利用ASM和XML标准格式进行信息交互,提出并实现了一种高精度动态水深服务方法。结果证明,该方法满足《潮汐表》潮汐预报精度要求和IHO S-44水深精度要求,改变了传统的水深应用模式,提高了系统互操作性。     

顾及不确定度的数字水深模型内插方法

提出一种顾及不确定度的数字水深模型(DDM)内插方法.计算数据来源不同的水深不确定度,构建水深数据权重配赋中加入不确定度的数据内插模型,实现水深内插点的不确定度估计.试验证明,所提方法提高了DDM的构建质量,并可评估内插水深的不确定度.     

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。     

GPS区域控制网的建立与GPS快速静态,实时动态（RTK）空位技术的应用

本文介绍了（ＧＰＳ）快速静态,实时动态（ＲＴＫ）定位等技术在测绘生产中的高效率应用。     

基于动态水位的涉水距离和深度计算方法

涉水距离和深度计算是登陆决策分析中的重要内容。针对传统方法的不足,本文提出了一种基于动态水位的涉水距离和深度的计算方法。根据瞬时水位,动态地求定实时水线和登陆点之间的坡度,从而可动态地得到涉水距离和深度。实验证明,此方法与传统方法相比,所计算的涉水距离和深度在准确性上有明显提高。     

多波束声速剖面的动态选取方法

在顾及水体声速变化规律与空间位置及时间相关性的前提下,以时间最近法与距离最近法为基础,利用平均声速模型获得深度误差比,再利用深度误差比分析时间最近法与距离最近法的优劣,从而动态选取声速剖面,同时针对动态选取方法的不足进行扩展。实验结果表明,在削弱声速误差影响方面,当参照的水体声速变化规律与实际情况相符时,扩展后的动态选取方法要优于常用方法。     

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迸港分析方法.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.     

A fast algorithm of cartographic sounding selection

An effective strategy and framework that adequately integrate the automated and manual processes for fast cartographic sounding selection is presented. The important submarine topographic features are extracted for important soundings selection, and an improved “ influence circle” algorithm is introduced for sounding selection. For automatic configuration of soundings distribution pattern, a special algorithm considering multi-factors is employed. A semi-automatic method for solving the ambiguous conflicts is described. On the basis of the algorithms and strategies a system named HGIS for fast cartographic sounding selection is developed and applied in Chinese Marine Safety Administration Bureau （CMSAB）. The application experiments show that the system is effective and reliable. At last some conclusions and the future work are given.     

浅水多波束测深潮汐改正技术研究

提出了一种顾及潮时差变化的多验潮站多边形潮汐分区改正数学模型,设计了海量多波束数据通用的虚拟单验潮站改正模式。应用结果表明,该模型准确地再现了时变水位场,实现了区域瞬时海面的无缝拼接,较好地解决了多波束条带采用传统潮汐分区改正模型引起的断层及锯齿状问题。     

多波束测深系统校正参数求解方案及可视化实现

换能器和电罗经的安装误差以及GPS的导航延迟等因素往往造成多波束测深系统存在系统内部误差,参数校正是消除内部误差的有效方法.本文详细分析了各项校正参数的海试方案和计算模型,结合科学计算可视化技术给出了各项校正参数的可视化交互求解思路和模型,实现了校正参数的快速、直观求解.     

Douglas-Peucker算法在多波束测深数据抽稀中的应用

讨论了Douglas-Poiker算法的数学原理,仿真实现了同一抽稀阈值、不同变化海底以及不同抽稀阈值条件下,基于ping的Douglas-Poiker法的多波束测深数据抽稀。通过对抽稀结果的分析,得出了该方法在多波束测深数据抽稀应用中的有效性和适用性。     

多波束测深数据抽稀准则研究

本文通过对多波束测深(采样)数据DTM结构的分析,结合目前多波束测深数据处理和海图编辑、使用的现状和目标,提出了三种抽稀准则:航行安全性准则、地形完善性准则、线性化准则,并建立了相应的数学模型,为后续的多波束测深数据抽稀方法的实现提供了依据和理论基础。     

多波束测深全覆盖测量分辨率研究

根据国际海道测量规范,采用多波束测深手段的特等和1 a等全覆盖测量,可归纳为多波束测深全覆盖测量。多波束测深全覆盖测量对海底目标物具有不同的探测标准。本文在推导多波束测深分辨率模型的基础上对多波束测深全覆盖测量分辨率进行研究。根据全覆盖的原则,推导了多波束测深全覆盖测量的最大航速。通过算例分析,分别给出了纵向与横向分辨率的分布,并对测深扇面的宽度和航速控制提出建议。