薄板样条函数支持下的等深线追踪算法研究

基于薄板样条函数的拟合曲面能很好地根据水深点数据模拟水下地形,通过建立一定密度的规则格网可以十分精细地追踪等深线。因薄板样条曲面是光滑的,故生成的等深线具有一定的平滑性。本文首先论述了薄板样条曲面的解算步骤,然后研究了在该曲面上构建规则格网模型和追踪等深线的算法,最后以南方CASS作为实现平台,根据实际数据生成的等深线效果证明了本文提出的算法是可行有效的,能有效地避免曲线拟合过程中产生的凸起或陡变现象。     

基于蛇模型的等深线化简质量定量调控方法

针对当前等深线的化简过程未考虑化简后等深线质量的问题,以基于蛇模型的等深线化简方法为基础,引入航海图等深线化简质量的定量评估方法,对化简后等深线的质量进行定量评估,并将评估结果作为蛇模型算法的总能量,实现了等深线化简过程的定量调控,提出了基于蛇模型的等深线化简质量定量调控方法。实验结果表明:该方法能够根据等深线的化简质量定量调控等深线的化简过程,不仅能够提高航海图等深线的化简质量,而且为后续等深线化简算法的研究提供了新的思路。     

海图等深线自动合并方法研究

提出了一种Delaunay三角网支持下的等深线自动合并方法。首先提出一种避免进行地形特征分析的待合并等深线探测方法,用于自动探测待合并的等深线;其次,通过三角形筛选构建桥接区域,并对桥接区域进行扩展、填"孔"操作;接着,利用Delaunay三角网在曲线弯曲识别方面的优势,提取待综合的弯曲区域;然后,合并待综合弯曲区域和桥接区域得到待综合部分,利用图形对称差分运算得到合并结果;最后对合并结果进行光滑处理。实验表明,该方法能够自动正确地对待合并等深线进行探测,合并结果不仅能够满足航行安全,而且图形形态清晰、光滑。     

Delaunay三角网支持下的海图等深线化简

等深线化简是海图综合的重要研究内容。针对现有化简方法存在的化简弯曲识别不准确、化简不彻底等问题,提出了一种Delaunay三角网支持下的等深线化简算法。首先,对等深线构建约束Delaunay三角网,实现了等深线弯曲结构的二叉树表达;其次,基于约束Delaunay三角网结构,改善了等深线上需要化简弯曲的识别方法;最后,设计了多种化简手段,建立了新的等深线化简模型,实现了对等深线形状的彻底化简。实验结果表明,化简结果能够满足航行安全要求,等深线的主要弯曲特征得到了有效保持和清晰表达,化简精度符合制图要求,且能够有效避免自交。     

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。     

海底地形图表达方法探讨

为实现海底地形多样化表示与服务,丰富海底地形图表示样式,分析了海底地形图的主要内容,研究了海底地形图可视化表达机制。结合多源海底地貌与底质数据的特点,提出了基于颜色扩展联合图形符号、可灵活组合的海底地形图表示策略,给出了水深注记、等深线、深度区、海底底质这4类主要海底地形要素的具体表达方法。试验表明,设计的可视化表达方法能实现不同类型、不同来源、不同质量差异的多类型海底地形数据的有效表达,为海底地形数据的多样化表达提供参考。     

四边形法绘制水下河床等深线图

根据水下河床水深点测量采样的既有规则格网法又有三角形法二者优点的四边形法绘制河床等深线图,该法数据结构简单,编程方便,速度快。文 图表对水下对河床水深点的数据数据结构,四边形的构万能主等深线的追踪作了详细的讨论。     

山东荣成天鹅湖沙坝水下岸坡地貌冲淤演变分析

山东荣成天鹅湖是一个典型的潟湖-沙坝系统。自20世纪80年代以来, 因受人类活动的影响, 天鹅湖环境系统发生了改变, 沙坝侵蚀后退严重。研究水下岸坡的冲淤对于认识潟湖-沙坝系统演变, 以及保护天鹅湖环境具有重要意义。本文以天鹅湖东侧沙坝水下岸坡为研究区域, 基于1960年至2014年的海图资料, 采用地理信息技术, 获得了天鹅湖东侧近岸海域多年水深数据, 进而分析了1960年以来天鹅湖东侧沙坝地区的等深线变化、冲淤变化以及固定剖面的地形变化。结果表明: 1960—1980年等深线整体向海推移, 而1980—2014年等深线向海推移趋势变缓, 1960—2014年潮汐通道口门处0m等深线向岸退缩了126.70m。天鹅湖水下岸坡在1960—1980年整体处于淤积的状态, 年淤积率为3.60cm∙a^-1; 1980—2014年侵蚀面积显著增大, 且呈现冲淤相间分布的特点, 年淤积率为0.79cm·a^-1。天鹅湖沙坝水下岸坡呈现上陡下缓的形态, 且潮汐通道口门北侧比南侧更易受到侵蚀。人类活动改变了天鹅湖的环境状态, 导致了天鹅湖水下岸坡的局部侵蚀后退。     

S-57等深线数据的格式转换与集成

以中国海区501幅42种比例尺的等深线图为例,将其S-57格式转换为shp格式,并通过ArcGIS平台进行批处理合并。在先验知识和其他图层的参与下,分别制定不同的处理原则,实现所有比例尺的等深线在同一比例尺下显示。