基于分形理论的水下地形生成

地形三维化是近些年随着地理信息系统和计算机可视化技术发展起来的新兴应用。现阶段地形可视化的研究对象还主要集中在陆地地形,对于水下地形的研究很少。论文中介绍了一个基于二维电子海图中离散水深数据通过分形曲面插值算法构建数字高程模型(DEM),并通过三维地形建模最终实现海底地形的三维可视化的解决方案。     

一种建立海底格网数字高程模型的插值方法

自然邻点插值性能优良,但不适用于约束域,为建立与矢量电子海图对应的海底格网数字高程模型,把协调Delaunay三角剖分的思想融人自然邻点插值,提出协调自然邻点插值算法,简化了构建二阶约束Voronoi单元的过程.采用真实海图进行试验,由矢量海图中的水深要素和海岸线岛屿要素构建海底规则格网数字高程模型.经试验对比,协调自然邻点插值在细节反映能力优于不规则三角网插值,是一种可用于二维约束域插值问题的方法.     

基于ENC的海域可视化研究

介绍符合IHOS-57标准的电子海图的数据模型及其文件结构，利用ENC中离散的海测水深点，海岸线数据和0PENGL中的相关技术生成符合Delaunay三角网规则的海底表面模型、各种航标以及岸上灯塔的灯光和动态的海面。     

深度学习算法在船舶电子海图识别中的应用

在海上勘探及航运领域,图像识别的应用范围及场景越来越多,如何提高识别的精确及效率一直是图像识别技术的关键。同时,电子海图的结构及网络深度更高,传统图像识别算法已经越来越不能满足电子海图识别系统的性能要求。本文在研究海上电子海图识别结构及存在问题基础上,提出一种基于深度学习的图像识别模型,建立电子海图识别的多层次网络结构,最后对算法进行仿真。结果表明算法有效提高了图像识别的精度及效率。     

雷达模拟视频与电子海图叠加匹配算法

为了提高海上目标的匹配定位,提出雷达模拟视频与电子海图叠加匹配算法。根据雷达和电子海图的显示特点,通过对采集的雷达模拟视频信号执行数字化、坐标转换和图像转换等操作,实现雷达和电子海图的叠加。分别提取叠加效果图像中的特征点,并计算特征点之间的相似度,从而实现对雷达模拟视频与电子海图的叠加匹配。经过与传统匹配算法的对比,发现设计叠加匹配算法的平均匹配率提高了11.2%。     

基于RBF神经网络的电子海图海底DEM数据生成技术研究

本文介绍一种利用RBF神经网络进行电子海图海底规则数字高程模型(DEM)网格数据的生成技术，从而为实现电子海图海底三维可视化奠定了基础。实验和实践结果表明该方法符合应用要求。     

船舶自动测深系统在海底地形绘制中的应用

海洋蕴藏着丰富的化石燃料资源、稀有金属资源等,与此同时,海上资源的开采受限于水深和复杂海底地形环境等因素。本文研究的对象是基于船舶自动测深系统的海底地形绘制技术,首先介绍了船舶自动测深系统的工作原理和系统组成,然后基于多波束自动测深系统和信号滤波器,开发了海底地形绘制技术,并对海上地形绘制的主要特征参数进行了详细介绍。     

大规模电子海图矢量数据在船舶路径规划建模中的应用

为了提高船舶航运效率,确保海上航运的安全性,利用电子海图数据进行船舶路径避障规划具有重要意义。本文设计一种基于电子海图矢量数据的船舶路径规划建模方法,首先介绍电子海图系统的研究现状,然后针对电子海图矢量数据的数学建模进行深入研究,最后结合GA算法开发了一种海上船舶路径规划与建模的方法。     

AUV海底地形匹配导航方法综述

基于智能水下机器人（AUV）导航任务需求与战略规划，总结国内外海底地形匹配导航技术研究现状，分析海底地形匹配导航系统应用中所需的关键技术及解决途径，包括滤波算法、地形特征提取和测深数据处理等。系统性归纳海底地形匹配导航的前沿方向，并结合我国的研究现状与发展需求展望海底地形匹配导航未来的发展方向，即发展高精度水下激光测距地形测绘设备、发展低分辨率先验海图下的海底地形匹配导航算法，以及通过深度学科交叉趋势提升海底地形匹配导航的精度、效率和鲁棒性。     

电子海图中航线设计与监视的实时仿真方法

提出了基于国际标准格式(S-57)电子海图平台的航行安全实时仿真方法,主要研究了航线设计和航路监视方法.将指示克里格法应用于航线设计的研究,对海底地形曲面进行拟合并求取任意位置水深值,对离散的条件分布函数进行顺序矫正,保证了阈值区间的合理性.采用人机交互的方式根据船舶的航行信息和海图信息对计划航线进行修正,实现了计划航线可行性的自动判别,改进了航路监视的判定算法,并采用船舶形成碰撞紧迫局面时间(TCQA)和船舶形成碰撞紧迫局面距离模型来判断本船与目标船之间的紧迫局面及碰撞风险,从而有效地监控并提示避碰危险.经航海模拟器验证,该方法准确可靠.     

海上溢油应急反应电子海图系统的研制开发

海上溢油应急反应电子海图子系统是海上溢油应急反应模拟系统的主要界面,它是针对海上溢油应急反应而开发研制的。除一般航海电子海图系统所具有的海图数学要素数据、图形要素数据及辅助要素数据外,它还包含有环境敏感区数据库和溢油应急反应模型库等。     

电子海图

航海图书历来是海上安全航行的重要保障，一直以来人们使用纸海图作为海上定位和航行的工具。随着计算机技术的发展，纸海图数字化并在计算机中使用就产生了电子海图。随着电子海图及相关标准的发布，世界各国海道测量机构开始基于这些标准生产数据，并涌现了以ECDIS、AIS系统为代表的大量应用系统，海上导航和海事监管都跨入了以电子海图为基础的数字化时代。     

海底地形辅助导航全面仿真技术研究

介绍了利用纯软件仿真的海底地形辅助导航系统(STAN),对系统体系结构、水下运载体、捷联式惯性导航系统、测深测潜仪、导航精度分析与评价以及电子海图与航迹规划等进行了综合研究,分别建立了相应的系统模型和数学模型并用VC 语言进行了实现。经过多种海底地形匹配算法的运行检验,系统设计合理,易于扩展和维护,实现了对STAN系统的原理和功能验证,为STAN系统工程化、实用化提供了一定的理论依据。     

海底管线防护系统的设计与实现

为提高海上平台指挥调度效率、保障海上生产作业设施及人员生命财产安全、加快海上石油生产信息化建设,提出海上生产设施主动防护理念,并结合近年海上主要事故分析总结情况研发出一套海底管线防护系统。该系统以电子海图为平台,利用船载自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)及雷达技术对监控点周围一定范围内的过往船舶进行实时监控,当船舶在海底管线上方一定范围内且有抛锚趋势时,系统将发出声光预警,值班人员通过相关手段通知该船舶不准抛锚,从而达到防护海底管线的目的。当船舶在海上平台一定范围内行驶且有冲撞平台的趋势,或违规驶入驶出特定区域时,该系统亦能发出预警,从而达到保护海上生产作业设施及人员生命财产的目的。     

水运工程测绘新技术应用回顾与展望

重点对GPS定位技术、GPS高程测量、全站仪及RTK数字地形测量、RTK三维定位模式下的水深测量、数字化地图和电子海图制图技术及地理信息系统等测绘新技术应用进行了回顾和展望。为测绘新技术的研究和开发,广开新的发展思路,拓展更加广阔的应用空间。     

基于Maklink图和蚁群算法的航线规划

为实现航线自动规划设计,提出一种可行的计算方法,并对船舶实际运营中进行航线规划时需注意的问题进行分析。以路径最短为目标,建立以避开障碍物区域和危险区域、控制转弯角度及减少转向点数目等为约束条件的规划模型。在建立模型过程中,采用Maklink图和Dijkstra算法生成初始规划路径,采用蚁群算法对路径作进一步的优化和调整,以满足约束条件。试验结果表明:与传统的在纸质海图上绘制航线及在电子海图上手动输入转向点生成航线相比,通过智能算法生成航线具有耗时短、经济可靠等优点。     

雷达模拟视频与电子海图实时叠加匹配算法

由于在利用原有算法进行雷达模拟视频与电子海图实时叠加匹配时,在匹配特征点个数为32～41个的范围内,存在匹配精度较低的问题,因此提出一种新的雷达模拟视频与电子海图实时叠加匹配算法。通过分段线性插值法对墨卡托海图投影进行快速计算,以修正电子海图产生的长度变形。对雷达模拟视频数据实施坐标变换处理,也就是把雷达模拟视频数据的大地投影坐标转变成电子海图的墨卡托直角坐标。以GPS坐标值为依据对电子海图上船舶的定位点进行确定,并将其作为叠加显示雷达模拟视频与电子海图的定位参考点,实现二者的实时叠加匹配算法。通过进行该算法与原有算法的对比实验,证明该算法的匹配精度更高,实现了性能突破。     

综合导航系统在25000DWT化学品船的应用

开发电子海图计算机强大的信息综合、信息处理及显示功能,将各种导航仪器的信号集成到电子海图计算机上,通过电子海图系统在重要的驾驶操作站上实现船位、船速、水深、航道、风向风速等信息的综合显示及导航操作,实现船舶操纵的集成化、便捷化,提高导航操作效率等目的。     

基于电子海图的海上搜救的研究

本文通过介绍电子海图的主要功能,研究在海上搜救中如何利用电子海图进行更加有效地搜救工作,提高海上搜救的成功率。     

基于矢量图件的数图交互技术在海上应急搜救中的应用研究

介绍我国海上应急搜救工作中电子海图的应用现状,并通过分析典型的电子海图应用系统,对基于矢量图件的数图交互技术进行应用研究.讨论电子海图的三维可视化技术,重新探索在三维模式下港口、泊住及航标等通航要素的显示应用.