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电子航道图等深线自动生成算法的研究

作　者: 刘旭东
导　师: 王德强
学　校: 大连海事大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 电子航道图等深线算法不规则三角网三次样条插值
分类号: U675.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

长江对我国经济发展的有着重要的作用。为了实现长江航运的跨越式发展、科技发展,国家将“提高内河通航条件,建设长江黄金水道和长江三角洲高等级航道网,推进江海联运”,“应用信息技术提升运输管理水平,推广智能交通运输体系”列入了我国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要。本文研究内容是交通部重点示范工程——“长江南京至浏河口段数字航道与智能航运建设示范工程”中长江电子航道图系统的核心内容,该系统的建设不仅给整个示范工程系统提供数据,也为船舶、引航站、VTS、海事局、港航企事业单位提供及时而准确的电子航道图服务,从根本上改变了传统的航道管理模式,提高了长江信息服务水平。等深线是水下深度相同各点的连线,即深度的等值线。在电子航道图中,等深线对保证舰船航行安全、正确反映海底地貌、提高数据的时效性和准确性起着重要的作用,是决定电子航道图质量的重要因素之一。为了研究适合长江流域的电子航道图等深线绘制技术,符合长江数字航道示范工程的建设要求,本文做了以下几方面的主要工作:(1)首先探讨了各种构建不规则三角网的方法和内插方法,结合长江流域的数据特性,选出符合要求且能较好反映DEM的方法,为绘制等深线提供基础。(2)利用可视化开发环境Visual C++对等深线绘制进行开发,其中特别对构建不规测三角网中点的查找、空外接圆判断准则及特征边的选择作了详细研究。(3)对生成的等深线进行优化改进,特别是平滑效果的处理,使得生成的等深线更符合实际需求,同时介绍了等深线编辑功能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-14
  1.1 课题研究背景  11-12
  1.2 研究课题的提出  12
  1.3 国内外研究现状  12-13
  1.4 本文工作及结构  13-14
第2章相关理论基础  14-34
  2.1 数字高程模型  14-17
    2.1.1 数字地面模型的含义  14-15
    2.1.2 数字高程模型的特点及应用  15-16
    2.1.3 数字高程模型在电子海图等深线上的应用  16-17
  2.2 表面建模  17-20
    2.2.1 表面建模基本概念  17
    2.2.2 数字表面建模的方法研究  17-20
      2.2.2.1 基于点的表面建模  18
      2.2.2.2 基于格网的表面建模  18-19
      2.2.2.3 基于三角形的表面建模  19
      2.2.2.4 混合式表面建模  19-20
  2.3 不规则三角网生成算法  20-26
    2.3.1.从离散数据生成不规则三角网  20-23
    2.3.2.从规则数据生成不规则三角网  23-25
    2.3.3.从混合数据生成不规则三角网  25-26
  2.4 数字高程模型内插  26-34
    2.4.1 内插的定义、概念  26
    2.4.2 内插的方法  26-32
      2.4.2.1 分块内插  27-29
      2.4.2.2 逐点内插  29-31
      2.4.2.3 整体内插  31-32
    2.4.3.内插方法的探讨  32-34
第3章电子航道图上等深线的自动生成  34-52
  3.1 等深线算法处理思路及流程  34-37
  3.2 算法分析  37-46
    3.2.1 构建三角网  37-40
    3.2.2 点在三角形中的查找  40-43
    3.2.3 空外接圆判断准则  43-45
    3.2.4 特征边的选择  45-46
  3.3 在电子海图编辑平台中生成等深线演示  46-50
    3.3.1 构建三角网  46
    3.3.2 内插  46-47
    3.3.3 定义拓扑线  47-49
    3.3.4 剔除无效线  49-50
    3.3.5 生成等深线  50
  3.4 生成等深线存在的不足  50-52
第4章等深线的平滑处理与编辑  52-64
  4.1 等深线的平滑处理  52-59
    4.1.1 三次样条插值  52-56
    4.1.2 追赶法解方程  56-58
    4.1.3 程序设计步骤  58-59
    4.1.4 效果对比演示  59
  4.2 特殊情况下等深线的编辑  59-64
    4.2.1 水深点的编辑  59-63
    4.2.2 等深线的编辑  63-64
第5章总结与展望  64-66
  5.1 总结  64
  5.2 进一步的工作  64-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
研究生履历  70

电子航道图等深线自动生成算法的研究

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