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S-57标准电子海图显示平台的研究

作　者: 王晓锋
导　师: 杨小平
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: ECDIS S-57 官方电子航海图 系统电子航海图 海图显示 物标属性查询
分类号: U675.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


电子海图显示与信息系统(ECDIS)是继雷达之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。电子海图之所以引起高度重视,是因为它具有传统纸海图无法比拟的优点。随着各国官方电子航海图(ENC)逐步完备、标准ECDIS的出现以及IMO对ECDIS的认可,ECDIS势必取代沿用了几百年的传统纸海图。S-57标准格式电子海图显示平台的研究是ECDIS所有功能实现的基础,是实现ECDIS构建的关键技术。本文的研究主要涉及计算机科学领域的数据结构、计算机图形学等技术和电子海图、IHO S-52、S-57国际标准、IMO ECDIS显示标准。本文深入研究了IHO电子海图数据传输标准S-57、IHO电子海图内容及显示规范S-52、IMO ECDIS性能标准。结合S-57标准中ENC的数据结构,设计了的ISO/IEC8211解包程序,实现了对2进制官方电子航海图(ENC)的格式转换,详细阐释了系统电子航海图(SENC)的设计方法,按照S-52标准的设计要求,针对点、线、面、文本信息等所有物标类型的显示特点,设计了合理的数据结构和文件结构,完成了SENC文件的输出;提出了S-57标准电子海图显示平台的功能实现原理和完整逻辑框架设计,着重分析了显示平台的逻辑结构、数据模型和物理组织;使用微软公司VC++6.0设计了S-57标准电子海图显示平台,通过读取SENC文件,实现了S-57标准电子海图的显示、放大、缩小、漫游、物标属性查询等主要功能。海图显示刷新速度达到预期,显示效果(海图物标颜色、点物标符号等)与国际海事组织官方推荐的德国7CS公司的ECDIS无差别,完全符合IMO ECDIS性能标准对海图显示的要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8
  1.2 电子海图显示与信息系统的国内外发展概况  8-10
    1.2.1 电子海图显示与信息系统的发展  8-10
    1.2.2 ECDIS相关国际标准的发展  10
  1.3 电子海图显示与信息系统及相关概念  10-11
    1.3.1 电子海图显示与信息系统(ECDIS)  10
    1.3.2 矢量海图(ENC)  10-11
    1.3.3 系统矢量海图(SENC)  11
  1.4 电子海图显示与信息系统的功能  11-12
  1.5 课题来源和主要研究内容  12-13
    1.5.1 课题来源  12
    1.5.2 主要研究内容  12-13
第2章 ENC的数据结构和ISO/IEC 8211 解包程序的设计  13-28
  2.1 引言  13
  2.2 ENC物标模型  13-16
    2.2.1 物标模型  13
    2.2.2 物标模型的实现  13-16
  2.3 ENC数据结构  16-27
    2.3.1 ENC数学模型到数据结构的转化  16-21
    2.3.2 ENC ISO/IEC 8211 解包程序的实现  21-27
  2.4 本章小结  27-28
第3章 墨卡托投影变换  28-36
  3.1 电子海图的投影理论  28-30
    3.1.1 地球椭球体元素及其相互关系  28-29
    3.1.2 地图投影的概念  29-30
    3.1.3 海图投影的选择  30
    3.1.4 大地基准面的选择  30
  3.2 墨卡托投影理论及其算法  30-35
    3.2.1 正圆柱投影的一般公式  30-31
    3.2.2 墨卡托投影的公式、变形和性质  31-33
    3.2.3 墨卡托投影的渐长区间  33-35
  3.3 本章小结  35-36
第4章 SENC文件的生成和S-57 标准海图显示的实现  36-55
  4.1 引言  36
  4.2 ECDIS表示库  36-41
    4.2.1 ECDIS表示库的数据组成  36-37
    4.2.2 ECDIS表示库的特点  37-38
    4.2.3 SENC与ECDIS表示库的关系  38-41
  4.3 系统电子航海图(SENC)的设计  41-44
    4.3.1 系统电子航海图的设计要求  41-42
    4.3.2 SENC文件生成实例  42-44
  4.4 ECDIS海图显示的实现  44-53
    4.4.1 海图图元绘制  44-49
    4.4.2 海图放大、缩小和漫游功能的实现  49-53
  4.5 本章小结  53-55
第5章 海图信息查询的实现  55-62
  5.1 海图信息查询的作用  55
  5.2 海图信息查询功能的程序实现  55-61
    5.2.1 属性索引文件及物标索引文件的生成  55-56
    5.2.2 鼠标消息响应  56
    5.2.3 包容性测试  56-59
    5.2.4 属性信息输出  59-61
  5.3 本章小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-67
致谢  67

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶驾驶、航海学 > 航海资料 > 海图、海图作业
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