多维航道模型及应用关键技术研究

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1、密级分类号ＵＤＣ单位代码１０１５１大连海事大学博±学位论文多维航道模型及应用关键技术研究刘涛指导教师赵德鹏职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别工学博±学科（专业）交通信息工程及控制论文完成日期２０１５年８月答辩日期２０１５年１１月答辩委员会主席＼－ＭｏｄｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＷａｔｅｒｗａｌａｎｄＫｅｙｙＴｅｃｈｎｏｌｏｆｏｒＡｌｉｃａｔｉｏｎｇｙｐｐＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化Ｄａ

2、ｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌ打ｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｐＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｂｙＬｉｕＴａｏＴｒａｆｆｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ（ｇｇ）ＤｉｓｓｅｄａｔｉｏｎＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈａｏＤｅｐｅｎｇＡｕｇｕｓｔ２０１５大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明＿本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，

3、独立进行研巧工作所取得的成果，＂＂撰写成博／硕±学位论文《维航道模型及应用关键技术研究。除论文中己经，注明引用的内容外，对论文的研巧做出重要贡献的个人和集体均己在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论。文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权大连海事大

4、学可将本、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。。保密的论文在解密后遵守此规定本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＂＂不保密ｅ／（请在方框内打Ｖ）论文作者签名＾导师签名：如牌／／／《日日期：月创新点摘要创新点摘要１．针对当前数字航

5、道数据组织方式的不足，提出了多维航道模型，解决了数字航道相关空间信息的多维表达，为数字航道应用研究提供了新的空间数据模型。此模型基于数字地球基础网格模型进行构建，将遥感影像数据、电子航道图数据、Ｈ维模型数据一、地形数据等空间数据融合在统的框架中。基于多维航道模型构、建了多维航道基础平台，为用户提供可视效率更高信息更丰富的数字航道空间数据服务。２．针对多维航道模型中水深数据与陆上地形数据融合问题，提出了多分辨率水下地形构建算法，实现了水深数据与陆上地形数据的多分辨率融合。此算法基于多分辨率金字塔模型进行数据组织，设计了自适应

6、滑动窗口方法计算距离加权的阐值，提出了分层距离加权平均法进行数据說合。在此基础上，提出了多比例尺航道图与遥感影像和河床地形的熟合算法，实现了兰维场景中多比例尺电子航道图与遥感影像和河床地形的飄合。此算法包括图幅绘制的视相关可视化方法，图幅处理方法（图幅裁剪和拼接），多维航道模型中物标绘制方法及其拾取方法。３．针对多维航道模型中Ｈ维模型数据的融合问题，提出了Ｈ维空间中基于矢量数据的Ｈ维模型高效自动融合算法。此算法基于主成分分析方法进行模型姿态调整，提出了基于模型本身Ｈ维坐标系进行模型网格投影轮廓提取的算法，设计了基于姿态调整

7、和轮廓提取算法进行模型大小调整和位置匹配的方法。此算法解决了Ｈ维模型加载到多维航道模型中的融合匹配问题。４．针对多维航道模型的高效绘制问题，将数字地球相关的绘制技术和数据组织调度技术等方法应用于多维航道模型的绘制和多维航道基础平台的构建，设计了多维航道模型的Ｍｅｒｃａｔｏｒ变换及其绘制相关技术和策略。在此基拙上，将多维航道基础平台应用于船舶导航和航道监控，提出了多维航道模型中海量数据动态目标绘制算法和拾取算法，开发了多维航道监控应用系统和多维船舶导航应用系统。中文摘要摘要随着我国航运业和航道建设的发展，及地理空

8、间数据应用研究的发展，内河航道信息化建设，尤其是航道测绘的地理空间数据的应用