專利名稱：一種基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法
一種基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于智能航運(yùn)與船舶導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水運(yùn)作為高效低碳的交通方式越來越受到國(guó)家的重視。作為長(zhǎng)江航道的主管單位，長(zhǎng)江航道局為提高長(zhǎng)江干線水道的運(yùn)輸能力，提升自然水深資源的利用率，開展了長(zhǎng)江電子航道圖的生產(chǎn)與應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)研發(fā)，制定了多個(gè)與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并向港航企業(yè)、社會(huì)大眾以及涉航管理部門等，提供了豐富實(shí)用的導(dǎo)、助航功能和管理服務(wù)。長(zhǎng)江電子航道圖生產(chǎn)與應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)包括電子航道圖生產(chǎn)編輯子系統(tǒng)和電子航道圖應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)。其中，電子航道圖生產(chǎn)子系統(tǒng)解決了符合《長(zhǎng)江電子航道圖制作規(guī)范》(JT/T 765)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)問題；電子航道圖應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)則提供了基于SOA架構(gòu)的電子航道圖信息發(fā)布的公共服務(wù)平臺(tái)，以及船用終端應(yīng)用系統(tǒng)所需要的各類動(dòng)態(tài)助航信息。該系統(tǒng)的研發(fā)與投入使用，有效地推動(dòng)了電子航道圖的生產(chǎn)和應(yīng)用。
水深信息是最重要的航行參考數(shù)據(jù)。從電子航道圖應(yīng)用的角度，水深信息包括計(jì)算水深(是指基于長(zhǎng)江沿線布設(shè)水位站提供的水位數(shù)據(jù)和圖載水深數(shù)據(jù)，按照水位內(nèi)差算法計(jì)算當(dāng)前水深值)、可航水深(是指根據(jù)計(jì)算水深數(shù)據(jù)分析得到滿足某吃水需求的深度區(qū))、可航水深動(dòng)態(tài)中心線(是指計(jì)算可航水深區(qū)域的寬度等分中心線)等。與海上相比較， 長(zhǎng)江作為一條受支流、天氣、三峽水庫(kù)庫(kù)容調(diào)節(jié)、河床演變等多方面因素影響的內(nèi)河航道， 水深變化復(fù)雜。而電子航道圖的制圖更新頻率又受制于外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢查等多種因素的影響，不能完全滿足內(nèi)河船舶航行對(duì)水深信息更新的需求。
要滿足船舶航行過程中及時(shí)、準(zhǔn)確獲取各種水深信息的需求，還存在以下問題(1)水深信息的計(jì)算量龐大，船用終端應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置無法滿足長(zhǎng)江干線航道統(tǒng)一計(jì)算的要求。如果不同的船用終端應(yīng)用系統(tǒng)選擇水深信息的計(jì)算區(qū)域(河道范圍)不同， 則會(huì)造成計(jì)算結(jié)果的不一致，將直接影響航行安全；(2)電子航道圖上水深點(diǎn)所采用的基準(zhǔn)按航段進(jìn)行劃分，宜賓至涪陵采用航行基準(zhǔn)面， 涪陵至中水門采用吳淞高程，中水門至江陰采用航行基準(zhǔn)面，江陰至瀏河口采用理論最低潮面，需要解決將不同基準(zhǔn)面的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一歸算的問題；(3)三峽大壩上游和下游存在極大落差，在進(jìn)行可航水深區(qū)域的計(jì)算過程中，需要規(guī)避該落差對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響；(4)服務(wù)器的硬件資源是有限的，計(jì)算深度區(qū)間必須要約定在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，深度間隔也需要根據(jù)船舶航行的實(shí)際需要進(jìn)行規(guī)劃；(5)長(zhǎng)江航道水下地形復(fù)雜，相應(yīng)地，通過計(jì)算機(jī)程序計(jì)算的可航水深區(qū)域也相對(duì)復(fù)雜，而且存在眾多分叉河道，動(dòng)態(tài)中心線在計(jì)算過程中會(huì)出現(xiàn)分叉、相交的問題，需要考慮如何規(guī)避其對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響；(6)船舶在航行過程中對(duì)水深信息獲取具有一定的實(shí)時(shí)性要求，根據(jù)需求，長(zhǎng)江干線航道全部水深信息的計(jì)算需要在4小時(shí)內(nèi)完成；(7)算法還需要充分利用現(xiàn)有的信息化建設(shè)成果，尤其是電子航道圖應(yīng)用系統(tǒng)的成果， 并且計(jì)算結(jié)果必需滿足電子航道圖公共服務(wù)平臺(tái)WebService發(fā)布接口的數(shù)據(jù)要求。
通過統(tǒng)一計(jì)算長(zhǎng)江干線航道水深信息，可提高長(zhǎng)江航運(yùn)船舶對(duì)自然水深資源的利用率，有利于提升長(zhǎng)江“黃金水道”的通過能力。為此，長(zhǎng)江航道局提出基于長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)的公共服務(wù)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)通訊環(huán)境和船用終端應(yīng)用系統(tǒng)，開展航道水深信息計(jì)算方法的研究。通過對(duì)沿江水位數(shù)據(jù)的定時(shí)采集，結(jié)合電子航道圖中離散水深點(diǎn)位置及相對(duì)水深數(shù)據(jù)，構(gòu)建一套水深信息的生成方法，實(shí)現(xiàn)定時(shí)計(jì)算長(zhǎng)江干線航道水深信息，并以數(shù)據(jù)服務(wù)的方式提供給船用終端應(yīng)用系統(tǒng)使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)長(zhǎng)江電子航道圖的實(shí)際應(yīng)用情況，提供基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法， 包括以下步驟步驟1，設(shè)置電子航道圖上水深點(diǎn)的基準(zhǔn)面信息；步驟2，根據(jù)沿江水位站發(fā)布的實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水位信息，對(duì)步驟I所得已經(jīng)具有基準(zhǔn)面信息的水深點(diǎn)的水深值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，得到絕對(duì)水深值；步驟3，根據(jù)步驟2所得絕對(duì)水深值，提取等深線；步驟4，利用步驟3所得等深線，并根據(jù)需要的深度區(qū)間，計(jì)算指定深度的可航水深區(qū)域和動(dòng)態(tài)中心線，依據(jù)動(dòng)態(tài)中心線及拐點(diǎn)計(jì)算可航寬度的垂線，并通過WebService發(fā)布所生成的水深信息。
而且，步驟2中，對(duì)某一水深點(diǎn)的水深值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正的實(shí)現(xiàn)方式如下，步驟2. I，根據(jù)水深點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)計(jì)算水深點(diǎn)處的里程；步驟2. 2，通過上游水位站、下游水位站和水深點(diǎn)處的里程，結(jié)合上、下游水位站的水位值，按線性插值計(jì)算出水深點(diǎn)處的水位值，得到水深點(diǎn)處的水位插值；步驟2. 3，計(jì)算絕對(duì)水深，進(jìn)行水深值修正；當(dāng)水深點(diǎn)所屬基準(zhǔn)面為制圖航行基準(zhǔn)面或理論最低潮面時(shí)，絕對(duì)水深值為原圖的水深值加上水位插值；當(dāng)水深點(diǎn)基準(zhǔn)面為吳淞高程基準(zhǔn)面時(shí)，絕對(duì)水深值為原圖的高程值減去水位插值。
而且，步驟3中，將長(zhǎng)江分為上游和中下游兩個(gè)計(jì)算區(qū)域提取等深線。
而且，步驟4中，發(fā)布的水深信息包括以下內(nèi)容，(1)水深信息中以開始計(jì)算的時(shí)間作為版本標(biāo)識(shí)；(2)按圖幅及不同深度區(qū)切分好的可航水深區(qū)域；(3)按圖幅及不同深度區(qū)切分好的動(dòng)態(tài)中心線。
本發(fā)明結(jié)合電子航道圖和長(zhǎng)江航道的特點(diǎn)，為港口與航運(yùn)企業(yè)、社會(huì)大眾及涉航管理部門及時(shí)提供最新的長(zhǎng)江航道水深信息的服務(wù)與應(yīng)用。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算、發(fā)布及應(yīng)用總體框架圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)置電子航道圖的圖幅效果圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的O. I米間隔等深線提取流程圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例的可航水深和動(dòng)態(tài)中心線計(jì)算流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明技術(shù)方案。
實(shí)施例提供的一種基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法，具體實(shí)現(xiàn)基于長(zhǎng)江電子航道圖應(yīng)用系統(tǒng)中的公共服務(wù)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)通訊環(huán)境和船用終端應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過對(duì)沿線水位數(shù)據(jù)的定時(shí)采集，結(jié)合電子航道圖中水深數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個(gè)生成水深信息的方法，實(shí)現(xiàn)定時(shí)計(jì)算長(zhǎng)江干線航道水深信息，并以數(shù)據(jù)服務(wù)的方式提供給船用終端應(yīng)用系統(tǒng)使用。具體實(shí)施時(shí)可采用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。應(yīng)用于其他航道時(shí)可以參考實(shí)施例的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。如圖I所示，具體實(shí)施包括以下步驟為便于實(shí)施參考起見，提供實(shí)施例的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)說明如下步驟1，設(shè)置電子航道圖水深點(diǎn)的基準(zhǔn)面信息。從電子航道圖的產(chǎn)品文件中獲取每個(gè)圖幅的基準(zhǔn)面代碼，結(jié)合每個(gè)圖幅的經(jīng)緯度范圍，構(gòu)造一個(gè)多邊形的要素類，每個(gè)多邊形表示一幅ENC (基本電子航道圖)的坐標(biāo)范圍。如圖2所示，長(zhǎng)江電子航道圖是采用矩形區(qū)域分幅的方式進(jìn)行分割，確保河道的自然形態(tài)能夠包含在矩形框中。每個(gè)矩形范圍表示一個(gè)圖幅，相鄰圖幅之間實(shí)現(xiàn)空間區(qū)域的無縫拼接，且無重疊。長(zhǎng)江干線航道由349幅圖構(gòu)成，其中，李渡大橋采用兩個(gè)基準(zhǔn)面進(jìn)行測(cè)量成圖，其它每幅圖均采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)面；因此，除李渡大橋外，其它每幅圖中水深點(diǎn)的基準(zhǔn)面與圖幅基準(zhǔn)面相同。
I. I. I水深點(diǎn)所屬圖幅基準(zhǔn)面數(shù)據(jù)準(zhǔn)備實(shí)施例提取長(zhǎng)江干線航道共349幅圖的ENC數(shù)據(jù)，結(jié)合每個(gè)圖幅的經(jīng)緯度范圍，構(gòu)造一個(gè)多邊形的要素類，每個(gè)多邊形表示一幅ENC的坐標(biāo)范圍，其datum屬性值表示ENC的基準(zhǔn)面代碼。
I. I. 2讀取每幅ENC圖中元數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)面代碼信息檢查ENC元數(shù)據(jù)是否包括基準(zhǔn)面代碼信息，如果不包括基準(zhǔn)面代碼信息，則必需補(bǔ)充該信息。基準(zhǔn)面代碼有三種值，分別是24 (航行基準(zhǔn)面)，101 (吳淞高程)和102 (理論最低潮面)。除此之外的其他數(shù)值均無效，必需進(jìn)行修改。
I. I. 3為每幅圖中的水深點(diǎn)賦基準(zhǔn)面代碼信息依照步驟I中得到的圖幅框范圍篩選出圖中所有的水深點(diǎn)，在提取水深點(diǎn)時(shí)需要排除水深值明顯錯(cuò)誤(長(zhǎng)江電子航道圖水深值是在負(fù)200到正200米之間)的水深點(diǎn)，提取出來的水深點(diǎn)約為95萬個(gè)。由于目前的電子航道圖中水深點(diǎn)與高程點(diǎn)都采用的是同一物標(biāo)，所以還需要將不在河道面中的水深點(diǎn)剔除，然后對(duì)有效水深點(diǎn)的屬性字段datum中寫入基準(zhǔn)面信息。
對(duì)于跨基準(zhǔn)面的圖幅，根據(jù)基準(zhǔn)面的邊界劃分不同的區(qū)域，通過各區(qū)域與水深點(diǎn)的位置關(guān)系，分別將這些區(qū)域中的水深點(diǎn)賦相應(yīng)的基準(zhǔn)面信息。
步驟2，根據(jù)沿江水位站發(fā)布的實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水位信息，對(duì)步驟I中已經(jīng)具有基準(zhǔn)面信息的水深點(diǎn)的水深值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，得到其絕對(duì)水深值。具體實(shí)施時(shí)，這個(gè)步驟可通過自定義的Python腳本完成。
I. 2. I數(shù)據(jù)準(zhǔn)備需要準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)是長(zhǎng)江里程點(diǎn)位置信息和水位數(shù)據(jù)。長(zhǎng)江里程點(diǎn)位置信息是一個(gè)CSV 格式的文件，描述的是每個(gè)里程點(diǎn)的位置坐標(biāo)(經(jīng)緯度)和里程值；具體數(shù)據(jù)格式如下FID, FTYPE, FLONGITUDE, FLATITUDE, FMILEAGEV, FVERSION 以上符號(hào)分別表示識(shí)別號(hào)，類型碼，經(jīng)度，緯度，里程值，版本例如2807，I, 105. 5735，28. 9616，889，I 2808，I, 105. 5831，28. 9609，888，I水位數(shù)據(jù)，可從電子航道圖公共服務(wù)平臺(tái)服務(wù)接口中直接獲取最新的實(shí)測(cè)水位數(shù)據(jù)和未來7天的預(yù)測(cè)水位數(shù)據(jù)，用于水位內(nèi)插計(jì)算。
I. 2. 2獲取基準(zhǔn)里程點(diǎn)信息讀取里程點(diǎn)數(shù)據(jù)，組織成自定義的python數(shù)組格式，并且定義根據(jù)經(jīng)緯度查詢最近的里程點(diǎn)的方法。具體算法邏輯流程如下(1)從CSV文件中讀取每一行數(shù)據(jù)，并構(gòu)造里程點(diǎn)對(duì)象，包含type(類型碼)，Ion (經(jīng)度)，Iat (緯度)，milage (里程值)四個(gè)字段；(2)分別統(tǒng)計(jì)上、中、下游的里程點(diǎn)數(shù)量；(3)構(gòu)造里程點(diǎn)數(shù)組，并將所有里程點(diǎn)添加到該數(shù)組；(4)對(duì)里程點(diǎn)數(shù)組進(jìn)行排序，使里程點(diǎn)按照從下游向上游的順序排列。
I. 2. 3為水深點(diǎn)賦里程信息遍歷長(zhǎng)江電子航道圖所有的水深點(diǎn)，查找距每個(gè)水深點(diǎn)最近的里程點(diǎn)，根據(jù)水深點(diǎn)的坐標(biāo)及相鄰里程點(diǎn)的信息，通過內(nèi)插法得到每個(gè)水深點(diǎn)的里程信息，并進(jìn)行賦值。
具體實(shí)施時(shí)，對(duì)任一個(gè)水深點(diǎn)查找最近的里程點(diǎn)，可采用算法邏輯結(jié)構(gòu)如下(1)根據(jù)水深點(diǎn)的經(jīng)緯度參數(shù)，獲取與該點(diǎn)最近的里程點(diǎn)；(2)二分查詢整個(gè)里程點(diǎn)數(shù)組，找到與指定坐標(biāo)最接近的里程點(diǎn)。
I. 2. 4為水深點(diǎn)賦基準(zhǔn)面信息遍歷長(zhǎng)江電子航道圖中所有的水深點(diǎn)，獲取其所在圖幅的基準(zhǔn)面信息，并將該基準(zhǔn)面信息賦于水深點(diǎn)的一個(gè)字段。
具體實(shí)施時(shí)，對(duì)于跨基準(zhǔn)面的圖幅(即李渡大橋)，根據(jù)基準(zhǔn)面的邊界劃分不同的區(qū)域，通過區(qū)域與水深點(diǎn)的位置關(guān)系，分別將各區(qū)域中的水深點(diǎn)賦相應(yīng)的基準(zhǔn)面信息。
I. 2. 5獲取某點(diǎn)上、下游最近水位站的水位數(shù)據(jù)從電子航道圖公共服務(wù)平臺(tái)WebService提供的水位數(shù)據(jù)接口中，一次性獲取沿江所有水位站發(fā)布的水位信息。并以數(shù)組的形式存儲(chǔ)到內(nèi)存中，具體算法流程如下(1)從WebService獲取水位站的列表信息以及水位站最新發(fā)布的水位信息。用到兩個(gè)船用終端應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)(ShipClientService)接口分別是 GetffaterlevelStationCatalog (獲取水位站列表)和 GetWaterlevelInfo3 (獲取水位信息)；(2)根據(jù)水深點(diǎn)所在里程位置(P)查找距離其最近的一個(gè)上游水位站(假定為A)和一個(gè)下游水位站(假定為B)的當(dāng)前最新實(shí)測(cè)或預(yù)測(cè)水位。
I. 2. 6計(jì)算絕對(duì)水深值通過兩個(gè)水位站里程之間的差值，內(nèi)插得到P (所屬圖幅測(cè)量時(shí)間和最新時(shí)間)的水位插值，將該水位插值疊加到P位置的水深值上，從而獲得該水深點(diǎn)的絕對(duì)水深值。具體實(shí)施時(shí)，可采用的流程如下(1)根據(jù)水深點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)計(jì)算該水深點(diǎn)處的里程；(2)獲取上游水位站和下游的水位站的里程；(3)通過上下游水位站和水深點(diǎn)處的里程，結(jié)合上、下游水位站的水位值，按現(xiàn)有的線性插值技術(shù)，得到水深點(diǎn)處的水位插值；(4)當(dāng)水深點(diǎn)所屬基準(zhǔn)面為制圖航行基準(zhǔn)面(基準(zhǔn)面編碼為24)或理論最低潮面(基準(zhǔn)面編碼為102)時(shí)，計(jì)算水深值為原圖水深加上水位插值。當(dāng)水深點(diǎn)基準(zhǔn)面為吳淞高程基準(zhǔn)面(基準(zhǔn)面編碼為101)時(shí)，計(jì)算水深值為原圖高程值減去水位插值。采用最新的實(shí)測(cè)水位值以及未來7天的預(yù)測(cè)水位值分別計(jì)算，既可得到相應(yīng)修正后的值。
步驟3，根據(jù)步驟2中所得絕對(duì)水深值，提取等深線。在計(jì)算過程中，將長(zhǎng)江分為上游和中下游兩個(gè)區(qū)域提取等深線。上游提取等深線的深度區(qū)間為2. 5-6. 5米，下游提取等深線的深度區(qū)間為3-13米，均以O(shè).1米為間隔進(jìn)行計(jì)算。
1. 3.1創(chuàng)建不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)根據(jù)需要，利用絕對(duì)水深，以河道區(qū)域?yàn)檫吔鐦?gòu)建三角網(wǎng)。以Delaunay三角形作為構(gòu)建三角網(wǎng)的基礎(chǔ)形狀。
1. 3. 2將三角網(wǎng)轉(zhuǎn)換為柵格格網(wǎng)將生成的不規(guī)則三角網(wǎng)轉(zhuǎn)換成柵格格網(wǎng)，得到柵格文件。具體實(shí)施時(shí)可根據(jù)具體情況設(shè)定柵格單元格大小，實(shí)施例所選擇的柵格單元格大小為“O. 0002815625600001”，單位為度。
1.3.3計(jì)算等深線并輸出在柵格格網(wǎng)中計(jì)算等深線，計(jì)算等深線的深度區(qū)間，上游為2. 5-6. 5米，中下游為3-13 米，以O(shè).1米為間隔。具體計(jì)算可采用現(xiàn)有技術(shù)，計(jì)算完成后，將等深線以shp文件的格式輸出。此實(shí)施例提取了疒13米的等深線，如圖3所示，第一步，可通過一個(gè)自定義的腳本執(zhí)行絕對(duì)水深的計(jì)算，絕對(duì)水深是根據(jù)水深點(diǎn)信息結(jié)合每個(gè)水深點(diǎn)上下游的水位站數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的，流程可設(shè)計(jì)為逐個(gè)遍歷水深點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算；第二步，生成Delaunay三角網(wǎng)；第三步，把三角網(wǎng)轉(zhuǎn)成柵格數(shù)據(jù)；第四步，根據(jù)柵格數(shù)據(jù)提取O.1米間隔的等深線； 第五步，從第四步生成的等深線中選出2. 5米至13米的部分。
步驟4，根據(jù)等深線的深度區(qū)間，計(jì)算指定深度的可航水深區(qū)域和動(dòng)態(tài)中心線。
1. 4.1選擇指定深度的等深線從提取好的等深線中選擇指定深度的等深線，可利用ArcGIS工具箱中的Get Count工具計(jì)算選中的等深線數(shù)量，只有當(dāng)?shù)壬罹€數(shù)量大于O時(shí)，才繼續(xù)執(zhí)行。
1.4. 2等深線轉(zhuǎn)換成可航水深區(qū)域用等深線以及河道區(qū)域構(gòu)造可航水深面，由于該構(gòu)造過程生成的面沒有深度信息， 所以后續(xù)的幾個(gè)步驟從柵格文件中提取可航水深面的深度值。可利用ArcGIS工具箱中Feature To Point工具抽取多邊形的質(zhì)心,并且選擇“ InSide”參數(shù),確保點(diǎn)是在多邊形內(nèi)部。利用Extract Values to Points工具從柵格文件中獲取點(diǎn)所處位置的值,這樣，點(diǎn)就有一個(gè)RASTERVALU屬性，該屬性用于保存這個(gè)點(diǎn)所處位置的深度值?？衫肁rcGIS工具箱中Joint Field工具對(duì)點(diǎn)和多邊形的屬性進(jìn)行合并，合并以后多邊形就有一個(gè)用于保存多邊形的深度值的RASTERVALU屬性。
可利用ArcGIS工具箱中的Select工具從生成的多邊形中選擇深度值大于指定深度的多邊形，這就是該深度下的可航水深面狀區(qū)域。為了便于船用終端應(yīng)用系統(tǒng)獲取可航水深的數(shù)據(jù)，利用ArcGIS工具箱中Intersect工具對(duì)可航水深按圖幅范圍進(jìn)行切割，并以圖幅為單位發(fā)布數(shù)據(jù)。
I. 4. 2計(jì)算動(dòng)態(tài)中心線可利用ArcGIS工具箱中的Calculate Field工具對(duì)RASTERVALU字段重新進(jìn)行賦值， 使其等于指定的深度值。利用ArcGIS工具箱中的Polygon to Centerline工具計(jì)算多邊形的中心線。這是一個(gè)子模塊先將多邊形轉(zhuǎn)成柵格，然后通過柵格的Thin工具細(xì)化成I 個(gè)單元格寬度，最后通過Raster to Polyline的工具轉(zhuǎn)成中心線。
如圖4所示，實(shí)施例采用如下流程第一步，從圖3模型生成的等深線中選出給定深度的等深線；第二步，計(jì)算第一步中得到的記錄總數(shù)，只有總數(shù)大于O時(shí)才繼續(xù)下面的步驟，否則結(jié)束；第三步，把第二步得到的等深線轉(zhuǎn)換成多邊形，這個(gè)步驟需要用到河道面的邊界作為空間關(guān)系比對(duì)的基礎(chǔ)對(duì)象；第四步，對(duì)第三步中得到的多邊形賦值，使每個(gè)多邊形都有一個(gè)深度字段，代表該多邊形表示的水深范圍。其中包括提取多邊形的中心點(diǎn)、從柵格數(shù)據(jù)中提取每個(gè)中心點(diǎn)的水深值、把中心點(diǎn)的水深值添加到多邊形要素上；第五步，選出水深值大于等于第一步中指定的深度的多邊形；第六步，一方面，用圖幅框?qū)Φ诹缴傻亩噙呅芜M(jìn)行切割，得到可航水深的多邊形； 另一方面，可利用該深度的多邊形生成可航水深動(dòng)態(tài)中心線，并用圖幅框切割動(dòng)態(tài)中心線， 得到最終的動(dòng)態(tài)中心線；第七步，重新計(jì)算可航水深多邊形的水深值，使其等于第一步中的指定深度；第八步，根據(jù)第六步中得到的多邊形生成動(dòng)態(tài)中心線。
最終計(jì)算出來的水深信息通過電子航道圖公共服務(wù)平臺(tái)的WebService接口(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口)對(duì)外發(fā)布，需要滿足長(zhǎng)江電子航道圖公共服務(wù)平臺(tái)的WebService發(fā)布要求； 發(fā)布內(nèi)容主要包括(1)水深信息的版本標(biāo)識(shí)，取值為開始計(jì)算的時(shí)間；(2)按圖幅及不同深度區(qū)切分好的可航水深區(qū)域；(3)按圖幅及不同深度區(qū)切分好的動(dòng)態(tài)中心線。
采用本發(fā)明技術(shù)方案，可以滿足水深信息時(shí)效性的要求，單次計(jì)算所有水深信息的整體耗時(shí)控制在4小時(shí)內(nèi)。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替8代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利 要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1，設(shè)置電子航道圖上水深點(diǎn)的基準(zhǔn)面信息； 步驟2，根據(jù)沿江水位站發(fā)布的實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水位信息，對(duì)步驟I所得已經(jīng)具有基準(zhǔn)面信息的水深點(diǎn)的水深值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，得到絕對(duì)水深值； 步驟3，根據(jù)步驟2所得絕對(duì)水深值，提取等深線； 步驟4，利用步驟3所得等深線，并根據(jù)需要的深度區(qū)間，計(jì)算指定深度的可航水深區(qū)域和動(dòng)態(tài)中心線，依據(jù)動(dòng)態(tài)中心線及拐點(diǎn)計(jì)算可航寬度的垂線，并通過WebService發(fā)布所生成的水深信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法，其特征在于步驟2中，對(duì)某一水深點(diǎn)的水深值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正的實(shí)現(xiàn)方式如下， 步驟2. I，根據(jù)水深點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)計(jì)算水深點(diǎn)處的里程； 步驟2. 2，通過上游水位站、下游水位站和水深點(diǎn)處的里程，結(jié)合上、下游水位站的水位值，按線性插值計(jì)算出水深點(diǎn)處的水位值，得到水深點(diǎn)處的水位插值； 步驟2. 3，計(jì)算絕對(duì)水深，進(jìn)行水深值修正；當(dāng)水深點(diǎn)所屬基準(zhǔn)面為制圖航行基準(zhǔn)面或理論最低潮面時(shí)，絕對(duì)水深值為原圖的水深值加上水位插值；當(dāng)水深點(diǎn)基準(zhǔn)面為吳淞高程基準(zhǔn)面時(shí)，絕對(duì)水深值為原圖的高程減去水位插值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法，其特征在于步驟3中，將長(zhǎng)江分為上游和中下游兩個(gè)計(jì)算區(qū)域提取等深線。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法，其特征在于步驟4中，發(fā)布的水深信息包括以下內(nèi)容， (1)水深信息中以開始計(jì)算的時(shí)間作為版本標(biāo)識(shí)； (2)按圖幅及不同深度區(qū)切分好的可航水深區(qū)域； (3)按圖幅及不同深度區(qū)切分好的動(dòng)態(tài)中心線。
全文摘要
一種基于電子航道圖及水位數(shù)據(jù)的航道水深信息生成方法設(shè)置電子航道圖上水深點(diǎn)的基準(zhǔn)面信息；根據(jù)沿江水位站發(fā)布的實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水位信息，結(jié)合電子航道圖的基準(zhǔn)面信息對(duì)水深值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，得到絕對(duì)水深值；根據(jù)絕對(duì)水深值，提取等深線；根據(jù)等深線的深度區(qū)間，計(jì)算指定深度的可航水深區(qū)域和動(dòng)態(tài)中心線，并通過WebService發(fā)布所生成的水深信息。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案，基于長(zhǎng)江電子航道圖系統(tǒng)中的公共服務(wù)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)通訊環(huán)境和船用終端應(yīng)用系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)計(jì)算長(zhǎng)江干線航道水深信息，并以數(shù)據(jù)服務(wù)的方式提供給船用終端應(yīng)用系統(tǒng)使用。
文檔編號(hào)G01C21/00GK102982494SQ20121042672
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者熊學(xué)斌, 李國(guó)祥, 劉懷漢, 周祥恕, 張國(guó)平, 鄧乾煥, 何明憲, 呂永祥, 周生利, 楊品福, 彭文, 楊保岑, 潘育明, 石昕, 徐碩, 李莉, 柯廣恒, 徐樂, 熊金寶, 楊海龍, 周冠男, 李偉凡, 呂霖, 桑百川, 劉小燕, 翁玉, 朱江彥, 丁健, 楊傳波, 周璐, 李 赫, 羅威 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江航道局, 長(zhǎng)江航道測(cè)量中心