專(zhuān)利名稱(chēng)：一種200海里以外大陸架外推界限生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種200海里以外大陸架界限生成方法，具體是指一種基于已知定點(diǎn)，向特定方向外推一定距離，從而生成F0S+60M線、350M線和2500m + 100M線等200海里以外大陸架劃界所必須的技術(shù)方法，涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、海底科學(xué)和海洋劃界領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
根據(jù)1982年簽署生效的《海洋法公約》，“沿海國(guó)的大陸架包括其領(lǐng)海以外依其陸地領(lǐng)土的全部自然延伸，擴(kuò)展到大陸邊外緣的海底區(qū)域的海床和底土，如果從測(cè)算領(lǐng)海寬度的基線量起到大陸邊的外緣的距離不到二百海里，則擴(kuò)展到二百海里的距離”；沿海國(guó)如果主張從測(cè)算領(lǐng)海寬度的基線量起超過(guò)200海里，則應(yīng)按照《公約》第七十六條和附件二第四條的相關(guān)要求劃定200海里以外大陸架外部界限，并向大陸架界限委員會(huì)提交劃界案。F0S+60M線、350M線和2500m+100M線(M是海里的簡(jiǎn)稱(chēng)，是200海里以外大陸架劃界案編制中的國(guó)際習(xí)慣)是確定200海里以外大陸架外部界限的重要基礎(chǔ)。具體而言，F(xiàn)0S+60M線是大陸坡腳點(diǎn)(簡(jiǎn)稱(chēng)F0S)向海方向外推60海里所生成的界限，350M線是從領(lǐng)?；c(diǎn)向海方向外推350海里所形成的界限，2500m+100M線是2500m等深線向海方向外推100海里所生成的界限。F0S+60M線簡(jiǎn)稱(chēng)公式線，350M線和2500m + 100M線又簡(jiǎn)稱(chēng)限制線。三條界限的共同特征是從所給定的定點(diǎn)向指定方向外推一定距離，所以被統(tǒng)稱(chēng)為外推界限。從檢索的公開(kāi)資料分析，目前國(guó)內(nèi)無(wú)成熟的技術(shù)方法用于200海里以外大陸架F0S+60M線、350M線和2500m+100M線等劃界界限的生成，盡管有少數(shù)文獻(xiàn)對(duì)200海里以外大陸架劃界進(jìn)行了介紹，但無(wú)翔實(shí)的界限生成方法之內(nèi)容，現(xiàn)有技術(shù)方法不足以支持F0S+60M線、350M線和2500m+100M線等劃界界限的生成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種利用給定點(diǎn)為圓心，按照一定距離為半徑在地球面生成系列外推弧，通過(guò)外推弧的相交和合并運(yùn)算，從而生成指定界限的技術(shù)方法。具體而言是從給定大陸坡腳點(diǎn)外推60海里生成F0S+60M線、從給定領(lǐng)?；c(diǎn)外推350海里生成350海里限制線、從給定2500m等深線點(diǎn)外推100海里生成2500m+100M線的技術(shù)方法。該發(fā)明可應(yīng)用于自動(dòng)生成200海里以外大陸架劃界所必須的F0S+60M線、350M線和2500m+100M線等界限點(diǎn)，可應(yīng)用于海洋劃界領(lǐng)域其他種類(lèi)外推線的生成，也可應(yīng)用于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等領(lǐng)域外推包絡(luò)線的生成。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種200海里以外大陸架外推界限生成方法，其特征在于，包括下列步驟(I)生成外推弧。給定初始數(shù)據(jù)集G= {gi (Xi, Yi)},每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)gi (Xi, Yi)均需按經(jīng)緯度的方式給定大地坐標(biāo)(Xi，yi)。以(Xi，yi)點(diǎn)為圓心，以相同的球面距離r，生成球面外推?。?。遍歷初始數(shù)據(jù)集G=IgiUi, Yi) I，形成數(shù)據(jù)集Arctl=IaJ ,每個(gè)外推弧Si包括圓心坐標(biāo)(Xi, Yi)和外推半徑值r。(2)外推弧相交。通過(guò)雙重循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)集Arctl=IaJ ,獲取外推弧相互間的交點(diǎn)集合Arc1=IalJ。遍歷數(shù)據(jù)集Arctl= {aj，依次取出外推?。?。以外推弧％為首弧，進(jìn)入第二重循環(huán)，依次和數(shù)據(jù)集Arctl=IaJ中除Si外的其余外推弧進(jìn)行相交判斷,并記錄交點(diǎn)形成數(shù)據(jù)集Arc1= {alj ,每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)ah包括圓心坐標(biāo)，外推半徑和交點(diǎn)集合Ci=IcJ。Arc1= {alj數(shù)據(jù)點(diǎn)Bli與繼承了數(shù)據(jù)集Arc。= {aj中數(shù)據(jù)點(diǎn)Bi的所有屬性。二個(gè)外推弧是否相交的判斷依據(jù)為二者圓心距離d < 2r，r為外推半徑，當(dāng)d〈2r時(shí)，二者有兩個(gè)交點(diǎn)，當(dāng)d=2r時(shí)，二者有一個(gè)交點(diǎn)；d>2r時(shí)無(wú)交點(diǎn)。因每個(gè)外推弧與其他外推弧的交點(diǎn)總數(shù)不定，因此，需要設(shè)計(jì)存儲(chǔ)交點(diǎn)的數(shù)據(jù)集Ci= {Cj}。每個(gè)外推弧均對(duì)應(yīng)一個(gè)交點(diǎn)數(shù)據(jù)集Ci= {Cj},交點(diǎn)Cj應(yīng)包括大地坐標(biāo)值(Xj, Yj)及其與外推弧圓心連線的方位角值α”交點(diǎn)h按照方位角值的大小順序存放入數(shù)據(jù)集Ci= {c」}。交點(diǎn)數(shù)據(jù)集Ci= {c」}鏈入數(shù)據(jù)集合Arc1=IalJ后形成新的數(shù)據(jù)集合Arc2= {a2j。與Arc1=IalJ相比，除交點(diǎn)Ci= {c」}之外，Arc2= {a2j繼承了 Arc1=IalJ所有屬性。(3)切割外推弧。采用雙重循環(huán)，切割外推弧形成小的弧段。遍歷數(shù)據(jù)集Arc2= {a2j，依次取出數(shù)據(jù)點(diǎn)a2i，然后遍歷與之對(duì)應(yīng)的交點(diǎn)數(shù)據(jù)集合(；={(^}。按照交點(diǎn)順序，依次取出相鄰的兩個(gè)交點(diǎn)形成子弧段a3i;并形成新的數(shù)據(jù)集Arc3= {a3j。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)a3i均應(yīng)包括子弧段的起點(diǎn)、終點(diǎn)、中間點(diǎn)和圓心，以及起點(diǎn)與圓心連線的方位角a i、終點(diǎn)與圓心連線的方位角α2，且記錄子弧段a3i來(lái)自的原始弧。所謂中間點(diǎn)，是指位于子弧段a3i的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的點(diǎn)，用于判斷與原始外推弧的相互關(guān)系。(4)刪除內(nèi)部弧。采用雙重循環(huán)刪除內(nèi)部子弧段，也就是被某個(gè)原始弧完全包含在內(nèi)部的子弧段。遍歷數(shù)據(jù)集合Arctl= {aj，依次取出原始弧所指向的數(shù)據(jù)點(diǎn)％。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)％均遍歷數(shù)據(jù)集Arc3= {a3j 一次,依次判斷數(shù)據(jù)點(diǎn)a3i與Si的關(guān)系，當(dāng)a3i所指向的子弧段被原始弧Si所包含且不來(lái)自原始?。r(shí)，該子弧段為內(nèi)部弧，需從數(shù)據(jù)集合ArC3={a3j中刪除。從而在數(shù)據(jù)集Arc3={a3i}基礎(chǔ)上形成新的數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j。a4jS承了 Arc3={a3j中的a3i的所有屬性。子弧段a3i與數(shù)據(jù)集合Arc。= {aj中％包含關(guān)系判斷依據(jù)為當(dāng)子弧段a3i的中間點(diǎn)坐標(biāo)與％圓心坐標(biāo)距離d小于外推半徑r時(shí)，子弧段a3i完全包含于％?！?5)刪除多余弧。F0S+60M線、350M線和2500m+100M線的外推方向均為向海方向，且都不是封閉的包絡(luò)弧，這與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中緩沖區(qū)有本質(zhì)的區(qū)別。一般而言，F(xiàn)0S+60M線、350M線和2500m+100M線的外推方向D設(shè)定為正東、正南、正西或正北。外推方向D是外部輸入變量。遍歷數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j ,通過(guò)外推方向D與子弧段a4i起點(diǎn)方位角a j和終點(diǎn)方位角α2的關(guān)系判斷，也就是\或Ci2與外推方向D指向一致時(shí)保留該外推弧段，刪除無(wú)關(guān)弧段，從而形成新的數(shù)據(jù)集合Arc5={a5i}，a5i繼承了數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j中a4i的所有屬性。子弧段a4i起點(diǎn)方位角α !和終點(diǎn)方位角α 2已通過(guò)步驟(3)計(jì)算。
子弧段a4i方位角a i或α 2與外推方向D關(guān)系判斷依據(jù)如下(a)當(dāng)外推方向D為正東時(shí)，且ai e O, 180或者a 2 e O, 180時(shí)，子弧段
與外推方向D —致，應(yīng)當(dāng)保留；(b)當(dāng)外推方向D為正南時(shí)，且ai e I 90，270 I或者a2 e 90, 270時(shí)，子弧段
al與外推方向D —致，應(yīng)當(dāng)保留；(C)當(dāng)外推方向D為正西時(shí)，且CIi e I 180，360 I或者a2 e 180, 360時(shí)，子弧
段a4i與外推方向D—致，應(yīng)當(dāng)保留；(d)當(dāng)外推方向D為正北時(shí)，且Ci1 e 1270，3601 U 0,90或者 a2e I 270，360 I U 0，90時(shí)，子弧段與外推方向D—致，應(yīng)當(dāng)保留。(6)外推弧合并。采用雙重循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，首先依次取出子弧段a5i，再次遍歷數(shù)據(jù)集合Arc^iaSj，依次取出除a5i的其余子弧段，判斷二者是否存在相鄰關(guān)系。判斷依據(jù)為二者的起點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)是否相同。起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)已通過(guò)步驟(3)計(jì)算。通過(guò)該步驟，已建立了所有有相鄰關(guān)系弧段的直接聯(lián)系，通過(guò)任意弧段可以追溯所有相關(guān)弧段。再次遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，通過(guò)弧段間的相互關(guān)系，按順序進(jìn)行排序形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)集Arc6= {a6j。順序連接外推弧Arc6= {a6j形成最終的界限L。(7)F0S+60M 線生成FOS= {fosj為大陸坡腳點(diǎn)數(shù)據(jù)集，以FOS= {f0Si}為初始數(shù)據(jù)集Gf()S，以60海里為外推半徑rf()S，采用步驟(I) (6)，按照給定的外推方向D，獲得F0S+60M線；(8) 35OM 線生成BASE= IbJ為領(lǐng)海基點(diǎn)數(shù)據(jù)集，以BASE= {bj為初始數(shù)據(jù)集Gb，以350海里為外推半徑rb，采用步驟(I) (6)，按照給定的外推方向D，獲得350M線；(9)2500m+100M 線生成TOPO= {tj為2500m等深線數(shù)據(jù)集，以TOPO= {tj為初始數(shù)據(jù)集Gt，以100海里為外推半徑rt，采用步驟(I) (6)，按照給定的外推方向D，獲得2500m+100M線。根據(jù)聯(lián)合國(guó)《海洋法公約》第七十六條及大陸架劃界委員會(huì)技術(shù)準(zhǔn)則之規(guī)定，F(xiàn)0S+60M線、350M線和2500m+100M線等均是海洋劃界重要界限，共同特點(diǎn)是從給定點(diǎn)按照一定距離和方向外推形成半包絡(luò)弧。本發(fā)明通過(guò)生成外推弧、外推弧相交、外推弧切割、刪除內(nèi)部弧、刪除多余弧和外推弧合并等步驟實(shí)現(xiàn)F0S+60M線、350M線和2500m+100M線的自動(dòng)生成。有益效果本發(fā)明在我國(guó)沿海的測(cè)繪和海洋劃界過(guò)程中，具有測(cè)繪數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、操作方便、以及受自然天氣影響較上等。


圖I本發(fā)明的算法總體流程示意2本發(fā)明實(shí)例2中步驟(I)輸入變量示意3本發(fā)明實(shí)例2中步驟(2)生成外推弧示意4本發(fā)明實(shí)例2中步驟(3)外推弧相交示意5本發(fā)明實(shí)例2中步驟(4)切割外推弧示意圖
圖6本發(fā)明實(shí)例2中步驟(5)刪除內(nèi)部弧示意7本發(fā)明實(shí)例2中步驟(6)刪除多余弧和步驟(7)合并外推弧示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施作具體說(shuō)明
實(shí)施例I如圖I所示的流程(I)輸入變量。由外部輸入初始變量外推弧起始點(diǎn)G、外推半徑r和外推方向D。外推弧起點(diǎn)也就是外推弧的圓心坐標(biāo)點(diǎn)，由用戶給出，系列定點(diǎn)形成初始數(shù)據(jù)集合G=Igi(XilYi)Io外推半徑由外推弧類(lèi)型決定，F(xiàn)0S+60M線、350M線和2500m+100M線外推半徑r分別為60海里、350海里和100海里。外推方向D是外推弧的擴(kuò)展方向，F(xiàn)0S+60M線、350M線和2500m+100M線均向海方向外推。(2)生成外推弧。根據(jù)初始的定點(diǎn)集合G={gi(Xi，yi)}，以(Xi，yi)點(diǎn)為圓心，以相同的球面距離r，生成球面外推弧Si。遍歷數(shù)據(jù)集合G= {gi (Xi, Yi)},形成數(shù)據(jù)集Arctl= {aj ,每個(gè)外推弧Si包括圓心坐標(biāo)(X^yi)和外推半徑值r。(3)外推弧相交。通過(guò)雙重循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)集Arcci=IaJ ,獲取外推弧相互間的交點(diǎn)集合Arc1=IalJ。遍歷數(shù)據(jù)集Arctl= {aj，依次取出外推?。?。以外推弧％為首弧，進(jìn)入第二重循環(huán)，依次和數(shù)據(jù)集Arctl=IaJ中除Si外的其余外推弧進(jìn)行相交判斷,并記錄交點(diǎn)形成數(shù)據(jù)集Arc1= {alj ,每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)ali包括圓心坐標(biāo)(Xli, yl),外推半徑r和交點(diǎn)集合Ci=IcjI。Arc1= {alj數(shù)據(jù)點(diǎn)ah與繼承了數(shù)據(jù)集Arctl= {aj中數(shù)據(jù)點(diǎn)％的所有屬性。二個(gè)外推弧是否相交的判斷依據(jù)為二者圓心距離d < 2r，r為外推半徑，當(dāng)d〈2r時(shí)，二者有兩個(gè)交點(diǎn)，當(dāng)d=2r時(shí)，二者有一個(gè)交點(diǎn)；d>2r時(shí)無(wú)交點(diǎn)。因每個(gè)外推弧與其他外推弧的交點(diǎn)總數(shù)不定，因此，需要設(shè)計(jì)存儲(chǔ)交點(diǎn)的數(shù)據(jù)集Ci= {cj}。每個(gè)外推弧均對(duì)應(yīng)一個(gè)交點(diǎn)數(shù)據(jù)集Ci= {C」},交點(diǎn)Cj應(yīng)包括大地坐標(biāo)值(χ」，Yj)及其與外推弧圓心連線的方位角值α”交點(diǎn)h按照方位角值的大小順序存放入數(shù)據(jù)集Ci= {c」}。交點(diǎn)數(shù)據(jù)集Ci= {c」}鏈入數(shù)據(jù)集合Arc1=IalJ后形成新的數(shù)據(jù)集合Arc2= {a2j。與Arc1=IalJ相比，除交點(diǎn)Ci= {c」}之外，Arc2= {a2j繼承了 Arc1=IalJ所有屬性。(4)切割外推弧。采用雙重循環(huán)，切割外推弧形成小的弧段。遍歷數(shù)據(jù)集Arc2= {a2j，依次取出數(shù)據(jù)點(diǎn)a2i，然后遍歷與之對(duì)應(yīng)的交點(diǎn)數(shù)據(jù)集合(；={(^}。按照交點(diǎn)順序，依次取出相鄰的兩個(gè)交點(diǎn)形成子弧段a3i;并形成新的數(shù)據(jù)集AArc3= {a3j。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)a3i均應(yīng)包括子弧段的起點(diǎn)、終點(diǎn)、中間點(diǎn)和圓心，以及起點(diǎn)與圓心連線的方位角a i、終點(diǎn)與圓心連線的方位角α2，且記錄子弧段&31來(lái)自的原始弧。所謂中間點(diǎn)，是指位于子弧段a3i的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的點(diǎn)，用于判斷與原始外推弧的相互關(guān)系。(5)刪除內(nèi)部弧。采用雙重循環(huán)刪除內(nèi)部子弧段，也就是被某個(gè)原始弧完全包含在內(nèi)部的子弧段。遍歷數(shù)據(jù)集合Arctl= {aj，依次取出原始弧所指向的數(shù)據(jù)點(diǎn)％。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)％均遍歷數(shù)據(jù)集Arc3= {a3j 一次,依次判斷數(shù)據(jù)點(diǎn)a3i與Si的關(guān)系，當(dāng)a3i所指向的子弧段被原始弧Si所包含且不來(lái)自原始?。r(shí)，該子弧段為內(nèi)部弧，需從數(shù)據(jù)集合ArC3={a3j中刪除。從而在數(shù)據(jù)集Arc3={a3i}基礎(chǔ)上形成新的數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j。a4jS承了 Arc3={a3j中的a3i的所有屬性。子弧段a3i與數(shù)據(jù)集合Arctl= {aj中％包含關(guān)系判斷依據(jù)為當(dāng)子弧段a3i中間點(diǎn)坐標(biāo)與％圓心坐標(biāo)距離d小于外推半徑r時(shí)，子弧段a3i完全包含于％。(6)刪除多余弧。 F0S+60M線、350M線和2500m+100M線的外推方向均為向海方向，且都不是封閉的包絡(luò)弧，這與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中緩沖區(qū)有本質(zhì)的區(qū)別。一般而言，F(xiàn)0S+60M線、350M線和2500m+100M線的外推方向D設(shè)定為正東、正南、正西或正北。外推方向D是外部輸入變量。遍歷數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j ,通過(guò)外推方向D與子弧段a4i起點(diǎn)方位角a j和終點(diǎn)方位 角α2的關(guān)系判斷，也就是\或Ci2與外推方向D指向一致時(shí)保留該外推弧段，刪除無(wú)關(guān)弧段，從而形成新的數(shù)據(jù)集合Arc5={a5i}，a5i繼承了數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j中a4i的所有屬性。子弧段a4i起點(diǎn)方位角α !和終點(diǎn)方位角α 2已通過(guò)步驟(3)計(jì)算。子弧段a4i方位角a i或α 2與外推方向D關(guān)系判斷依據(jù)如下(a)當(dāng)外推方向D為正東時(shí)，且α e O, 180或者a2 e O, 180時(shí)，子弧段與外推方向D —致，應(yīng)當(dāng)保留；(b)當(dāng)外推方向D為正南時(shí)，且ai e I 90，270 I或者a2 e 90, 270時(shí)，子弧段
al與外推方向D —致，應(yīng)當(dāng)保留；(C)當(dāng)外推方向D為正西時(shí)，且CIi e I 180，360 I或者a2 e 180, 360時(shí)，子弧
段a4i與外推方向D—致，應(yīng)當(dāng)保留；(d)當(dāng)外推方向D為正北時(shí)，且a i e 1270，3601 U O, 901或者α2 e 270，360 I U 0,90時(shí)，子弧段與外推方向D—致，應(yīng)當(dāng)保留。(7)外推弧合并。采用雙重循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，首先依次取出弧a5i，再次遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5HaSJ，依次取出除&51外的其余數(shù)據(jù)點(diǎn)，判斷二者是否存在相鄰關(guān)系。判斷依據(jù)為二者的起點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)是否相同。起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)已通過(guò)步驟(3)計(jì)算。通過(guò)該步驟，已建立了所有有相鄰關(guān)系弧段的直接聯(lián)系，通過(guò)任意弧段可以追溯所有相關(guān)弧段。再次遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，通過(guò)弧段間的相互關(guān)系，按順序進(jìn)行排序形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)集Arc6= {a6j。順序連接外推弧Arc6= {a6j形成最終的界限L。(8)F0S+60M 線生成。大陸坡腳點(diǎn)數(shù)據(jù)集FOS= {f0Si}由用戶給出，和外推方向D —樣屬于系統(tǒng)外部輸入變量。以F0S={fOSi}為初始數(shù)據(jù)集Gfos，以60海里為外推半徑rf()S，采用步驟(2) (7)，按照給定的外推方向D，可以獲得F0S+60M線。(9) 35OM 線生成。領(lǐng)?；c(diǎn)數(shù)據(jù)集BASE= IbJ由用戶給出，和外推方向D —樣屬于系統(tǒng)外部輸入變量。以BASE=IbJ為初始數(shù)據(jù)集Gb，以350海里為外推半徑rb，采用步驟(2) (7)，按照給定的外推方向D，可以獲得350M線。(10)2500m+100M 線生成。
2500m等深線數(shù)據(jù)集TOPO=ItJ由用戶給出，和外推方向D—樣屬于系統(tǒng)外部輸入變量。以TOPO=ItJ為初始數(shù)據(jù)集Gt，以100海里為外推半徑!·,，采用步驟(2) (7)，按照給定的外推方向D，可以獲得2500m+100M線。實(shí)施例2圖2 圖7展示 了從給定大陸坡腳點(diǎn)(G1 G4)生成F0S+60M線的過(guò)程(I)輸入變量。由外部輸入初始變量外推弧起始點(diǎn)G、外推半徑r和外推方向D。初始數(shù)據(jù)集合G= {gi (Xi, Yi)}，外推半徑r=60海里，外推方向?yàn)檎龞|。如圖2所示。(2)生成外推弧。根據(jù)初始數(shù)據(jù)集合G= {gi (Xi, yi)}，以gi (Xi, Yi)點(diǎn)為圓心，以60海里為半徑r，生成球面外推弧Si。遍歷初始數(shù)據(jù)集G= {gi (Xi, Yi)},形成數(shù)據(jù)集Arctl= {aj ,每個(gè)外推弧Si包括圓心坐標(biāo)(X^yi)和外推半徑值r。如圖3所示。(3)外推弧相交。通過(guò)雙重循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)集Arcci=IaJ ,獲取外推弧相互間的交點(diǎn)集合Arc1=IalJ。遍歷數(shù)據(jù)集Arctl= {aj，依次取出外推?。ァＲ酝馔苹。槭谆。M(jìn)入第二重循環(huán)，依次和數(shù)據(jù)集Arctl= {aj中除％外的其余外推弧進(jìn)行相交判斷，并記錄交點(diǎn)形成新的數(shù)據(jù)集Arc1=IalJ ,每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)Si包括圓心坐標(biāo),外推半徑和系列交點(diǎn)坐標(biāo)值。每個(gè)外推弧ai均對(duì)應(yīng)一個(gè)交點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈表Ci= {cj},交點(diǎn)Cj應(yīng)包括大地坐標(biāo)值及其與外推?。A心連線的方位角值a j,交點(diǎn)Ci按照方位角值a j的大小順序存放入數(shù)據(jù)集合Ci=Icj。插入鏈表后形成新的數(shù)據(jù)集合Arc2=IaJ。如圖4所示。(4)切割外推弧。采用雙重循環(huán)，切割外推弧形成小的弧段。遍歷外推弧數(shù)據(jù)集Arc2= {a2j，依次取出數(shù)據(jù)點(diǎn)a2it)每個(gè)外推弧a2i均遍歷之對(duì)應(yīng)的交點(diǎn)數(shù)據(jù)集合Ci=Icj。按照交點(diǎn)順序，依次取出相鄰交點(diǎn)形成子弧段，并形成新的外推弧段數(shù)據(jù)集合Arc3= {a3j。每個(gè)子弧段a3i均應(yīng)包括弧起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、中間點(diǎn)坐標(biāo)、圓心坐標(biāo)，以及起點(diǎn)與圓心連線的方位角α 1；終點(diǎn)與圓心連線的方位角α 2，且記錄子弧a3i來(lái)自的原始弧a”如圖5所示。(5)刪除內(nèi)部弧。采用雙重循環(huán)刪除剩余弧段，也就是被包含在內(nèi)部的弧段。遍歷原始弧段數(shù)據(jù)集合Arctl=IaJ ,依次取出外推弧a”每個(gè)外推弧Si均遍歷子弧段數(shù)據(jù)集合Arc3= {a3j —次，依次判斷子弧段a3i與每個(gè)原始?。サ年P(guān)系，當(dāng)子弧段被包含且不來(lái)自原始?。r(shí)，子弧段a3iS內(nèi)部弧，需從數(shù)據(jù)集合ArC3={a3j中刪除該子弧段。從而在子弧集合Arc3= {a3j基礎(chǔ)上形成新的數(shù)據(jù)集合Arc4= {a4j。如圖6所示。(6)刪除多余弧。通過(guò)步驟(3)已計(jì)算了每個(gè)子弧的起點(diǎn)方位角Ci1和終點(diǎn)方位角α2。通過(guò)外推方向D與方位角\和α2的關(guān)系判斷，也就是\或α2與外推方向D指向一致時(shí)保留該外推弧段，刪除無(wú)關(guān)弧段，從而形成新的數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j。
(7)外推弧合并。
采用雙重循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，首先依次取出弧a5i，再次遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，依次取出除a5i的其余數(shù)據(jù)點(diǎn)，判斷二者是否存在相鄰關(guān)系。判斷依據(jù)為二者的起點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)是否相同。起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)已通過(guò)步驟(3)計(jì)算。通過(guò)該步驟，已建立了所有有相鄰關(guān)系弧段的直接聯(lián)系，通過(guò)任意弧段可以追溯所有相關(guān)弧段。再次遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，通過(guò)弧段間的相互關(guān)系，按順序進(jìn)行排序形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)集Arc6= {a6i}。順序連接外推弧Arc6= {a6j形成最終的界限L，也就是F0S+60M線。如圖7所示。
權(quán)利要求
1.一種200海里以外大陸架外推界限生成方法，其特征在于，包括下列步驟 (1)生成外推弧 給定初始數(shù)據(jù)集G=IgiUi, yj}:每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)gi (Xi, y)均需按經(jīng)緯度的方式給定大地坐標(biāo)(Xpyi);以(Xpyi)點(diǎn)為圓心，以相同的球面距離r，生成球面外推?。?;遍歷初始數(shù)據(jù)集G=IgiUi, Yi) I，形成數(shù)據(jù)集Arctl=IaJ ,每個(gè)外推弧Si包括圓心坐標(biāo)(Xi, Yi)和外推半徑值r ； (2)外推弧相交 通過(guò)雙重循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)集Arctl=IaJ ,獲取外推弧相互間的交點(diǎn)集合Arc1=IalJ ,遍歷數(shù)據(jù)集Arctl= {aj，依次取出外推弧ai;以外推?。槭谆?，進(jìn)入第二重循環(huán)，依次和數(shù)據(jù)集Arc0= {aj中除Si外的其余外推弧進(jìn)行相交判斷,并記錄交點(diǎn)形成數(shù)據(jù)集Arc1=IalJ ,每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)ah包括圓心坐標(biāo)，外推半徑和交點(diǎn)集合Ci=IcjI ;ArCl={alJ數(shù)據(jù)點(diǎn)Bli與繼承了數(shù)據(jù)集ArcfiaJ中數(shù)據(jù)點(diǎn)％的所有屬性； 二個(gè)外推弧是否相交的判斷依據(jù)為二者圓心距離d < 2r，r為外推半徑，當(dāng)d〈2r時(shí)，二者有兩個(gè)交點(diǎn)，當(dāng)d=2r時(shí),二者有一個(gè)交點(diǎn)；d>2r時(shí)無(wú)交點(diǎn)； 因每個(gè)外推弧與其他外推弧的交點(diǎn)總數(shù)不定，因此，設(shè)計(jì)存儲(chǔ)交點(diǎn)的數(shù)據(jù)集Ci= Icj。每個(gè)外推弧均對(duì)應(yīng)一個(gè)交點(diǎn)數(shù)據(jù)集Ci=Ic^,交點(diǎn)包括大地坐標(biāo)值(\，yp及其與外推弧圓心連線的方位角值a j ;交點(diǎn)按照方位角值a j的大小順序存放入數(shù)據(jù)集Ci=Icj ;交點(diǎn)數(shù)據(jù)集Ci= {C」}鏈入數(shù)據(jù)集合Arc1=IalJ后形成新的數(shù)據(jù)集合Arc2= {a2j ,與Arc1= {alj相t匕，除交點(diǎn)Ci=IcjI之外，Arc2= {a2j繼承了 Arc1=IalJ所有屬性； (3)切割外推弧 采用雙重循環(huán)，切割外推弧形成小的弧段；遍歷數(shù)據(jù)集Arc2= {a2j，依次取出數(shù)據(jù)點(diǎn)a2i，然后遍歷與之對(duì)應(yīng)的交點(diǎn)數(shù)據(jù)集合Ci=Ic^,按照交點(diǎn)順序，依次取出相鄰的兩個(gè)交點(diǎn)形成子弧段a3i;并形成新的數(shù)據(jù)集Arc3= {a3j，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)a3i均應(yīng)包括子弧段的起點(diǎn)、終點(diǎn)、中間點(diǎn)和圓心，以及起點(diǎn)與圓心連線的方位角a i、終點(diǎn)與圓心連線的方位角α 2，且記錄子弧段a3i來(lái)自的原始??；所謂中間點(diǎn)，是指位于子弧段a3i的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的點(diǎn)，用于判斷與原始外推弧的相互關(guān)系； (4)刪除內(nèi)部弧 采用雙重循環(huán)刪除內(nèi)部子弧段，也就是被某個(gè)原始弧完全包含在內(nèi)部的子弧段；遍歷數(shù)據(jù)集合Arctl= {aJ，依次取出原始弧所指向的數(shù)據(jù)點(diǎn)ai;每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)％均遍歷數(shù)據(jù)集Arc3= {a3j 一次,依次判斷數(shù)據(jù)點(diǎn)a3i與Si的關(guān)系，當(dāng)a3i所指向的子弧段被原始弧Si所包含且不來(lái)自原始?。r(shí)，該子弧段為內(nèi)部弧，從數(shù)據(jù)集合Arc3= {a3j中刪除，從而在數(shù)據(jù)集Arc3= {a3j基礎(chǔ)上形成新的數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j ,繼承了 Arc3= {a3j中的a3i的所有屬性； 子弧段a3i與數(shù)據(jù)集合Arctl= {aj中％包含關(guān)系判斷依據(jù)為當(dāng)子弧段a3i的中間點(diǎn)坐標(biāo)與％圓心坐標(biāo)距離d小于外推半徑r時(shí)，子弧段a3i完全包含于％ ； (5)刪除多余弧 F0S+60M線、350M線和2500m+100M線的外推方向均為向海方向，且都為非封閉的包絡(luò)?。籉0S+60M線、350M線和2500m+100M線的外推方向D設(shè)定為正東、正南、正西或正北；外推方向D是外部輸入變量； 遍歷數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j ,通過(guò)外推方向D與子弧段a4i起點(diǎn)方位角Ct1和終點(diǎn)方位角α 2的關(guān)系判斷，也就是a i或α 2與外推方向D指向一致時(shí)保留該外推弧段，刪除無(wú)關(guān)弧段，從而形成新的數(shù)據(jù)集合Arc5=MJ，a5i繼承了數(shù)據(jù)集Arc4= {a4j中a4i的所有屬性；子弧段a4i起點(diǎn)方位角α 和終點(diǎn)方位角α 2已通過(guò)步驟(3)計(jì)算； 子弧段al方位角a i或α 2與外推方向D關(guān)系判斷依據(jù)如下 (a)當(dāng)外推方向D為正東時(shí)，且Ci1e O, 180或者a 2 e O, 180時(shí)，子弧段8七與外推方向D—致，應(yīng)當(dāng)保留； (b)當(dāng)外推方向D為正南時(shí)，且CI1e I 90，270 I或者a 2 e 90, 270時(shí)，子弧段a4i與外推方向D —致，應(yīng)當(dāng)保留； (C)當(dāng)外推方向D為正西時(shí)，且ai e I 180，360 I或者a 2 e 180, 360時(shí)，子弧段與外推方向D —致，應(yīng)當(dāng)保留； (d)當(dāng)外推方向D為正北時(shí)，且ai e 1270，3601 U 0,90或者a2e I 270，360 I U 0，90時(shí)，子弧段與外推方向D—致，應(yīng)當(dāng)保留； (6)外推弧合并 采用雙重循環(huán)遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，首先依次取出子弧段a5i，再次遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，依次取出除a5i的其余子弧段，判斷二者是否存在相鄰關(guān)系；判斷依據(jù)為二者的起點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)是否相同，起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)已通過(guò)步驟(3)計(jì)算； 通過(guò)該步驟，已建立了所有有相鄰關(guān)系弧段的直接聯(lián)系，通過(guò)任意弧段可以追溯所有相關(guān)弧段，再次遍歷數(shù)據(jù)集合Arc5= {a5j，通過(guò)弧段間的相互關(guān)系，按順序進(jìn)行排序形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)集Arc6= {a6j，順序連接外推弧Arc6= {a6j形成最終的界限L ； (7)F0S+60M線生成 FOS= {fosj為大陸坡腳點(diǎn)數(shù)據(jù)集，以FOS= {fosj為初始數(shù)據(jù)集Gf()S，以60海里為外推半徑rf()S，采用步驟(I) (6)，按照給定的外推方向D，獲得F0S+60M線； (8)350M線生成 BASE=IbJ為領(lǐng)?；c(diǎn)數(shù)據(jù)集，以BASE=IbJ為初始數(shù)據(jù)集Gb，以350海里為外推半徑rb，采用步驟(I) (6)，按照給定的外推方向D，獲得350M線； (9)2500m+100M線生成 TOPO= {tj為2500m等深線數(shù)據(jù)集，以TOPO=ItJ為初始數(shù)據(jù)集Gt，以100海里為外推半徑rt，采用步驟(I) (6)，按照給定的外推方向D，獲得2500m+100M線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了大陸架界限生成方法，具體是指一種基于已知定點(diǎn)，向特定方向外推一定距離的大陸架界限生成方法。本發(fā)明是通過(guò)若干步驟包括生成外推弧、外推弧相交、切割外推弧、刪除內(nèi)部弧、刪除多余弧、外推弧合并等步驟實(shí)現(xiàn)FOS+60M線、350M線和2500m+100M線的自動(dòng)生成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在我國(guó)沿海的測(cè)繪和海洋劃界過(guò)程中，具有測(cè)繪數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、操作方便、以及受自然天氣影響較上等。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102938029SQ20121053672
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者吳自銀, 李家彪, 方銀霞, 黎明碧, 李守軍, 尚繼宏 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局第二海洋研究所