数字航道与航道数学模型的数据交换方法应用研究.doc

数字航道与航道数学模型数据交换方法应用研究引言长江航道将于“十二五”期间全面建成数字航道,初步建成智能航道,基本实现长江航道现代化。数字航道在利用计算机网络、无线通讯、***、地理信息等技术手段,整合航道数据资源,实现航道通航运营、维护管理信息化、智能化等方面已取得了长足进步。但是,在数字航道快速发展过程中,传统航道图、清华山维测绘成果图、CAD格式航道图、S-57格式电子航道图等多种格式航道数据资料并存,需要对多种格式航道数据进行整合,进行数据交换,使数字航道中大量数据更有效用于航道演变预测,为航道管理部门提供航道维护辅助决策,从而进一步提高航道管理部门决策科技水平,推进智能航道发展。文章选取长江下游典型整治河段黑沙洲水道为研究对象,该水道上起板子矶(航道里程489km),下至高安圩(航道里程475km),水道首尾狭窄、中部展宽,属于鹅头型分汊水道。水道中部黑沙洲与天然洲,将该河道分成中、北、南三个水道。其中黑沙洲南水道是长江下游重要浅险水道之一,也是“十二五”期建造航道整治建筑物所在地,有非常重要研究价值。文章研究CAD航道图及电子航道图数据提取方法,完成与数学模型数据交换;通过提取数据建立黑沙洲水道数字高程模型(DEM),并应用地理信息系统(GIS)空间数据剖析功能,提取浅滩演变特征数据,为统计剖析模型建立提供技术手段。 1数据提取与处理技术路线充足河床地形数据是完成水道演变剖析基础,目前水下地形数据主要采用GPS导航配合数字测深仪方法或多波束扫测进行采集。同时,水深数据被保存成多种数据格式。文章收集黑沙洲水道地形资料不仅有CAD格式航道图,还有S-57格式电子航道图,而CAD航道图又分为水深分离式标注与整体式标注航道图,数据需要在统一格式与平台下进行剖析与处理。数字高程模型(DEM)与地理信息系统(GIS)运用满足了这一需要。数字高程模型不仅能直观表达出地形起伏,而且在GIS平台下,能够方便准确地提取各种空间数据参数,为河床演变剖析及数理统计剖析模型提供技术支持。 2两种格式航道图数据提取 ,对黑沙洲水道航道图采用CAD格式保存,水深标注采用数字分离式标注方法。每个测点水深数据由两部分组成――整数与小数部分,其中并不用小数点分隔,两部分在CAD图上并无关联性。水深实测位置在整数标注部分中心。综上,读取这种CAD水深数据时,需首先确定相邻数据关联性。提取上述CAD格式航道图XY坐标与水深数据,需要再次验证水深数据整数、小数两部分是否提取完整。由于“-“号容易在提取中被忽略,还要再次审核数据正负。否则,生成数字高程模型将会出现奇点,影响下一步面积与体积等计算准确性。黑沙洲水道2009年以后CAD航道图,水深数据标准一般采用整体式标注法,已不存在上述问题。 (IHO)定义,电子海图显示与信息系统(ECDIS)是以数字形式储存海图,能够与多种显示终端、传感器匹配使用,电子航道图是其本地化一个分支,符合IHO多项通用标准,能够在世界范围内标准化显示与应用。目前IHO颁布电子海图标准主要有:S-52电子海图显示标准、S-57海道测量数据交换与传输标准、S-63电子海图数据加密标准、IMOECDIS性能标准、IEC61174ECDIS操作与性能测试标准。通过