《基於電子海圖的航線自動生成理論與方法》是在作者張立華博士後工作內容和博士論文研究的基礎上完成的，同時還包括作者及研究小組近年來的一些研究成果，另外，兼顧本書知識的系統性，也引入了國內外同行的一些相關研究成果。本書面向高安全性、高經濟性的艦船導航，主要研究了基於電子海圖的最短距離航線自動生成方法，並將與艦船航行相關的海洋動態信息進一步融入電子海圖平台，探索了基於動態電子海圖的航線可行性分析以及最短時間航線自動生成方法。
基本介紹
- 書名：基於電子海圖的航線自動生成理論與方法/地球信息科學基礎叢書
- 作者：張立華
- ISBN：9787030302779
- 頁數：184頁
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2011-03-01
- 開本：16開
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編輯推薦語
張立華所著的《基於電子海圖的航線自動生成理論與方法》從高安全性、高經濟性的艦船航行出發，系統地闡述了基於電子海圖的艦船航線自動生成理論與方法，主要包括：電子海圖平台下艦船航線自動生成的意義及現狀，基於電子海圖信息的礙航區自動提取，基於電子海圖的最短距離航線自動生成，海洋動態環境信息建模及礙航區動態提取，基於瞬時水深模型的航線可行性分析，基於瞬時水深模型的最短時間航線自動生成方法。本書展示了基於電子海圖的航線自動生成這一方面的新成果及其套用前景。 《基於電子海圖的航線自動生成理論與肯鴉趨方法》可供海洋地理信息系統、航海和海洋等領域的科技人員及高等院校有關專業的師生閱讀參考。
目錄
前言
第1章 緒論
1.1 艦船航線設計的基本概念
1.2 艦船航線最佳化設計的意義
1.3 艦船航線最佳化設計的國內外研究現狀
1.4 艦船航線設計的學科隸屬關係
第2章 電子海圖
2.1 電子海圖的基本概念
2.1.1 海圖及投影
2.1.2 電子海圖
2.2 ECDIS的組成
2.2.1 ECDIS的硬體
2.2.2 ECDIS的軟體
2.2.3 ECDIS的數據
2.3 電子海圖的發展
2.3.1 電子海圖的發展概況
2.3.2 電子海圖的發展趨勢
2.4 矢量電子海圖數據
2.4.1 矢量海圖的空間基準
2.4.2 VCF數據組織
2.5 專用電子海圖顯示系統
2.5.1 基本數據結構
2.5.2 專用海圖顯示系統
第3章 艦船航線設計理論
3.1 航線的種類及設計
3.1.1 航線的種類
3.1.2 航線設計的要求
3.1.3 航線設計的作業方式
3.2 航線可行性判斷方法
3.2.1 航線可行性自動評判依據
3.2.2 航線可行性自動判斷方法
3.3 航線最佳化設計的常用方法
3.3.1 迷宮改進方法
3.3.2 航線網路方法
3.3.3 氣象定線方法
3.3.4 動態格線方法
第4章 基於電子海圖的礙航區自動提取
4.1 基於海圖水深的三角網構建
4.1.1 水深三角網的快速構建算法
4.1.2 基於採樣點限制的三角網構建
4.2 基於三角形拓撲關係的等深線快速追蹤
4.2.1 傳統等值點追蹤算法
4.2.2 基於三角網拓撲關係的等值點追蹤算法
4.2.3 實例分析
4.3 等深線繪製中的多義性問題處理方法
4.3.1 等深線繪製中的多義性問題對水深區域表達的影響
4.3.2 淺點約束方法
4.3.3 實例分析
4.4 礙航區的自動提取
4.4.1 安全等深線追蹤
4.4.2 淺水礙航區提取
4.4.3 礙航區的確定
4.4.4 礙航區的合併
第5章 基於電子海圖的航線自動生成方法
5.1 基於方位相差最小的航線自動生成方法
5.1.1 可航行航線的測試與自動搜尋
5.1.2 航線的最佳化與動態調整
5.1.3 實例分析
5.2 基於航路臘煮再諒二叉樹的航線自動生成方法
5.2.1 航路二叉樹
5.2.2 基於航路二叉樹的航線自動生成
5.2.3 實例分析
5.3 基於格線點動態規劃的航線自動生成方法
5.3.1 格線點計算
5.3.2 可行性航段判斷
5.3.3 最短路徑搜尋
5.3.4 冗餘節點處理
5.3.5 實例分析
5.4 最短距離航線自動協灑燥生成改進方法
5.4.1 平面線段與礙航區多邊形的關係
5.4.2 關鍵步驟
5.4.3 主要改進處理措施
5.4.4 實例分析
5.5 基於附加條件約束的航線自動生成
5.5.1 可操作性限制條件
5.5.2 推達腿道薦航線約束
5.5.3 軍事約束
5.6 基於可操作性限制條件綜合評判的航線自動生成
5.6.1 可操作性綜合評判航線的基本概念
5.6.2 可操作性限制條件綜合評判指標構建
5.6.3 實例分析
5.7 電子海圖航線的多尺度自動生成
5.7.1 細節分層技術
5.7.2 電子海圖的多尺度組織
5.7.3 海圖航線多尺度生成的關鍵技術
5.7.4 航線的多尺度生成及分析
第6章 艦船航行相關的海洋動態要素建模
6.1 基於格線只店雄潮汐場模型與海圖數據的瞬時水深模型構建方法
6.1.1 格線潮汐場模型
6.1.2 高效融合策略
6.1.3 實例分析
6.2 大型航路的瞬時水位預報方法
6.2.1 格線潮汐場模型的構建
6.2.2 水深點處天文潮位的預報
6.2.3 基於余水位內插的水位精化
6.2.4 預報水位拔棕的快速生成策略及套用
6.2.5 實例分析雅諒酷故
6.3 高精度瞬時水深模型的構建
6.3.1 傳統的瞬時水深模型
6.3.2 高精度瞬時水深模型構建
6.3.3 比對分析
6.4 海洋動態環境信息中的風流浪模型
6.4.1 海流模型構建
6.4.2 風浪模型構建
6.5 基於動態信息的礙航區自動提取及表達
6.5.1 淺水礙航區的動態提取
6.5.2 複合條件下的礙航區表達
第7章 基於動態電子海圖的艦船航線分析技術
7.1 基於瞬時水深模型的航行可行性分析判斷方法
7.1.1 航線可行性分析數學模型
7.1.2 航線可行性分析計算方法
7.1.3 實例分析
7.2 基於瞬時水深模型的大型艦船乘潮進港分析方法
7.2.1 基於多波束數據的瞬時水深模型的構建
7.2.2 航線可行性測試
7.2.3 實例分析
7.3 基於瞬時水深模型的最短時間航線自動生成方法
7.3.1 基於瞬時水深模型的礙航區提取及航線可行性分析
7.3.2 最短時問路徑搜尋及最佳化
7.3.3 實例分析
7.4 多動態要素複合條件下的最短時間航線生成方法
7.4.1 複合條件下多動態要素對航線的影響機制
7.4.2 最短時間航線計算方法上的改進策略
7.4.3 實例分析
第8章 航線自動生成的發展方向及展望
8.1 航線自動生成的發展方向
8.1.1 高安全性的需求
8.1.2 高經濟性的需求
8.2 航線自動生成面臨的挑戰
8.2.1 理論技術上的挑戰
8.2.2 實際套用上的挑戰
8.3 需要進一步突破的關鍵技術問題
8.3.1 高精度的靜態水深模型
8.3.2 準確的動態信息
8.3.3 更有效的航線分析算法
8.3.4 特殊影響因素的分析
8.4 結束語
主要參考文獻
4.3.1 等深線繪製中的多義性問題對水深區域表達的影響
4.3.2 淺點約束方法
4.3.3 實例分析
4.4 礙航區的自動提取
4.4.1 安全等深線追蹤
4.4.2 淺水礙航區提取
4.4.3 礙航區的確定
4.4.4 礙航區的合併
第5章 基於電子海圖的航線自動生成方法
5.1 基於方位相差最小的航線自動生成方法
5.1.1 可航行航線的測試與自動搜尋
5.1.2 航線的最佳化與動態調整
5.1.3 實例分析
5.2 基於航路二叉樹的航線自動生成方法
5.2.1 航路二叉樹
5.2.2 基於航路二叉樹的航線自動生成
5.2.3 實例分析
5.3 基於格線點動態規劃的航線自動生成方法
5.3.1 格線點計算
5.3.2 可行性航段判斷
5.3.3 最短路徑搜尋
5.3.4 冗餘節點處理
5.3.5 實例分析
5.4 最短距離航線自動生成改進方法
5.4.1 平面線段與礙航區多邊形的關係
5.4.2 關鍵步驟
5.4.3 主要改進處理措施
5.4.4 實例分析
5.5 基於附加條件約束的航線自動生成
5.5.1 可操作性限制條件
5.5.2 推薦航線約束
5.5.3 軍事約束
5.6 基於可操作性限制條件綜合評判的航線自動生成
5.6.1 可操作性綜合評判航線的基本概念
5.6.2 可操作性限制條件綜合評判指標構建
5.6.3 實例分析
5.7 電子海圖航線的多尺度自動生成
5.7.1 細節分層技術
5.7.2 電子海圖的多尺度組織
5.7.3 海圖航線多尺度生成的關鍵技術
5.7.4 航線的多尺度生成及分析
第6章 艦船航行相關的海洋動態要素建模
6.1 基於格線潮汐場模型與海圖數據的瞬時水深模型構建方法
6.1.1 格線潮汐場模型
6.1.2 高效融合策略
6.1.3 實例分析
6.2 大型航路的瞬時水位預報方法
6.2.1 格線潮汐場模型的構建
6.2.2 水深點處天文潮位的預報
6.2.3 基於余水位內插的水位精化
6.2.4 預報水位的快速生成策略及套用
6.2.5 實例分析
6.3 高精度瞬時水深模型的構建
6.3.1 傳統的瞬時水深模型
6.3.2 高精度瞬時水深模型構建
6.3.3 比對分析
6.4 海洋動態環境信息中的風流浪模型
6.4.1 海流模型構建
6.4.2 風浪模型構建
6.5 基於動態信息的礙航區自動提取及表達
6.5.1 淺水礙航區的動態提取
6.5.2 複合條件下的礙航區表達
第7章 基於動態電子海圖的艦船航線分析技術
7.1 基於瞬時水深模型的航行可行性分析判斷方法
7.1.1 航線可行性分析數學模型
7.1.2 航線可行性分析計算方法
7.1.3 實例分析
7.2 基於瞬時水深模型的大型艦船乘潮進港分析方法
7.2.1 基於多波束數據的瞬時水深模型的構建
7.2.2 航線可行性測試
7.2.3 實例分析
7.3 基於瞬時水深模型的最短時間航線自動生成方法
7.3.1 基於瞬時水深模型的礙航區提取及航線可行性分析
7.3.2 最短時問路徑搜尋及最佳化
7.3.3 實例分析
7.4 多動態要素複合條件下的最短時間航線生成方法
7.4.1 複合條件下多動態要素對航線的影響機制
7.4.2 最短時間航線計算方法上的改進策略
7.4.3 實例分析
第8章 航線自動生成的發展方向及展望
8.1 航線自動生成的發展方向
8.1.1 高安全性的需求
8.1.2 高經濟性的需求
8.2 航線自動生成面臨的挑戰
8.2.1 理論技術上的挑戰
8.2.2 實際套用上的挑戰
8.3 需要進一步突破的關鍵技術問題
8.3.1 高精度的靜態水深模型
8.3.2 準確的動態信息
8.3.3 更有效的航線分析算法
8.3.4 特殊影響因素的分析
8.4 結束語
主要參考文獻
