数字三峡与船舶过闸的应用研究

摘要

随着三峡河段通航能力的日益增强,航运效益的日益显著,三峡水域需要运用更多的科技手段强化过程监管,提高对事故及险情的预控能力以及快速反应和处理能力,确保日益繁忙的三峡河段通航安全。三峡坝区地形结构复杂,而且三峡大坝建成后上下游之间水位落差最高达113米,船舶通行需通过采用了双线五级过闸方式的三峡永久船闸来跨越这一水位落差。因此,本文针对三峡坝区的特点进行了数字三峡与船舶过闸可视化的应用研究及系统的开发实现,为三峡坝区的三维数字航道建设提供基础场景与技术支持。为逼真再现三峡坝区的三维景观,同时可基于真实三维数据进行船舶过闸的应用,本文的主要工作有以下几个方面:
　　(1)首先选择利用成熟的三维GIS技术,完成三峡坝区(100平方公里)三维虚拟场景空间数据的制作,并且针对三峡坝区的特点,对船舶过闸的三维模型进行研究。
　　(2)应用基于组件技术的ActiveB3D控件实现的三维GIS综合应用系统,从航道数据的生成、处理、组织与管理、可视化、分析应用等多方面,完成了数字三峡的建设。
　　(3)在可视化开发环境Visual C++中对三维GIS综合应用系统进行船舶过闸功能的二次开发,结合数字三峡及数据库建设,首先实现船舶的动态监控功能,然后结合船闸集控数据库,初步实现了能够与二维电子航道图系统同步的船舶通过三峡永久船闸的实时动态监控。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 本文所作工作及论文结构安排

第2章 基础理论与关键技术

2.1 电子海图(航道图)技术

2.2 三维GIS技术

2.2.1 地理信息系统

2.2.2 三维GIS技术

2.3 3S技术及其应用

2.3.1 GIS在航道领域的应用

2.3.2 GPS在航道领域的应用

2.3.3 RS在航道领域的应用

2.4 三维GIS综合应用系统的开发

2.4.1 三维GIS系统的开发方式

2.4.2 组件式GIS技术

2.4.3 基于ActiveB3D控件的开发

2.5 船舶运动轨迹中的Hermite样条插值

第3章 数字三峡应用系统的开发

3.1 数字三峡应用系统的整体架构

3.1.1 需求分析

3.1.2 整体架构

3.2 数字三峡空间数据的采集与处理

3.2.1 坝区自然地形、地貌的生成

3.2.2 坝区三维模型的创建

3.3 数据库管理

3.3.1 海量三维空间数据的组织与管理

3.3.2 属性数据库管理

3.3.3 船闸集控专题数据库管理

3.4 三维GIS综合应用系统

3.4.1 三维空间数据处理子系统

3.4.2 三维可视化地理信息子系统

3.4.3 三维动态数据处理子系统

3.4.4 三维场景的应用模式

3.5 船舶过闸

3.5.1 三峡船闸控制系统及过闸流程

3.5.2 船舶的动态监控

3.5.3 船舶过闸三维可视化

第4章 数字三峡船舶过闸系统的实现

4.1 系统硬件平台及相关软件的选择

4.2 系统实现效果

4.2.1 数字三峡

4.2.2 船舶过闸

第5章 总结与展望

5.1 本课题的研究成果

5.2 对未来工作的展望

参考文献

致谢

研究生履历