CN103955932B - 一种不漏水深浅点的海图水深自动选取方法 - Google Patents
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Abstract
一种不漏水深浅点的海图水深自动选取方法，包括以下步骤：读入待选取区域范围之外的已有海图水深点，并用逐点插入法建立起初始的Delaunay水深三角网；读入待选取区域范围之内的资料图上的所有水深点作为待选点，并将待选点与已建立的初始水深三角网放在一起进行分析；分析加入待选点后的各三角形内部是否存在水深漏浅情况；针对某些三角形的边长即水深点的间隔超出航海图编绘规范要求的情形，选取距三角形外接圆圆心最近的待选点，重新优化局部三角网，直至所选水深点间隔不超出规范要求为止。本方法通过三角形内最浅水深来控制水深选取的安全性，可保证综合区域内不存在水深漏浅情况，并通过计算机自动作业大幅度地提高水深选取的效率。
Description
技术领域
本发明涉及海洋测绘技术领域，尤其涉及一种不漏水深浅点的海图水深自动选取方法。
背景技术
水深是海图的基本要素，是舰船、潜艇等海上航行决策分析的重要依据。水深选取的质量将直接影响到海上航行的安全。
当前，海图制图综合的水深注记选取，是由作业人员依据航海图编绘规范的要求，采用手工方式进行的。水深选取的质量高低，在很大程度上依赖于作业人员的业务水平和细致程度。如果作业人员的业务水平有限或不够细致，就有可能在水深选取时遗漏水深浅点。尽管实际的水深选取中，还会有校对、验收等多级检查，但无法彻底解决水深选取时不漏水深浅点这一问题。这种水深浅点的遗漏，会对舰船的航行安全构成潜在的威胁。另一方面，海图上大量水深依靠手工来逐一分析并选取的作业方式，效率低下。因此，如何在保证不漏水深浅点的前提下，利用计算机实现海图水深注记的自动选取，一直是海图制图综合中亟待解决的核心问题。
针对海图制图综合中的水深自动选取，国内外不少专家、学者对此进行了研究。Zoraster将水深分为首选水深、背景水深和限定水深，并在进行海底地形分区的基础上，依重要性顺序进行选取优化。Loomis在建立不规则三角网（TIN）的基础上，使用预定的选取标准实现水深综合。汤勤通过布置菱形网、划分子区、开方根规律决定应选水深数目等策略，对航海图海底地形自动综合进行了探讨。许海涛也通过构建TIN，采用简化和直接生成法，进行了筛选水深的研究。朱颖、陆毅、刘颖等基于水深点群，从水深点选取的基本原则出发，在对海底地形进行识别、量测的基础上，对数字海图水深的自动综合进行较为系统的研究。王家耀和田震根据层次信息模型，结合人工神经元网络理论，提出了海图水深综合的人工神经元网络方法。高王军利用双向缓冲区算法，探索了海图水深注记的自动综合方法。
以往的方法，基本上都是依据水深选取作业要求，通过计算机模仿人脑思维模式进行的。但以往方法未能针对实际中各类错综复杂的水深选取情形，将制图人员避免遗漏水深浅点的思维与做法总结、提炼成为一个简明、实用的方法。
发明内容
为了克服传统水深选取方法存在的上述问题，本发明提供了一种海图制图综合中不漏水深浅点的水深自动选取方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种不漏水深浅点的海图水深自动选取方法，包括以下步骤：
a、在编绘的海图上确定待进行水深选取的区域范围，在计算机内输入水深待选取区域的边界点平面坐标；
b、读入海图上待选取区域范围以外的已有水深点的平面位置信息和深度信息；
c、利用已有水深点，采用逐点插入法构建初始的Delaunay水深三角网，并建立初始的三角形集合；
d、读入水深待选取区域范围之内的资料图上所有水深点的平面位置信息和深度信息，作为待选点；
e、利用待选点水深，分析三角形集合内的三角形是否出现漏浅的情形，若某个三角形内出现漏浅的情形，则进入步骤(f)；反之，则继续分析下一个三角形是否出现漏浅的情形，直至三角形集合内的所有三角形均不出现漏浅的情形，进入步骤(g)；
f、从位于三角形内的待选水深点中，选取一个水深最浅的待选点，插入三角形，局部重构三角网，动态更新三角形集合，然后重复步骤(e)；
g、分析三角形集合内三角形的边长即水深点间隔是否超出海图编绘规范要求，若某个三角形的边长超出规范要求，则进入步骤(h)，反之则继续分析下一个三角形，直至三角形集合的所有三角形的边长均符合规范要求为止，则进入步骤(i)；
h、在保证水深不漏浅的前提下，从位于三角形外接圆域内的未选取的待选点中，选取距离三角形外接圆圆心最近的待选点，插入三角网并局部重构三角网，动态更新三角形集合，然后重复步骤(g)；
i、输出选取出的待选点的平面位置信息和深度信息。
所述步骤e中，判断是否存在漏浅情形的方法为：遍历位于该三角形内的所有待选点，循环比较待选点的水深值是否浅于三角形三个顶点处的最小水深，若其中存在一个或多个待选点的水深值浅于三角形三个顶点处最小水深，则为该三角形发生水深漏浅，反之则该三角形未发生水深漏浅。
所述步骤(g)中，判断某个三角形边长是否超出规范要求的方法为：根据该三角形三个顶点平面坐标，计算该三角形三条边的长度，判断三条边长度是否过大而超出航海图编绘规范要求，若三角形有任何一条边超出规范要求，则认为三角形边长超出规范要求；反之，则认为该三角形边长符合规范要求。
本发明的不漏水深浅点的海图水深自动选取方法，克服了海图水深综合中手工选取方法可能遗漏水深浅点和作业效率低下的不足，使用本方法能通过计算机作业自动选取出海图水深注记点，在提高作业效率的同时，能保证水深点的选取不会遗漏浅点水深且水深点间隔满足航海图编绘规范要求。
附图说明
图1是本发明实现不漏水深浅点的海图水深自动选取的主流程框图。
图2是本发明判断三角形内是否出现水深漏浅情形的流程框图。
图3是本发明判断三角形边长即水深点间隔是否超出规范要求的流程框图。
具体实施方式
本发明不漏水深浅点的海图水深自动选取方法的实现过程是采用计算机实现不漏水深浅点的海图水深自动选取。假设海图制图综合中有某区域（水深待选取区域）需进行水深选取，利用综合区域之外已有的水深点和需要综合的区域之内资料图水深点，采用本发明方法进行水深自动选取，包括以下步骤，如图1所示：
步骤a，在编绘的海图上确定待进行水深选取区域的范围，在计算机内输入水深待选取区域的边界点平面坐标()；
步骤b，读入位于区域范围以外的已有的水深点的平面坐标和深度值()；
步骤c，用逐点插入法构建初始的Delaunay水深三角网，并形成三角形集合()；
步骤d，读入位于区域范围内的资料图上的水深点的平面坐标和深度值()，作为待选点；
步骤e，判断三角形集合中的各三角形()是否出现漏浅的情形。若其中第个三角形出现漏浅的情形，进入步骤f，遍历位于该三角形内的所有待选点，从中选取出一个水深最浅的待选点，插入三角形，局部重构三角网，并动态更新三角形集合。继续判断三角形集合中的三角形是否出现漏浅的情形，直到三角形集合内的所有三角形均不出现漏浅的情形为止，进入步骤g。这里，判断三角形内是否出现漏浅情况的具体步骤如下：
如图2所示，首先输入此三角形三个顶点的平面坐标、、和深度信息、、，并得到三个顶点处水深的最浅值，再输入位于此三角形内部所有待选点的平面位置信息和深度信息，然后循环遍历这些待选点，判断各点的深度值与大小关系。若存在某待选点的深度值，则表明该三角形内出现漏浅的情形，反之则表明该三角形不存在漏浅的情况。
步骤f，从位于三角形内的待选水深点中，选取一个水深最浅的待选点，插入三角形，局部重构三角网，动态更新三角形集合，然后重复步骤(e)；
步骤g，判断三角形集合中的三角形()边长即水深点间隔是否超出规范要求。若其中第个三角形的某条边长度超出规范要求，则遍历位于三角形外接圆域内的待选点，从中选取出一个距离三角形外接圆圆心最近的待选点，插入三角形，局部重构三角网，并动态更新三角形集合。继续判断三角形集合中的各三角形边长是否超出规范要求，直至三角形集合内的所有三角形边长不超出规范规范要求为止，进入步骤h。这里，判断三角形边长是否超出航海图编绘规范要求的具体步骤如下：
如图3所示，首先输入三角形三个顶点的平面坐标、、，计算三角形的三条边的长度、、，判断、、是否超出规范要求。若、、中任意一个大于规范要求的水深间隔数值，则表明三角形边长超出规范要求，反之表明该三角形边长符合规范要求。
步骤h，在保证水深不漏浅的前提下，从位于三角形外接圆域内的未选取的待选点中，选取距离三角形外接圆圆心最近的待选点，插入三角网并局部重构三角网，动态更新三角形集合，然后重复步骤(g)；
步骤i，输出选取出的待选点平面坐标和深度值，作为海图水深综合作业的结果。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种不漏水深浅点的海图水深自动选取方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、在编绘的海图上确定待进行水深选取的区域范围，在计算机内输入水深待选取区域的边界点平面坐标；
b、读入海图上待选取区域范围以外的已有水深点的平面位置信息和深度信息；
c、利用已有水深点，采用逐点插入法构建初始的Delaunay水深三角网，并建立初始的三角形集合；
d、读入水深待选取区域范围之内的资料图上所有水深点的平面位置信息和深度信息，作为待选点；
e、利用待选点水深，分析三角形集合内的三角形是否出现漏浅的情形，若某个三角形内出现漏浅的情形，则进入步骤f；反之，则继续分析下一个三角形是否出现漏浅的情形，直至三角形集合内的所有三角形均不出现漏浅的情形，进入步骤g；
f、从位于三角形内的待选水深点中，选取一个水深最浅的待选点，插入三角网，局部重构三角网，动态更新三角形集合，然后重复步骤e；
g、分析三角形集合内三角形的边长即水深点间隔是否超出海图编绘规范要求，若某个三角形的边长超出规范要求，则进入步骤h，反之则继续分析下一个三角形，直至三角形集合的所有三角形的边长均符合规范要求为止，则进入步骤i；
h、在保证水深不漏浅的前提下，从位于三角形外接圆域内的未选取的待选点中，选取距离三角形外接圆圆心最近的待选点，插入三角网并局部重构三角网，动态更新三角形集合，然后重复步骤g；
i、输出选取出的待选点的平面位置信息和深度信息。
2.根据权利要求1所述的一种不漏水深浅点的海图水深自动选取方法，其特征在于：所述步骤e中，判断是否存在漏浅情形的方法为：遍历位于该三角形内的所有待选点，循环比较待选点的水深值是否浅于三角形三个顶点处的最小水深，若其中存在一个或多个待选点的水深值浅于三角形三个顶点处最小水深，则为该三角形发生水深漏浅，反之则该三角形未发生水深漏浅。
3.根据权利要求1所述的一种不漏水深浅点的海图水深自动选取方法，其特征在于：所述步骤g中，判断某个三角形边长是否超出规范要求的方法为：根据该三角形三个顶点平面坐标，计算该三角形三条边的长度，判断三条边长度是否过大而超出航海图编绘规范要求，若三角形有任何一条边超出规范要求，则认为三角形边长超出规范要求；反之，则认为该三角形边长符合规范要求。
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