CN106777917A - 水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，包括以下步骤：S1、根据雷达的位置，结合不同水工建筑物遮蔽区的特征，建立雷达遮蔽区的表达方法；S2、根据得到的表达方法，结合当前雷达遮蔽区的数量和规则性，计算当前雷达遮蔽区的表达方法；S3、根据当前雷达遮蔽区的表达方法，对雷达遮蔽区进行二维可视化处理和三维可视化处理；S4、对可视化处理的雷达遮蔽区，计算雷达遮蔽区的尺度影响程度、对通航要素的影响程度、永久化程度和补偿程度，根据计算结果评价雷达遮蔽区的影响。本发明可以解决目前雷达遮蔽区检测困难且结果不精确的问题，并且对雷达遮蔽区进行影响评价，对遮蔽区进行优化改善。

Description

水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法。

背景技术

目前，对雷达遮蔽区域的算法种类繁多，但常规雷达盲区检测的方法耗时耗力且难以全面掌握问题的解决方案。在现实生活中，对雷达遮蔽区的检测是在考虑雷达和遮蔽物不动的情况下测得的，但是，由于外界因素经常改变，所以其两者的位置也会随之改变，则会产生不同的盲区区域，数据存在误差比较大，而且所采用的方法基本为整体分析法，数据庞大且难以计算，无法做到可视化效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中雷达盲区检测的方法耗时耗力且难以全面掌握问题的缺陷，提供一种水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，包括以下步骤：

S1、根据雷达的位置和高度，并结合不同水工建筑物的特征，将雷达遮蔽区分为两类，包括有限三维遮蔽区和无限三维遮蔽区,并分别建立遮蔽区的表达方法；

S2、结合当前雷达遮蔽区的数量和规则性，解算当前雷达遮蔽区，并采用表达方法进行表达；

S3、根据解算得到的雷达遮蔽区的结果，对雷达遮蔽区进行二维可视化处理和三维可视化处理；

S4、对可视化处理的雷达遮蔽区，量化雷达遮蔽区的尺度影响程度、对通航要素的影响程度、永久化程度和补偿程度，并进行计算后得到总体评价结果，最后根据计算结果评价雷达遮蔽区的影响程度。

进一步地，本发明的步骤S1中限三维遮蔽区的表达方法为：

有限三维遮蔽区是指当水工建筑物高度低于雷达天线高度时，所形成的三维遮蔽区是封闭的；根据建筑物本身是否对雷达电磁波形成连续遮蔽，将有限三维遮蔽区进一步分为有限连续三维遮蔽区和有限不连续三维遮蔽区；

(1)有限连续三维遮蔽区用A(x,y,z)来表达，引入雷达遮蔽区边界算法，取雷达坐标(x₀,y₀,h)，假设存在遮蔽始面A¹，边界符合函数关系F(x,y,z)＝0，取其上一点a₁(x₁,y₁,z₁)，雷达发射线经过该点的迹线可表示为：

则遮蔽区域的边界面为：

则有限连续三维遮蔽区A(x,y,z)在面A²：z＝0和面A¹：F(x,y,z)＝0之间；

(2)有限不连续三维遮蔽区用B(x_i,y_i,n,z₀,z₁，…，z_n)来表示，引入雷达遮蔽区多元组法，取雷达坐标B：(0,0,h)，遮蔽区域在水平投影面上任意一点的坐标为(x_i,y_i)，遮蔽高度为B_in；

遮蔽始面B¹：F(x,y,z)＝0和面：y·x_i-xy_i＝0交线的端点B_n：上，共有n个坐标点，n有限；

根据方程得到z_n；

则有限连续三维遮蔽区中，点(x_i,y_i)的遮蔽高度为间段的区间(z₀,z₁)，(z₂,z₃)，…,(z_n-1,z_n)。

进一步地，本发明的步骤S1中无限三维遮蔽区的表达方法为：

无限三维遮蔽区是指当水工建筑物高度高于雷达天线高度时，所形成的三维遮蔽区不是封闭的，而是沿雷达电磁波发射方向无限延伸的；根据建筑物本身是否对雷达电磁波形成连续遮蔽，将无限三维遮蔽区进一步分为无限连续三维遮蔽区和无限不连续三维遮蔽区；

(1)无限连续三维遮蔽区用C(x,y,z)来表达，引入雷达遮蔽区边界算法，取雷达坐标(x₀,y₀,h)，假设存在遮蔽始面C¹，边界符合函数关系F(x,y,z)＝0；

雷达的量程是有限的，雷达探测的覆盖水域范围是以雷达坐标为中心，以其最大量程为直径的一个圆，表达为超出雷达量程的水域范围不予考虑；即无限连续三维遮蔽区可以转换为有限连续的三维遮蔽区；

则无限连续三维遮蔽区C(x,y,z)在面C²：z＝0和面C¹：F(x,y,z)＝0之间，且在水域范围内；

(2)无限不连续三维遮蔽区用D(x_i,y_i,n,z₀,z₁，…，z_n)来表示；其中，(x_i,y_i)应满足即转换为有限不连续三维遮蔽区的表达方法；

则无限不连续三维遮蔽区中，点(x_i,y_i)的遮蔽高度为间段的区间(z₀,z₁)，(z₂,z₃)，…,(z_n-1,z_n)。

进一步地，本发明的步骤S2中计算当前雷达遮蔽区的方法包括整体计算法、分块计算法和网格计算法，具体为：

对于单个规则的水工建筑物，选择整体计算法；

对于多个规则的水工建筑物，选择分块计算法，然后对每个单独的遮蔽区域进行整体计算法，取计算结果的并集用于表示该表达方法；

对于不规则的水工建筑物，选择网格计算法，然后对每个单独的遮蔽区域进行整体计算法，取计算结果的并集用于表示该表达方法。

进一步地，本发明的整体计算法的过程为：过原点O作一条射线OH，过该射线OH作Z＝0的垂面M，垂面M与建筑物相交于某一截面，取截面上高程最高的一点P，连结点P与雷达天线发射点O₁,构成直线PO₁，在直角梯形OHPO₁，由相似三角形原理可求得OH上所有点的遮蔽高度；将OH每隔一定角度进行旋转，可得遮蔽区内所有点的遮蔽高度。

进一步地，本发明的步骤S3中进行二维可视化处理的方法为：

确定遮蔽区的地理范围，根据其大小创建一个能包围该遮蔽范围的矩形R，制作出包含矩形R、水工建筑物、雷达三者的地图；将矩形R划分成m×n的网格，将Matlab和ARCGIS的坐标系统一，运用Matlab计算出矩形R范围内的遮蔽高度z_i，即遮蔽区以m×n个坐标点(x_i,y_i,z_i)表示，矩形R中不存在遮蔽的网格高度z_i＝0；将计算结果数据整合于ARCGIS工作平台中，筛去(x_i,y_i,0)的坐标点，创建雷达遮蔽区范围及遮蔽高度数据库；将矩形R中保留的网格数据z_i根据平面坐标系(x_i,y_i)一一对应显示在ARCGIS地图上，在显示z_i的基础上进行数据大小等级的划分并以不同颜色表示，统计出雷达遮蔽区域范围及遮蔽高度。

进一步地，本发明的步骤S3中进行三维可视化处理的方法为：

在雷达遮蔽区的三维建模基础上，以海事雷达为基点进行建模，根据建筑物和研究水域的俯视图测量出关键点与海事雷达的相对坐标(x,y)，以高程基准面为水平面，测出遮蔽区的建筑物网格点的高程值z；根据网格点坐标(x,y,z)依次对遮蔽区的建筑物和雷达进行建模，并将建筑物与一个全泛方向导向器绑定；转换为可编辑多边形后，在移动变换工具中输入精确值(x,y,z)来确定模型的准确位置；设置粒子发射源，进行仿真；模型创建完毕后，在雷达位置放置用来仿真雷达电磁波传播、一次可发射多个粒子的粒子流源；在粒子扩散范围内的不同位置设置垂直于高程基准面的挡板来截获粒子，粒子属性设置为在沿直线扩散的过程中遇到底图、挡板及建筑物模型即停留在被拦截处，通过被拦截粒子的分布范围、高度来实现三维可视化。

进一步地，本发明的步骤S4中评价雷达遮蔽区的影响的方法为：

可视化得到遮蔽区的面积和高度，记尺度影响程度Ω为船体水线上高度与遮蔽区高度比值；若雷达遮蔽区内船舶流量大于50艘/天或遮蔽面积占监控水域面积20％以上，视为对通航要素的影响程度较大，否则视为影响程度较小；若雷达位置、建筑物位置以及通航水域位置不变，视为雷达的遮蔽影响永久化；若雷达的遮蔽影响可通过AIS、CCTV监控等措施进行补偿，则视为可补偿；

雷达遮蔽区的尺度影响程度为Ω，Ω≤10％，记分值为1；10％≤Ω≤40％，记分值为0；Ω≥40％，记分值为-1；

雷达遮蔽区对通航要素的影响程度较大，记分值为-1；影响程度较小，记分值为1；

雷达遮蔽区的永久化程度，永久记分值为-1；不永久，记分值为1；

雷达遮蔽区的补偿程度，可补偿，记分值为1；不可补偿，记分值为-1；

取4项的分值和，对雷达遮蔽区做出评价，若得分为负，则雷达遮蔽区的影响大；若得分为0，则雷达遮蔽区的影响中等；若得分为正，则雷达遮蔽区的影响小。

本发明产生的有益效果是：本发明的水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，能够准确的建立雷达遮蔽区的表达模型，并将其进行可视化处理，能够方便快捷的统计出雷达遮蔽区的范围及遮蔽高度，并计算相应的影响因子对其影响进行评价；该方法可以解决目前雷达遮蔽区检测困难且结果不精确的问题，并且对雷达遮蔽区进行影响评价，对遮蔽区进行优化改善。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的方法流程图；

图2是本发明实施例的有限连续三维遮蔽区表达原理图；

图3是本发明实施例的有限不连续三维遮蔽区表达原理图；

图4是本发明实施例的无限连续三维遮蔽区表达原理图；

图5是本发明实施例的无限不连续三维遮蔽区表达原理图；

图6是本发明实施例的影响评价方法图；

图7是本发明实施例的相对位置关系图

图8是本发明实施例的matlab二维可视化结果图；

图9是本发明实施例的3DMAX三维可视化结果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例的工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，在一种水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域影响下，对雷达遮蔽区域建立数学模型，并且提供一种雷达遮蔽区域表达方法，对雷达遮蔽区域采用合理的方法进行计算，运用软件对其计算结果进行可视化表达，对此可视化结果评价分析，满意则得出评估报告、结论，不满意则对雷达遮蔽区域的计算模型和表达模型进行优化，继续上一步操作，完成整个流程。

该方法包括以下步骤：

S1、根据雷达的位置和高度，并结合不同水工建筑物的特征，将雷达遮蔽区分为两类，包括有限三维遮蔽区和无限三维遮蔽区,并分别建立遮蔽区的表达方法；

有限三维遮蔽区是指当水工建筑物高度低于雷达天线高度时，所形成的三维遮蔽区是封闭的。根据建筑物本身是否对雷达电磁波形成连续遮蔽，将有限三维遮蔽区进一步分为有限连续三维遮蔽区和有限不连续三维遮蔽区。

(1)如图2所示，有限连续三维遮蔽区的建立方法为：

有限连续三维遮蔽区用A(x,y,z)来表达，引入雷达遮蔽区边界算法，取雷达坐标(x₀,y₀,h)，假设存在遮蔽始面A¹，边界符合函数关系F(x,y,z)＝0，取其上一点a₁(x₁,y₁,z₁)，雷达发射线经过该点的迹线可表示为：

则遮蔽区域的边界面为：

则有限连续三维遮蔽区A(x,y,z)在面A²：z＝0和面A¹：F(x,y,z)＝0之间。

(2)如图3所示，有限不连续三维遮蔽区的建立方法为：

有限不连续三维遮蔽区用B(x_i,y_i,n,z₀,z₁，…，z_n)来表示，引入雷达遮蔽区多元组法，取雷达坐标B：(0,0,h)，遮蔽区域在水平投影面上任意一点的坐标为(x_i,y_i)，遮蔽高度为B_in；

遮蔽始面B¹：F(x,y,z)＝0和面：y·x_i-xy_i＝0交线的端点B_n：上，共有n个坐标点，n有限；

根据方程得到z_n；

则有限连续三维遮蔽区中，点(x_i,y_i)的遮蔽高度为间段的区间(z₀,z₁)，(z₂,z₃)，…,(z_n-1,z_n)。

无限三维遮蔽区是指当水工建筑物高度高于雷达天线高度时，所形成的三维遮蔽区不是封闭的，而是沿雷达电磁波发射方向无限延伸的。根据建筑物本身是否对雷达电磁波形成连续遮蔽，将无限三维遮蔽区进一步分为无限连续三维遮蔽区和无限不连续三维遮蔽区：

(1)如图4所示，无限连续三维遮蔽区的建立方法为：

无限连续三维遮蔽区用C(x,y,z)来表达，引入雷达遮蔽区边界算法，取雷达坐标(x₀,y₀,h)，假设存在遮蔽始面C¹，边界符合函数关系F(x,y,z)＝0。

雷达的量程是有限的，雷达探测的覆盖水域范围是以雷达坐标为中心，以其最大量程为直径的一个圆，表达为超出雷达量程的水域范围不予考虑。即无限连续三维遮蔽区可以转换为有限连续的三维遮蔽区。

则无限连续三维遮蔽区C(x,y,z)在面C²：z＝0和面C¹：F(x,y,z)＝0之间，且在水域范围内。

(2)如图5所示，无限不连续三维遮蔽区的建立方法为：

无限不连续三维遮蔽区用D(x_i,y_i,n,z₀,z₁，…，z_n)来表示。其中，(x_i,y_i)应满足即转换为有限不连续三维遮蔽区的表达方法。

则无限不连续三维遮蔽区中，点(x_i,y_i)的遮蔽高度为间段的区间(z₀,z₁)，(z₂,z₃)，…,(z_n-1,z_n)。

S2、根据得到的遮蔽区域表达方法，结合当前雷达遮蔽区的数量和规则性，计算当前雷达遮蔽区的表达方法；

计算当前雷达遮蔽区的方法包括整体计算法、分块计算法和网格计算法，具体为：

对于单个规则的水工建筑物，选择整体计算法。整体计算法说明如下：过原点O作一条射线OH，过该射线OH作Z＝0的垂面M，垂面M与建筑物相交于某一截面，取截面上高程最高的一点P，连结点P与雷达天线发射点O₁,构成直线PO₁，在直角梯形OHPO₁，由相似三角形原理可求得OH上所有点的遮蔽高度。将OH每隔一定角度进行旋转，可得遮蔽区内所有点的遮蔽高度；

对于多个规则的水工建筑物，选择分块计算法，然后对每个单独的遮蔽区域进行整体计算法，取计算结果的并集用于表示该表达方法；

对于不规则的水工建筑物，选择网格计算法，然后对每个单独的遮蔽区域进行整体计算法，取计算结果的并集用于表示该表达方法。网格计算法说明如下：将研究水域和建筑物进行网格划分。取研究水域网格中心点坐标H(a,b),则OH的直线方程为y＝b/ax，与建筑物的若干网格(n个)相交。

以某一单个网格为例，判断水平线与网格相交是与两条相邻边相交还是与平行线相交方法：令y＝y₁,得x₁,判断(x₁,y₁)是否为网格点，若不是，则令y＝y₁,若得出x₂在该单个网格范围内，则为平行相交线，若超出该单个网格范围，则为相邻线，令x等于该单个网格的右边线x值，求得y。

情况1：若为相交线，则只需比较相交两点的斜率；特别地，当存在一个恰为网格点的相交点时，计算方法同相交线情形。

情况2：若为平行线，则除比较相交两点的斜率外，还需比较直线OH与网格对角线的相交点的斜率。

确定相交点后，利用相似三角形求得相交点对应的高程，比较斜率大小确定该单个网格的垂直遮蔽线。确定n个所有相交网格的垂直遮蔽线后，比较斜率大小，确定与直线OH垂直的决定研究水域遮蔽高度的垂直遮蔽线(即斜率最大的那条直线)。之后再利用相似三角形求得遮蔽高度。便利于研究水域内的网格，得出研究水域范围内的遮蔽高度。

S3、根据当前雷达遮蔽区的表达模型，对雷达遮蔽区进行二维可视化处理和三维可视化处理；

二维可视化方法，首先确定遮蔽区的地理范围，根据其大小创建一个能包围该遮蔽范围的矩形R，制作出包含矩形R、水工建筑物、雷达三者的地图；将矩形R划分成m×n的网格，将Mat lab和ARCGIS的坐标系统一，运用Mat lab计算出矩形R范围内的遮蔽高度z_i，即遮蔽区以m×n个坐标点(x_i,y_i,z_i)表示，矩形R中不存在遮蔽的网格高度z_i＝0；将计算结果数据整合于ARCGIS工作平台中，筛去(x_i,y_i,0)的坐标点，创建雷达遮蔽区范围及遮蔽高度数据库；将矩形R中保留的网格数据z_i根据平面坐标系(x_i,y_i)一一对应显示在ARCGIS地图上，在显示z_i的基础上进行数据大小等级的划分并以不同颜色表示，统计出雷达遮蔽区域范围及遮蔽高度。

三维可视化方法主要是利用3维软件建立建筑物及雷达模型。在雷达遮蔽区的三维建模基础上，以海事雷达为基点进行建模，根据建筑物和研究水域的俯视图测量出关键点与海事雷达的相对坐标(x,y)，以高程基准面为水平面，测出遮蔽区的建筑物网格点的高程值z；根据网格点坐标(x,y,z)依次对遮蔽区的建筑物和雷达进行建模，并将建筑物与一个全泛方向导向器绑定；转换为可编辑多边形后，在移动变换工具中输入精确值(x,y,z)来确定模型的准确位置；设置粒子发射源，进行仿真；模型创建完毕后，在雷达位置放置用来仿真雷达电磁波传播、一次可发射多个粒子的粒子流源；在粒子扩散范围内的不同位置设置垂直于高程基准面的挡板来截获粒子，粒子属性设置为在沿直线扩散的过程中遇到底图、挡板及建筑物模型即停留在被拦截处，通过被拦截粒子的分布范围、高度来实现三维可视化。

S4、对可视化处理的雷达遮蔽区，计算雷达遮蔽区的尺度影响程度、对通航要素的影响程度、永久化程度和补偿程度，根据计算结果评价雷达遮蔽区的影响。

如图6所示，评价雷达遮蔽区的影响的方法为：

可视化得到遮蔽区的面积和高度，记尺度影响程度Ω为船体水线上高度与遮蔽区高度比值。若雷达遮蔽区内船舶流量大于50艘/天或遮蔽面积占监控水域面积20％以上，视为对通航要素的影响程度较大，否则视为影响程度较小。若雷达位置、建筑物位置以及通航水域位置不变，视为雷达的遮蔽影响永久化。若雷达的遮蔽影响可通过AIS、CCTV监控等措施进行补偿，则视为可补偿。

雷达遮蔽区的尺度影响程度为Ω，Ω≤10％，记分值为1；10％≤Ω≤40％，记分值为0；Ω≥40％，记分值为-1；

雷达遮蔽区对通航要素的影响程度较大，记分值为-1；影响程度较小，记分值为1；

雷达遮蔽区的永久化程度，永久记分值为-1；不永久，记分值为1；

雷达遮蔽区的补偿程度，可补偿，记分值为1；不可补偿，记分值为-1；

取4项的分值和，对雷达遮蔽区做出评价，若得分为负，则雷达遮蔽区的影响大；若得分为0，则雷达遮蔽区的影响中等；若得分为正，则雷达遮蔽区的影响小。

实例：

定量计算某水工建筑物(邮轮中心及候船楼)对雷达的遮蔽影响。具体参数如下：邮轮中心底面为一等腰直角三角形，其中底边200m，斜边282m。顶面为一等腰三角形斜面，长度相等的两条边边长205m，另一条边边长282m，顶面最高点高67.5m，最低点高16.62m。连接底面与斜面的为垂直水平面的垂面。侯船楼为长方体，长120m，宽48m，高20.3m。雷达站位于邮轮中心东北约900m处，雷达站与邮轮中心最高点连线方位角为052°，站址高度为30m。相对位置关系如图7所示。

邮轮中心和候船楼本身对雷达造成连续遮蔽影响，故形成的遮蔽区均连续。将邮轮中心分为A和B两个部分，A部分的高度小于30m，形成有限连续三维遮蔽区，B部分高度大于30m，形成无限连续三维遮蔽区。候船楼高度为20.3m，形成有限连续三维遮蔽区。由于水工建筑物形状规则，可采用整体计算法。首先统一高程基准面，建立坐标系O-XYZ，以雷达站基点为坐标原点O，过坐标原点O作一条射线OH，过该射线OH作Z＝0的垂面M，垂面M与建筑物相交于某一截面，取截面上高程最高的一点P，连结点P与雷达天线发射点O1,构成直线PO1，在直角梯形OHPO1，由相似三角形原理可求得OH上所有点的遮蔽高度。将OH每隔一定角度进行旋转，可得遮蔽区内所有点的遮蔽高度。结合实际研究水域，剔除陆地上的遮蔽区，结果如图8和图9所示。

该雷达遮蔽区已完全遮蔽过往船舶，尺度影响程度Ω≥40％，记分值为-1；该雷达遮蔽区内船舶流量大于50艘/天，对通航要素的影响程度较大，记分值为-1；该雷达位置、建筑物位置以及通航水域位置不变，遮蔽影响永久，记分值为-1。该雷达的遮蔽影响可通过AIS、CCTV监控等措施进行一定程度补偿，记分值为1。

综上，取4项的分值之和为-3，对雷达遮蔽区做出评价，则雷达遮蔽区的影响大。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据雷达的位置和高度，并结合不同水工建筑物的特征，将雷达遮蔽区分为两类，包括有限三维遮蔽区和无限三维遮蔽区,并分别建立遮蔽区的表达方法；

S2、结合当前雷达遮蔽区的数量和规则性，解算当前雷达遮蔽区，并采用表达方法进行表达；

S3、根据解算得到的雷达遮蔽区的结果，对雷达遮蔽区进行二维可视化处理和三维可视化处理；

S4、对可视化处理的雷达遮蔽区，量化雷达遮蔽区的尺度影响程度、对通航要素的影响程度、永久化程度和补偿程度，并进行计算后得到总体评价结果，最后根据计算结果评价雷达遮蔽区的影响程度。

2.根据权利要求1所述的水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，其特征在于，步骤S1中限三维遮蔽区的表达方法为：

有限三维遮蔽区是指当水工建筑物高度低于雷达天线高度时，所形成的三维遮蔽区是封闭的；根据建筑物本身是否对雷达电磁波形成连续遮蔽，将有限三维遮蔽区进一步分为有限连续三维遮蔽区和有限不连续三维遮蔽区；

(1)有限连续三维遮蔽区用A(x,y,z)来表达，引入雷达遮蔽区边界算法，取雷达坐标(x₀,y₀,h)，假设存在遮蔽始面A¹，边界符合函数关系F(x,y,z)＝0，取其上一点a₁(x₁,y₁,z₁)，雷达发射线经过该点的迹线可表示为：

$\left\{\begin{array}{c}z=z_0+\frac{z_1-z_0}{x_1-x_0}(x-x_0)\\ z=z_0+\frac{z_1-z_0}{y_1-y_0}(y-y_0)\end{array}\right.$

则遮蔽区域的边界面为：

$\left\{\begin{array}{c}F(x,y,z)=0\\ z=z_0+\frac{z_1-z_0}{x_1-x_0}(x-x_0)\\ z=z_0+\frac{z_1-z_0}{y_1-y_0}(y-y_0)\end{array}\right.$

则有限连续三维遮蔽区A(x,y,z)在面A²：z＝0和面A¹：F(x,y,z)＝0之间；

(2)有限不连续三维遮蔽区用B(x_i,y_i,n,z₀,z₁，…，z_n)来表示，引入雷达遮蔽区多元组法，取雷达坐标B：(0,0,h)，遮蔽区域在水平投影面上任意一点的坐标为(x_i,y_i)，遮蔽高度为B_in；

遮蔽始面B¹：F(x,y,z)＝0和面：y·x_i-xy_i＝0交线的端点B_n：上，共有n个坐标点，n有限；

根据方程得到z_n；

则有限连续三维遮蔽区中，点(x_i,y_i)的遮蔽高度为间段的区间(z₀,z₁)，(z₂,z₃)，…,(z_n-1,z_n)。

3.根据权利要求2所述的水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，其特征在于，步骤S1中无限三维遮蔽区的表达方法为：

无限三维遮蔽区是指当水工建筑物高度高于雷达天线高度时，所形成的三维遮蔽区不是封闭的，而是沿雷达电磁波发射方向无限延伸的；根据建筑物本身是否对雷达电磁波形成连续遮蔽，将无限三维遮蔽区进一步分为无限连续三维遮蔽区和无限不连续三维遮蔽区；

(1)无限连续三维遮蔽区用C(x,y,z)来表达，引入雷达遮蔽区边界算法，取雷达坐标(x₀,y₀,h)，假设存在遮蔽始面C¹，边界符合函数关系F(x,y,z)＝0；

雷达的量程是有限的，雷达探测的覆盖水域范围是以雷达坐标为中心，以其最大量程为直径的一个圆，表达为超出雷达量程的水域范围不予考虑；即无限连续三维遮蔽区可以转换为有限连续的三维遮蔽区；

则无限连续三维遮蔽区C(x,y,z)在面C²：z＝0和面C¹：F(x,y,z)＝0之间，且在水域范围内；

(2)无限不连续三维遮蔽区用D(x_i,y_i,n,z₀,z₁，…，z_n)来表示；其中，(x_i,y_i)应满足即转换为有限不连续三维遮蔽区的表达方法；

则无限不连续三维遮蔽区中，点(x_i,y_i)的遮蔽高度为间段的区间(z₀,z₁)，(z₂,z₃)，…,(z_n-1,z_n)。

4.根据权利要求1所述的水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，其特征在于，步骤S2中计算当前雷达遮蔽区的方法包括整体计算法、分块计算法和网格计算法，具体为：

对于单个规则的水工建筑物，选择整体计算法；

对于多个规则的水工建筑物，选择分块计算法，然后对每个单独的遮蔽区域进行整体计算法，取计算结果的并集用于表示该表达方法；

对于不规则的水工建筑物，选择网格计算法，然后对每个单独的遮蔽区域进行整体计算法，取计算结果的并集用于表示该表达方法。

5.根据权利要求4所述的水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，其特征在于，整体计算法的过程为：过原点O作一条射线OH，过该射线OH作Z＝0的垂面M，垂面M与建筑物相交于某一截面，取截面上高程最高的一点P，连结点P与雷达天线发射点O₁,构成直线PO₁，在直角梯形OHPO₁，由相似三角形原理可求得OH上所有点的遮蔽高度；将OH每隔一定角度进行旋转，可得遮蔽区内所有点的遮蔽高度。

6.根据权利要求1所述的水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，其特征在于，步骤S3中进行二维可视化处理的方法为：

确定遮蔽区的地理范围，根据其大小创建一个能包围该遮蔽范围的矩形R，制作出包含矩形R、水工建筑物、雷达三者的地图；将矩形R划分成m×n的网格，将Matlab和ARCGIS的坐标系统一，运用Matlab计算出矩形R范围内的遮蔽高度z_i，即遮蔽区以m×n个坐标点(x_i,y_i,z_i)表示，矩形R中不存在遮蔽的网格高度z_i＝0；将计算结果数据整合于ARCGIS工作平台中，筛去(x_i,y_i,0)的坐标点，创建雷达遮蔽区范围及遮蔽高度数据库；将矩形R中保留的网格数据z_i根据平面坐标系(x_i,y_i)一一对应显示在ARCGIS地图上，在显示z_i的基础上进行数据大小等级的划分并以不同颜色表示，统计出雷达遮蔽区域范围及遮蔽高度。

7.根据权利要求1所述的水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，其特征在于，步骤S3中进行三维可视化处理的方法为：

在雷达遮蔽区的三维建模基础上，以海事雷达为基点进行建模，根据建筑物和研究水域的俯视图测量出关键点与海事雷达的相对坐标(x,y)，以高程基准面为水平面，测出遮蔽区的建筑物网格点的高程值z；根据网格点坐标(x,y,z)依次对遮蔽区的建筑物和雷达进行建模，并将建筑物与一个全泛方向导向器绑定；转换为可编辑多边形后，在移动变换工具中输入精确值(x,y,z)来确定模型的准确位置；设置粒子发射源，进行仿真；模型创建完毕后，在雷达位置放置用来仿真雷达电磁波传播、一次可发射多个粒子的粒子流源；在粒子扩散范围内的不同位置设置垂直于高程基准面的挡板来截获粒子，粒子属性设置为在沿直线扩散的过程中遇到底图、挡板及建筑物模型即停留在被拦截处，通过被拦截粒子的分布范围、高度来实现三维可视化。

8.根据权利要求1所述的水工建筑物对海事交管雷达遮蔽区域计算和影响评价方法，其特征在于，步骤S4中评价雷达遮蔽区的影响的方法为：

可视化得到遮蔽区的面积和高度，记尺度影响程度Ω为船体水线上高度与遮蔽区高度比值；若雷达遮蔽区内船舶流量大于50艘/天或遮蔽面积占监控水域面积20％以上，视为对通航要素的影响程度较大，否则视为影响程度较小；若雷达位置、建筑物位置以及通航水域位置不变，视为雷达的遮蔽影响永久化；若雷达的遮蔽影响可通过AIS、CCTV监控等措施进行补偿，则视为可补偿；

雷达遮蔽区的尺度影响程度为Ω，Ω≤10％，记分值为1；10％≤Ω≤40％，记分值为0；Ω≥40％，记分值为-1；

雷达遮蔽区对通航要素的影响程度较大，记分值为-1；影响程度较小，记分值为1；

雷达遮蔽区的永久化程度，永久记分值为-1；不永久，记分值为1；

雷达遮蔽区的补偿程度，可补偿，记分值为1；不可补偿，记分值为-1；

取4项的分值和，对雷达遮蔽区做出评价，若得分为负，则雷达遮蔽区的影响大；若得分为0，则雷达遮蔽区的影响中等；若得分为正，则雷达遮蔽区的影响小。