[发明专利]一种基于多尺度海图数据的海底地形模拟仿真方法

说明书

本发明涉及一种基于多尺度海图数据的海底地形模拟仿真方法，其主要技术特点:估算多尺度海图数据的最佳比例尺；根据待查询的地理空间范围计算关联海图数据；抽取水深点和陆地区；海底地形规则格网插值与海陆拼接；使用色带配色方法构建海陆立体渲染图。本发明设计合理，以海图数据为基础实现海底地形模拟仿真，在数据获取方面更加简易；通过多尺度数据的组合，能够灵活适应海图分幅的不规律特征；通过最佳比例尺估算，可以在效果和效率方面取得较好的平衡；在海底地形和陆地地形的拼接之后，以统一色带进行渲染，具有美观高效的效果。

技术领域

本发明属于海洋测绘技术领域，尤其是一种基于多尺度海图数据的海底地形模拟仿真方法。

背景技术

海底地形模拟仿真对于海洋研究和开发利用具有十分重要的意义。由于保密原因，水深测量原始数据难以获得，国际上公开的海底地形规则格网数据在分辨率和精度方面存在不足，无法满足多样化应用需求。与地形图数据相比，电子海图数据在经纬度范围和比例尺等方面具有不规则性，根据用途(通常分为：概览、一般、近海、沿岸、港口、锚泊)、航行区域和资料掌握情况等因素综合确定。同一用途的电子海图涉及多个不同比例尺，具有一定的比例尺区间范围，不同数据之间可能存在空间上的重叠压盖；除“概览”和“一般”用途外，同一用途的电子海图无法实现空间连续覆盖。如何利用现有海图数据实现海底地形模拟仿真功能，必须要解决如下两个难题：

1、用户需求区域覆盖。用户对海底地形数据的需求范围往往涵盖多个海图数据，而且有可能需要多个不同用途海图数据才能完全覆盖，必须通过一定的策略抽取关联数据，既要满足用户需求，又不能有重叠数据。

2、效果和效率的平衡。用户希望提高三维模拟仿真的精细度，但是越精细就要求参与计算的水深点越多，对计算能力要求越高，同时响应时间也会越长。

专利文献(公开号为CN103456041A)公开了一种基于S-57电子海图数据的三维地形和雷达地形生成方法，提取的是海图等高线作为岸上DEM数据处理和制作来源，其模拟仿真的精度不高。另有文献“基于S57标准的电子海图三维可视化”可以建立海道数据三维可视化模型，但是其未考虑多尺度数据之间的关系，因此其处理效率不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于多尺度海图数据的海底地形模拟仿真方法，其利用多尺度海图数据，突破了“最佳比例尺估算”和“关联数据抽取”两个核心问题，达到“用户需求覆盖”和“效果和效率的平衡”效果，解决了海底地形模拟仿真精细度不足的问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于多尺度海图数据的海底地形模拟仿真方法，包括以下步骤：

步骤1、估算多尺度海图数据的最佳比例尺；

步骤2、根据待查询的地理空间范围计算关联海图数据；

步骤3、抽取水深点和陆地区；

步骤4、海底地形规则格网插值与海陆拼接；

步骤5、使用色带配色方法构建海陆立体渲染图。

进一步，所述步骤1的具体方法包括以下步骤：

⑴用户输入待查询的地理空间范围TargetRect；

⑵计算TargetRect的实地面积T，水深点处理限额估算为MaxCount，水深间隔整体平均估算值D；

⑶估算单个水深点的平均占用面积A，A＝T/MaxCount；

⑷估算的最佳比例尺分母为M，M＝Sqrt(A)/D。

进一步，所述步骤2的具体处理方法包括以下步骤：