三維數(shù)字航道平臺開發(fā)關鍵技術研究.pdf

1、內河航運作為國家戰(zhàn)略性基礎產(chǎn)業(yè)，是綜合運輸體系的重要組成部分，也是實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。而航道數(shù)字化是內河航運信息化的重要組成部分與發(fā)展趨勢，對內河航運的安全與高效管理有著舉足輕重的作用。論文以國家十二五科技支撐計劃課題“多體系協(xié)同集成的智能航運關鍵技術研究”為背景，通過對三維數(shù)字航道平臺體系的開發(fā)與應用，并結合航運相關標準與規(guī)范，重點研究了三維數(shù)字航道建模、可視化、航運監(jiān)控和航運預警等方面的關鍵技術，旨在尋求提高航運安

2、全與通航效率的數(shù)字航運體系。主要工作與研究成果如下:
　　對三維數(shù)字航道建模與可視化方法進行了研究，分別對航道三維地形、高清航拍影像、橋梁碼頭、航標燈塔、文字標注等航道相關要素，以及航道周邊的地形地物進行了三維建模與可視化?；贠SG與osgEarth等三維渲染引擎，詳細闡述了各類數(shù)據(jù)的建模與可視化方法，重點解決了地形、影像等海量數(shù)據(jù)切片存儲、實時載入與渲染等關鍵環(huán)節(jié)，同時對各種三維航道要素的集成可視化技術進行了探討，最終建立了以

3、長江上游江津至重慶航道為示范段的三維數(shù)字航道模型，實現(xiàn)了航道內外多種信息的融合顯示。
　　對通航水流條件進行了研究和探討，重點從航道水深、航道寬度、航道曲率半徑、跨江橋梁高度、流場分布等幾個方面討論了內河船舶通航的影響因素與計算方法，開發(fā)了通航水流條件閾值計算模塊。在航運預警技術方面，平臺通過獲取上游監(jiān)測站點的水情信息，采用二維水動力學模型對航道通航水流條件進行模擬，獲取當前水情狀態(tài)下的航道水深、流速等水流條件;結合目標船舶參數(shù)與

4、裝載情況，以及橋梁、彎道等信息，采用開發(fā)的通航水流條件閾值計算模塊計算分析目標船舶適航區(qū)域，根據(jù)GPS實時反饋的船舶定位信息，即可為船舶提供實時安全預警。
　　對三維數(shù)字航道平臺的集成技術進行了研究，探討了實時水情數(shù)據(jù)、船舶GPS數(shù)據(jù)等的獲取、傳輸與存儲方法，將監(jiān)測數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)、可視化數(shù)據(jù)、預警數(shù)據(jù)與三維可視化系統(tǒng)相結合，最終建立了三維數(shù)字航道平臺。平臺基于航道三維可視化空間，除通航相關要素的三維可視化展示外，還結合二維水動力學