[发明专利]一种基于电子航道图及水位数据的航道水深信息生成方法

说明书

技术领域

本发明属于智能航运与船舶导航应用领域，尤其涉及一种基于电子航道图及水位数据的航道水深信息生成方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，水运作为高效低碳的交通方式越来越受到国家的重视。作为长江航道的主管单位，长江航道局为提高长江干线水道的运输能力，提升自然水深资源的利用率，开展了长江电子航道图的生产与应用服务系统研发，制定了多个与之相关的标准规范，并向港航企业、社会大众以及涉航管理部门等，提供了丰富实用的导、助航功能和管理服务。长江电子航道图生产与应用服务系统包括电子航道图生产编辑子系统和电子航道图应用服务子系统。其中，电子航道图生产子系统解决了符合《长江电子航道图制作规范》（JT/T 765）的数据生产问题；电子航道图应用服务子系统则提供了基于SOA架构的电子航道图信息发布的公共服务平台，以及船用终端应用系统所需要的各类动态助航信息。该系统的研发与投入使用，有效地推动了电子航道图的生产和应用。

水深信息是最重要的航行参考数据。从电子航道图应用的角度，水深信息包括计算水深（是指基于长江沿线布设水位站提供的水位数据和图载水深数据，按照水位内差算法计算当前水深值）、可航水深（是指根据计算水深数据分析得到满足某吃水需求的深度区）、可航水深动态中心线（是指计算可航水深区域的宽度等分中心线）等。与海上相比较，长江作为一条受支流、天气、三峡水库库容调节、河床演变等多方面因素影响的内河航道，水深变化复杂。而电子航道图的制图更新频率又受制于外业数据采集、内业数据处理、数据检查等多种因素的影响，不能完全满足内河船舶航行对水深信息更新的需求。

要满足船舶航行过程中及时、准确获取各种水深信息的需求，还存在以下问题：

（1）水深信息的计算量庞大，船用终端应用系统的硬件配置无法满足长江干线航道统一计算的要求。如果不同的船用终端应用系统选择水深信息的计算区域（河道范围）不同，则会造成计算结果的不一致，将直接影响航行安全；

（2）电子航道图上水深点所采用的基准按航段进行划分，宜宾至涪陵采用航行基准面，涪陵至中水门采用吴淞高程，中水门至江阴采用航行基准面，江阴至浏河口采用理论最低潮面，需要解决将不同基准面的数据进行统一归算的问题；

（3）三峡大坝上游和下游存在极大落差，在进行可航水深区域的计算过程中，需要规避该落差对计算结果的影响；

（4）服务器的硬件资源是有限的，计算深度区间必须要约定在一个合理的范围内，深度间隔也需要根据船舶航行的实际需要进行规划；

（5）长江航道水下地形复杂，相应地，通过计算机程序计算的可航水深区域也相对复杂，而且存在众多分叉河道，动态中心线在计算过程中会出现分叉、相交的问题，需要考虑如何规避其对计算结果的影响；

（6）船舶在航行过程中对水深信息获取具有一定的实时性要求，根据需求，长江干线航道全部水深信息的计算需要在4小时内完成；

（7）算法还需要充分利用现有的信息化建设成果，尤其是电子航道图应用系统的成果，并且计算结果必需满足电子航道图公共服务平台WebService发布接口的数据要求。

通过统一计算长江干线航道水深信息，可提高长江航运船舶对自然水深资源的利用率，有利于提升长江“黄金水道”的通过能力。为此，长江航道局提出基于长江电子航道图系统的公共服务平台、网络通讯环境和船用终端应用系统，开展航道水深信息计算方法的研究。通过对沿江水位数据的定时采集，结合电子航道图中离散水深点位置及相对水深数据，构建一套水深信息的生成方法，实现定时计算长江干线航道水深信息，并以数据服务的方式提供给船用终端应用系统使用。

发明内容

本发明针对长江电子航道图的实际应用情况，提供基于电子航道图及水位数据的航道水深信息生成方法。

本发明的技术方案为一种基于电子航道图及水位数据的航道水深信息生成方法，包括以下步骤：

步骤1，设置电子航道图上水深点的基准面信息；

步骤2，根据沿江水位站发布的实测与预测水位信息，对步骤1所得已经具有基准面信息的水深点的水深值进行动态修正，得到绝对水深值；

步骤3，根据步骤2所得绝对水深值，提取等深线；

步骤4，利用步骤3所得等深线，并根据需要的深度区间，计算指定深度的可航水深区域和动态中心线，依据动态中心线及拐点计算可航宽度的垂线，并通过WebService发布所生成的水深信息。

而且，步骤2中，对某一水深点的水深值进行动态修正的实现方式如下，

步骤2.1，根据水深点的经纬度坐标计算水深点处的里程；