[发明专利]一种海底地形六维网格的测绘方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括横坐标、纵坐标、水深、坡度、二阶导数和测量时间在内的海底地形六维网格测绘方法，具体是指一种以离散水深数据及测绘时间为基础，形成海底地形三维网格，进而计算每个网格点的海底坡度和二阶导数，同时叠加测绘时间，从而形成海底地形六维网格并以合理的结构进行存储的技术方法，涉及到海洋测绘、计算机图形学和海底科学等技术领域。

背景技术

海底地形三维网格有着广阔的应用，与海底地形有关的领域均应用到海底地形网格，如：海底地形图、水深图和海底地貌图等基础图件的测绘，海底地形的可视化显示，海底地形的漫游等，甚至包括数字地球和数字海洋均需要海底地形为基础支撑。按照构网方式的不同，海底地形网格分为方格网和三角网。因方格网易于使用和数据交换，因此，目前海底地形测绘中多数使用方格网，亦称为格网或网格。构建海底地形网格的数据有多种，如：单波束测深、多波束测深和历史地形图等。

海底地形网格在海洋测绘、海洋制图、海底科学研究和计算机可视化等方面发挥着重要作用。但随着应用的推广和研究的深入，海底地形三维网格已不能满足需求。如：在河口区地形经常变化，必须在海底地形三维网格中加入时间形成四维网格才能研究海底地形的时空变化。又如：在大陆边缘是海洋划界的焦点区域，海洋划界需要确定大陆坡脚点，坡度和二阶导数是确定大陆坡脚点的基本参量，此时，必须在海底地形三维网格中加入坡度和二阶导数建立五维网格才能研究大陆坡与海盆的分界，进而准确地确定大陆坡脚点的位置。又如：在海底制图过程中，同时制作海底地形图、坡度图和二阶导数图，仅依赖海底地形三维网格难以实现，需要使用包括地形、坡度和二阶导数在内的五维网格。

从检索的公开资料分析，目前无成熟的技术方法用于建立包括横坐标、纵坐标、地形、坡度、二阶导数和时间在内的海底地形六维网格。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出一种基于测绘的离散水深数据，首先建立海底地形网格，并在此基础上计算每个网格点的坡度和二阶导数，根据水深的测量时间，赋予每个网格点时间，从而形成海底地形六维网格的测绘方法。还设计了一种数据存储结构，能完全代替彼此分开的水深、时间、坡度和二阶导数等四种网格，具有结构合理、空间小、使用方便的优点。该技术方法可应用于海洋测绘、海洋制图、海洋划界、海底科学研究和计算机图形学等领域。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种海底地形六维网格的测绘方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)海底地形六维网格结构。

由海底坐标数值测量仪将测量数值传输到六维网格结构处理装置中，处理装置将海底坐标测量数据点分割成两部分，一个是头结构体Head用于描述和存储网格结构的整体性信息，另一个是数据集用于存储网格；

头结构Head由八行组成；

第1行是标志符Mark；

第2行为M和N，标识网格的行个数和列个数；

第3行为xmin和xmax，标识网格的横坐标最小值和最大值；

第4行为ymin和ymax，标识网格的纵坐标最小值和最大值；

第5行为zmin和zmax，标识网格的地形最小值和最大值；

第6行为tmin和tmax，标识网格的时间最小值和最大值；

第7行为slpmin和slpmax，标识网格的坡度最小值和最大值；

第8行为secmin和secmax，标识网格的二阶导数最小值和最大值；

数据集按照数据点在二维正投影平面中的空间顺序存放，每个数据点grid_(i，j)包括4个参量，分别为水深值dep_(i，j)、时间值time_(i，j)、坡度值slp_(i，j)和二阶导数值sec_(i，j)，该点的横坐标值x_(i，j)和纵坐标值y_(i，j)根据它的行号i和列号j来计算；其中，

x_(i，j)=xmin+(i-1)×xmean;xmean=(xmax-xmin)/(N-1);

y_(i，j)=ymin+(j-1)×ymean;ymean=(ymax-ymin)/(M-1);

由上述论述可以看出，本发明设计的网格结构不同于传统的三维地形网格结构，在数据集中已经包括了地形、时间、坡度和二阶导数等四重网格；

(2)六维网格中地形维网格的建立