[发明专利]一种内河电子海图上可航区域中心线自动绘制方法

说明书

技术领域

本发明涉及航海绘图领域，具体涉及一种内河电子海图上可航区域中心线自动绘制方法，适用于在具有海量水深点数据和可获取内河干线航道骨架线数据的内河电子海图上实现可航区域中心线的绘制。

背景技术

电子海图是一种现代航海技术，一般把各种数字式海图及其应用系统统称为电子海图，是继雷达之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。其发展史大致经历了三个阶段：

1、纸质海图的等同物。1970年代末到1984年，人们为了减少体积和减轻海图作业的劳动强度，就简单地把纸质海图经数字化处理后存入计算机中。

2、功能开拓阶段。到1986年，人们已开始挖掘电子海图的各种潜能。如在电子海图上显示船位、设计航线，显示船速、航向等船舶参数、报警等。

3、航行信息系统阶段。将电子海图作为航行信息核心，包含完善的电子海图数据库，与雷达、定位仪、计程仪、测深仪、GPS、VTS、AIS等各种设备和系统的接口和组合等，综合这些设备与航海有关的各种信息，形成一个多功能船用电子海图系统。

电子海图具有传统纸海图无法比拟的优点。其可以进行自动航线设计、航向航迹监测、自动存储本船航迹、历史航程重新演示、航行自动警报(如偏航、误入危险区等)、快速查询各种信息(如水文、港口、潮汐、海流等)、船舶动态实时显示(如每秒刷新船位、航速、航向等)、可将雷达的回波图像叠显在海图上，且数千幅海图的自动更正只需几分钟……。因此，可以认为电子海图为航海人员提供了一个海面信息平台，使用者利用其提供的丰富的背景资料，能够非常直观、方便地了解所处海域的状况，有效防范、规避各种险情，从而有效地提高了船舶航行的安全性。

随着海运业和船舶技术的不断发展，人类对航海技术在可靠性、智能化、自动化方面提出了越来越高的要求，而作为“海面信息平台”的电子海图，自然被人们给予了新的要求和期望。

对于内河而言，其自身独特的地理形态和水纹规律，形成了各具特色的水运生态。内河的水深度有限，而且一年内甚至一天内都可能发生较大变化，而对于准备或正在其中行驶的船舶，其必须考虑的首要因素是航行区域有足够的水深。也就是说为保证航行安全，可航区域的水深应该满足不小于船舶最大吃水条件。于是专家们提出了这样一个设想：在内河电子航道图上，利用一群记录水位信息的水深点，以河段为单位，根据船的吃水深度，求得该船的可航区域，并最终在航道图上自动绘制该可航区域的中心线；实现这样一条可航区域的中心线，作为船舶航行的引航线路，可以更科学、更有效、更经济地保证船舶安全航行。

现有技术一：在某一水域长期运作的驾驶员根据自己对该区域水深分布特点的认知，经验性地判断船可以行驶的可航区域，并尽可能地使船在中心区域航行，那么这条驾驶员设计的航迹便可以认为是人为因素产生的最原始方式的可航区域中心线。

现有技术二：在电子海图制图时，通过对河底测绘，明确了相应区域的水深分布情况，对相应水域按一定的水深标准进行了分层描绘，形成了代表不同水深的浅水和深水区域，并按不同的颜色进行了显示。那么航行者在航行前利用这些信息以及电子海图可更新水位信息的水深点，人工地绘制出一条供其航行的可航区域中心线。

现有技术一存在缺点是：其产生的可航区域中心线航线的安全性完全依靠驾驶员长期实践中所积累的对水域的了解程度，不具有可推广性和普遍适用性，并且其设计的航路对中心线的大致估计，估计误差很大，不是最优航路。

现有技术二缺点：其绘制的中心线虽然利用了一些科学测绘得来的数据和相对实际的水深信息，但是一般需要仔细、认真、集中辨识水位信息，导致工作量大、并且会产生错绘情况，有时需要反复绘制、使得绘制效率很低，因此其航线的安全性受很大的不稳定因素影响，而且同样对中心线的估计有较大误差，不是最优航路。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种内河电子海图上可航区域中心线自动绘制方法，根据船舶的吃水深度，利用电子海图上记录水位信息的水深点，计算出该船在航道中的可航区域，然后借助内河的航道干线骨架线数据，自动计算出该可航区域的中心线并绘制于电子海图上。

本发明的目的可通过下列技术方案实现：

一种内河电子海图上可航区域中心线自动绘制方法，包括以下步骤

步骤1、将吃水深度D作为分界值将水深点母集分为高水位点集和低水位点集；

步骤2、根据高水位点集的外边界获得可航水深面的外边界；

步骤3、根据低水位点集的分布情况分为若干个低水位子点集，根据各个低水位子点集的外边界获得可航水深面的内边界；