[发明专利]基于GIS与虚拟现实技术的三维电子海图生成方法

摘要

本发明提供一种基于GIS与虚拟现实技术的三维电子海图生成方法，建立三维地形模型；建立专题数据库模型；建立水面模型及水流数值模拟模型；建立船舶模型数据库模块；将三维地形模型、专题数据库模型、水面模型及水流数值模拟模型、船舶模型数据库模块的模拟计算结果关联融合，对各类数据综合显示，构建虚拟现实场景；通过模型分析和空间计算，为船舶导航提供服务。本发明用于构建可应用于实船生产实践的三维电子海图，为驾驶员提供一个直观、逼真的决策环境，提高航运的安全性。

主权项

1.一种基于GIS与虚拟现实技术的三维电子海图生成方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、建立三维地形模型：基于GIS与3ds Max，以高度真实感的三维地理场景为基础，利用不规则网格模型的方法建立海/河床DEM，并完成海/河床DEM与陆地DEM的拼接；S2、建立专题数据库模型：根据调研数据对场景区域的视景建模，还原真实、逼真的地形地貌、航标及人工建筑物；S3、建立水面模型及水流数值模拟模型：用固定项与扰动项两部分来表示水面实时水位，其中固定项是深度基准面，扰动项包括潮汐部分和非潮汐部分；采用基于潮汐表数据同化的天文潮数值预报模型进行潮汐预报，进而求得瞬时水面的深度信息；水流数值模拟模型基于航道CAD图、实测流量、水位和比降信息，建立质量守恒连续方程和动量守恒运动方程，对航道流场进行数值模拟；S4、建立船舶模型数据库模块以AIS的串口数据为输入，通过解析AIS原始报文中的船舶要素信息，对船舶模型数据库的模型进行查询匹配；S5、建立关联可视化模块将三维地形模型、专题数据库模型、水面模型及水流数值模拟模型的模拟计算结果与船舶模型数据库模块关联融合，对各类数据综合显示，构建虚拟现实场景；S6、水面动态船舶信息显示通过模型分析和空间计算，为船与海/河床、船与船之间的碰撞提供预警信息；通过对AIS输入的原始报文进行解析，获取周围船舶的要素信息，对周围船舶的运动态势在虚拟现实场景中予以显示，同时叠加上与安全决策相关的船舶动态和静态信息。