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基于ArcGIS的海上安全航线规划系统研究
| 论文题名： | 基于ArcGIS的海上安全航线规划系统研究 |
| 关键词： | 航线规划;航路网络模型;Dijkstra算法;海上安全;二次开发;地理信息系统 |
| 摘要： | 随着海运事业的发展和航海技术的进步，海洋运输在国际贸易中发挥着越来越重要的作用。在海上运输中舰船导航是最重要的方向，而航线规划又是舰船导航决策中的基础性内容。在海洋信息技术不断进步的推动下，海上交通不再拘泥于固定的传统航线，可以依据掌握的全面海洋环境数据来实现航线规划。 传统的航线规划是由航海人员分析航海图，根据要素的位置，做出相应的分析决策。采用这种人工方法，航线规划的质量由航海人员的经验、能力和工作态度决定，存在人员工作强度大和规划航线安全隐患多的缺点，很难满足现代航海的要求。如何将地理信息系统的空间分析功能融入电子海图中，构建海上智能交通系统，实现航线的自动规划，成为了当前国内外研究的又一热点。目前的航线规划方法在设计质量、效率和自动化水平等方面均有不同程度提高，但仍只分析较为理想和简单的情形，难以实现航线的完全自动生成。 本文以海上智能交通系统研究为背景，考虑海上航线具有大面积的可行区域，岛屿间距比较大且分布集中等特点，对航线规划方法展开深入、细致的分析。研究改进了一种基于限定搜索区域减少障碍物数量并求取障碍物的最小凸多边形包围盒简化障碍物的航线切线图网络模型，从而将航线优化问题转化为在起点和终点之间局部切线图中求最小权值航线的问题，借助于ArcGIS Engine平台在陆上道路交通网络模型寻优中的成熟解决方案，利用Dijkstra图搜索算法求解最优航线。在航线切线图网络模型中，重点研究解决了凸多边形内外公切线求取算法以及起点终点间局部航线切线图构建算法。 本系统以.NET Framework为集成开发环境，基于ArcGIS Engine二次开发组件和文件Geodatabase数据库，采用C#为开发语言，实现了改进切线图航路网络模型的构建算法，并将求取的航路切线图作为地理要素类保存在Geodatabase文件地理数据库中，然后根据切线图图层构建了网络数据集，最后借助于ArcGIS Engine网络分析功能，完成了航线自动规划功能。此外本系统还实现了电子海图数据的加载、保存、浏览、距离计算等系统辅助功能。 |
| 作者： | 甘茂成 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 阮军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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