基于Web方式的电子海图显示与应用

论文摘要

随着我国航运事业的发展,进出港船舶的数量和港口船舶密度不断的增加,船舶的航行安全问题也越来越面临着严峻的考验。各港口管理部门和航运企业都迫切的需要随时了解港口船舶的航行情况,从而对船舶的安全航行提供有力的服务和保障。电子海图技术及计算机网络的发展和广泛应用为实施港口船舶的监控提供了技术支撑。在一段时期内,以传统的C／S模式为主流的海图显示和监控平台使得船舶航行和安全情况得到了很大的改善。但,随着互联网应用的扩展,用户需求的增多,传统C／S模式的海图监控逐渐暴露出一些弊端,已满足不了用户的各种需要。以Web浏览器为主的基于B／S模式的应用服务逐渐的受到人们的重视。本文首先通过对比两种模式下的服务特点,提出了基于Web方式海图研究的意义和必要性,并进一步研究和对比各种web应用技术的实现方式,以大连港为例构建起基于B／S模式的海图显示与应用平台。本文的具体工作和实现方案如下：(1)结合目前主流的Web应用开发技术,设计一种基于Web方式的电子海图制作与显示方案。(2)采用了流行的图像瓦片拼接技术对海图进行切割和分层存储,并采用异步请求技术实现海图的快速显示和基本操作。(3)设计AIS数据的解析流程和数据库存储结构,实现AIS数据的动态更新。(4)根据具体的显示要求,分别设计并实现Web海图在大比例尺和小比例尺两种模式下的AIS船舶显示和动态刷新效果。本文通过实践,解决了基于Web方式电子海图的显示和应用问题,基本实现了基于浏览器的跨平台和跨区域的船舶动态监控服务功能,对于进一步研究从C／S模式的船舶动态监控系统向B／S模式转变提供的设计思想和实现依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电子海图的发展及应用
• 1.1.1 电子海图发展概况
• 1.1.2 电子海图显示与信息系统
• 1.1.3 符合国际标准的电子海图
• 1.2 电子海图在船舶监控中的应用
• 1.3 Web方式电子海图研究的意义及必要性
• 1.4 研究目标及主要工作
• 第2章 Web海图显示的基础理论
• 2.1 Web基本概念及应用技术
• 2.1.1 Web的基本概念
• 2.1.2 HTTP协议
• 2.1.3 统一资源定位符（URL）
• 2.1.4 HTTP请求方式
• 2.1.5 Web应用开发技术
• 2.2 Tomcat与Java web应用技术
• 2.2.1 Tomcat简介
• 2.2.2 Tomcat层次结构
• 2.3 WebGIS相关理论基础
• 2.3.1 WebGIS的概念及特点
• 2.3.2 Web Service标准与技术特征
• 2.3.3 REST面向资源体系结构
• 2.4 OGC相关服务标准
• 2.4.1 Web地图服务（WMS）
• 2.4.2 Web要素服务（WFS）
• 2.4.3 Web覆盖服务（WCS）
• 2.5 墨卡托投影介绍
• 第3章 Web海图显示的总体框架
• 3.1 系统整体架构的搭建
• 3.1.1 服务器端实现策略
• 3.1.2 客户端实现策略
• 3.1.3 数据库的选取
• 3.2 Tomcat的安装与配置
• 3.2.1 Tomcat安装
• 3.2.2 Tomcat运行测试与配置
• 3.2.3 JavaWeb应用介绍
• 3.3 Geoserver的安装与配置
• 3.3.1 Geoserver安装与配置
• 3.3.2 添加地理图层
• 3.3.3 Openlayers服务测试
• 第4章 Web海图显示的关键技术
• 4.1 Web海图的显示方案
• 4.2 海图瓦片切割及分层存储
• 4.2.1 标准海图的分层截取
• 4.2.2 海图瓦片的切割原理
• 4.2.3 海图瓦片的分层存储
• 4.2.4 切图工具的选取及使用
• 4.2.5 瓦片位置的确定
• 4.3 海图的快速请求及显示
• 4.3.1 Ajax异步传输机制
• 4.3.2 TMS服务规范
• 4.3.3 海图操作的实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 Web海图的应用
• 5.1 AIS数据的解析及存储
• 5.1.1 AIS数据类型
• 5.1.2 AIS数据存储设计
• 5.2 大比例尺下AIS船舶的叠加显示
• 5.2.1 画有船舶图标的透明图片叠加显示
• 5.2.2 船舶小位图的叠加显示
• 5.2.3 船舶叠加显示的实现
• 5.3 小比例尺下AIS数据的叠加显示
• 5.3.1 海图分区数据的存储数据库设计
• 5.3.2 海图各分区船舶数量的统计
• 5.3.3 叠加图片的制作与显示
• 5.4 船舶数据的拾取查询
• 5.5 AIS船舶的动态刷新
• 5.5.1 小比例尺模式下的数据动态刷新
• 5.5.2 大比例尺模式下船舶的动态刷新
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 Web方式海图显示与应用的研究总结
• 6.2 基于Web方式电子海图的发展展望
• 参考文献
• 附录一 AIS信息报文汇集
• 附录二 MONITORV表结构说明
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢
• 研究生履历