基于VC的电子海图关键技术研究

论文摘要

随着远洋海运事业的蓬勃发展,电子海图已经成为保证航行安全的重要工具。技术的进步和科技的发展使得电子海图以其存储方便,存储量大,易于修改等优点逐步取代了纸质海图。该系统不仅能够对雷达、声纳、罗经、GPS等信息进行综合处理,而且可以方便的实现航海人员的图上作业。电子海图显示系统涉及到诸多关键技术,如ENC文档的解析,系统电子航海图（SENC）的设计,海图数据检索,墨卡托投影和高斯投影的理论算法、海图的裁剪、显示等。本课题研究侧重于ECDIS（电子海图显示与信息系统）的显示,主要研究了海图显示所涉及的一些关键技术,利用VC++开发了实现关键技术的系统。首先介绍了海图的出现及发展,简要说明ECDIS的概念、组成、功能,分析了该系统的国内外发展现状。本课题研究了S-57格式海图文档的理论模型、数据结构及封装标准,阐明了S-57格式海图数据的特点。并用示例说明了ENC的编码方式；深入分析了SENC设计的必要性,即ENC解析的必要,给出了SENC设计的基本原则和总体要求；在认真研究现有资料文献的基础上,提出了一种SENC格式设计方案；最后以实际编码为例对该方案进行了详细说明。本课题还研究了墨卡托和高斯两种投影理论和算法,详细说明了地理坐标至投影坐标的转换方法,尤其是对于基准点的选取进行了特别讨论。最后对两种投影的优缺点和使用范围给予比较说明。最后,本课题对海图显示信息按照要求进行分类处理,给出了信息分层的组织结构,给出了屏幕显示区域的计算方法。并以使用成熟的海图要素裁剪算法对海图进行了相应处理。最终将ENC文档简要显示在屏幕界面。本课题来自大连海事大学导航研究所承担的吉林省交通厅的科技项目“船舶动态监控信息系统”,研究成果得到了应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 海图的出现及发展
• 1.1.2 ECDIS概述
• 1.1.3 ECDIS、SENC、ENC的概念及关系
• 1.1.4 ECDIS的功能
• 1.1.5 ECDIS的构成
• 1.1.6 我国ECDIS的现状
• 1.1.7 ECDIS未来发展趋势
• 1.2 课题意义
• 1.3 论文安排
• 第2章 ECDIS的国际标准
• 2.1. 理论数据模型
• 2.2 数据结构
• 2.3 IHO物标目录
• 2.4 ENC产品规范
• 2.5 S-57封装标准
• 2.5.1 逻辑记录
• 2.5.2 头标区
• 2.5.3 目次区
• 2.5.4 字段区
• 2.6 交换文件范例（二进制）
• 第3章 SENC的设计
• 3.1 SENC的必要性
• 3.2 SENC设计的总体要求
• 3.3 SENC的设计原则
• 3.4 SENC设计的一种方案
• 3.4.1 特定比例尺海图用途的限定
• 3.4.2 物标分类对照表
• 3.4.3 用户格式的SENC
• 3.4.4 ENC更正记录的存储
• 3.5 数据的读入
• 第4章 海图投影及屏幕坐标变换
• 4.1 墨卡托投影
• 4.1.1 墨卡托投影概述
• 4.1.2 基准坐标的选取
• 4.2 墨卡托投影坐标转换
• 4.3 高斯-克吕格投影
• 4.3.1 高斯-克吕格投影条件
• 4.3.2 高斯-克吕格投影性质
• 4.3.3 高斯-克吕格投影公式
• 4.4 地理坐标至屏幕坐标的转换
• 4.5 投影方式的选择
• 第5章 海图的合成与显示
• 5.1 显示信息的分类
• 5.2 数据分层及显示优先级
• 5.3 海图显示比例尺的限定
• 5.4 屏幕显示区域的计算
• 5.5 海图要素的裁剪
• 总结及展望
• 参考文献
• 附录 英文缩写词、全写和英汉术语对照表
• 致谢
• 研究生履历