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

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、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；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。