基于GIS的航标配布优化系统关键技术研究
摘要
随着科学技术和航运事业的发展，现代船舶由于性能的提高，对引导船舶正确航行的航标设施相应地也提出了更高的要求。于是对航行在复杂水域的船舶来说，标明地理状况的助航标志对确保船舶航行安全显得尤为重要。而现代航标技术借助电脑技术的成就和高科技通讯技术的应用得以迅速发展，使得独成体系的、先进的航标信息系统建立及实施应用成为可能。航标信息系统运用现代科学技术和边缘科学理论，如地理信息系统、运筹学、人工智能技术等，集设备、生产和管理于一体，是航标体系现代化的重要标志。于是，设计和建立一种较新的、融现代高科技为一体的“航标信息管理系统”，成为当今航标发展的一个重要课题。
本课题研究的就是其中的一个重要方面：如何结合地理信息系统建设的应用理论更好地提高航标管理维护能力。
文章首先介绍了内河航标信息管理系统目前的发展状况，目前结合GIS的此类系统还没有成功的应用。接着介绍了利用组件式GIS平台开发系统的优势和基本框架，本系统就是结合这种技术框架进行研究的。
文章从第三章开始到第五章介绍了主要涉及的几个技术实现。在第三章提出了如何结合GIS，利用电子江图信息分类编码，来实现航标数据的管理。利用编码结合图库的方式提高了航标数据管理的效率和灵活性。
第四章介绍了利用GIS控件建立河道三维模型的方法和步骤。在此基础上实现了航道等级分析、水深分析和挖方计算等应用。
第五章介绍了结合决策支持系统理论、数学统计理论和组件式软件开发理论来实现航标优化配布模型的建立和管理的方法。
With the development of science and technology, the cause of shipping has been improving continuously. And as modern ships' performance has been enhanced, it's essential to have good navigation marks or their related facilities to lead ships, especially for ships in involutes water area, to sail well. The development of computer technology and the application of high technology of modern communication make it possible that modern navigation technology develops quickly, including foundation and application of unique and advanced management systems for aids to navigation information. In the management systems for aids to navigation information, modern science and technology, brim-science theory, for example: geography information system, operational research, artificial intelligence and so on. The symbol of moderation of management systems for aids to navigation is integration of equipment, production and management.
This research is focused on an important content: how to enhance the ability of navigation mark management combined with GIS application theory.
This paper introduces the development conditions now in inner river navigation management system. Up to now, no successful application combined with GIS has appeared. Then it introduces the advantage using component GIS flat form and the basic structure which the system based on..
This paper introduces the several main technologies from chapter three to five. In the third chapter, it refers how to realize the navigation data management with electric river map information classification code, combined GIS. Applying the way of combining classification code with picture storeroom can enhance the efficiency and flexibility of navigation management.
In the fourth chapter, the paper introduces the way and steps of building waterway 3-D model. Basing this model, many further application can be realized, such as waterway classification analysis, water deep analysis and dig area calculation.
In the fifth chapter, it is set forward the way to build and manage the
navigation enhanced-arrangement Smodel, using the decision support system theory, statistics theory and component software development theory.
本课题研究的就是其中的一个重要方面：如何结合地理信息系统建设的应用理论更好地提高航标管理维护能力。
文章首先介绍了内河航标信息管理系统目前的发展状况，目前结合GIS的此类系统还没有成功的应用。接着介绍了利用组件式GIS平台开发系统的优势和基本框架，本系统就是结合这种技术框架进行研究的。
文章从第三章开始到第五章介绍了主要涉及的几个技术实现。在第三章提出了如何结合GIS，利用电子江图信息分类编码，来实现航标数据的管理。利用编码结合图库的方式提高了航标数据管理的效率和灵活性。
第四章介绍了利用GIS控件建立河道三维模型的方法和步骤。在此基础上实现了航道等级分析、水深分析和挖方计算等应用。
第五章介绍了结合决策支持系统理论、数学统计理论和组件式软件开发理论来实现航标优化配布模型的建立和管理的方法。
With the development of science and technology, the cause of shipping has been improving continuously. And as modern ships' performance has been enhanced, it's essential to have good navigation marks or their related facilities to lead ships, especially for ships in involutes water area, to sail well. The development of computer technology and the application of high technology of modern communication make it possible that modern navigation technology develops quickly, including foundation and application of unique and advanced management systems for aids to navigation information. In the management systems for aids to navigation information, modern science and technology, brim-science theory, for example: geography information system, operational research, artificial intelligence and so on. The symbol of moderation of management systems for aids to navigation is integration of equipment, production and management.
This research is focused on an important content: how to enhance the ability of navigation mark management combined with GIS application theory.
This paper introduces the development conditions now in inner river navigation management system. Up to now, no successful application combined with GIS has appeared. Then it introduces the advantage using component GIS flat form and the basic structure which the system based on..
This paper introduces the several main technologies from chapter three to five. In the third chapter, it refers how to realize the navigation data management with electric river map information classification code, combined GIS. Applying the way of combining classification code with picture storeroom can enhance the efficiency and flexibility of navigation management.
In the fourth chapter, the paper introduces the way and steps of building waterway 3-D model. Basing this model, many further application can be realized, such as waterway classification analysis, water deep analysis and dig area calculation.
In the fifth chapter, it is set forward the way to build and manage the
navigation enhanced-arrangement Smodel, using the decision support system theory, statistics theory and component software development theory.
引文
1 朱光，季晓燕，戎只．地理信息系统基本原理及应用．北京：测绘出版社，1997
2 修文群、池天河．城市地理信息系统(GIS)．北京希望电子出版社，1999
3 陈俊、宫鹏，实用地理信息系统—成功地理信息系统的建设与管理．北京；科学出版社，1998
4 孙玲．GIS在土地管理中应用和研究的新方向．遥感技术与应用，1996
5 张犁，林晖，李斌．互联网时代的地理信息系统．测验学报，1998，27(1)
6 郭秋英，当前GIS发展的几个特点．测验通报，1998，5
7 杨群、阎国年、陈钟明，地理信息数据仓库的技术研究．中国图像图形学报，4(8)，1999
8 钟耳顺，地理信息系统标准化的范畴与进展．北京．超图公司地理信息论文集 2000年
9 钟耳顺、梁军，国土资源信息系统标准化的有关问题．北京：超图公司地理信息论文集．2000年
10 邸凯昌、李德仁、李德毅，空间数据发掘和知识发现的框架．武汉测绘科技大学学报，22(4)1999
11 王长耀、郑兴年、崔伟宏等，资源环境动态遥感与模型分析试验研究．北京：宇航出版社，1993
12 虞晖，许云涛，城市地理信息系统基础数据库建库标准化探讨．工程勘探，2001(2)
13 詹小国、谭德宝，基于3 S技术的长江中下游洪涝灾情评估研究．人民长江，31(12)
14 崔政权、张京生，建立长江干流地理信息系统的必要性和紧迫性．人民长江，31(3)
15 张大顺，郑世书，孙亚军，季景贤，地理信息系统技术及其在煤矿水灾预测中的应用．中国矿业大学出版社，1994
16 李德仁，“数字地球与‘三S’技术”．中国地理信息系统协会论文集，1999
17 肖为周、王炜、李修刚、杨新苗．“基于GIS的城市公交规划信息系统的应用”．中国地理信息系统协会论文集，1999
18 宋小冬、叶嘉安．地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用．科学出版社，2000
19 陈述彭，周成虎，曾杉．我国城市化问题与城市地理信息系统的紧迫任务．见：林珲主编．城市地理信息系统学术论坛，香港：地球信息科学联合实验室出版．1998
20 中国城市规划设计研究院，我国城市地理信息系统应用现状与发展战略研究，1998年9月
21 杨东援，交通规划决策支持系统．上海：同济大学出版社，1997
22 阎正，城市地理信息系统标准化指南．北京：科学出版社，1998
23 陈燕然，港口及航道工程测量．北京：人民交通出版社，1999
24 刘明俊，航道与引航．北京：人民交通出版社，1999
25 王志英，航标学．大连：大连海事大学出版社，1997
26 郭建国、王志英，港口水域航标配布的综合评判．大连海事大学学报，26(4)
27 王伟时，航标科技与管理现代化：北京．人民交通出版社，1998
28 王伟时，王英志译．新编助航指南：北京．人民交通出版社，1999
29 周俊安．内河助航标志．北京：人民交通出版社，1996
30 江西省交通厅航务管理局．内河航标员读本．北京：人民交通出版社，1988
31 交通部水运司．内河航道整治工程技术交流大会文集．北京：人民交通出版社，1998
32 张大顺，郑世书，孙亚军，季景贤．地理信息系统技术及其在煤矿水灾预测中的应用．中国矿业大学出版社，1994
33 黄幼才，刘文宝，李宗华，肖道纲，GIS空间数据误差分析和处理．武汉：中国地质大学出版社，1994
34 马建文，阉积惠．地理信息系统及资源信息综合．北京：地质出版社，1993
35 Dianne Cook, Juren Symanzik, James J.Majure, and Noel Cressie.Dynamic Graphics in a Gis:More Examples Using Linked Software. computer & Geoscience, 1997, Vol.23,(4):371～385
36 J.E.Mcormack and J.Hogg. Virtual-Memory Tiling For Spatial Data Handling in GIS, Computer & Geoscience, 1997, Vol.23,(4): 659～669
37 Wilson J D. CAD / GIS Convergence. Creating the Next-Generation GIS. GIS WORLD, 1996(9)
38 Elisabeth S.Nelson, A Cognitive Map Exoeriment: Mtntal Represention and Encoding Process, Cartograph and Georaphic Information Systems, 23 (4)
39 Spatial Technology. ACIS 3D Toolkit Technical Overview, 1998
40 Electronic Data Systems. PARASOLID Downward Interfaces, 1997
41 Spatial Data Infrastructure for Australia and New Zealand, discussion paper, 1996.11
42 Modeling Our World, The ESRI Guide to Geodatabase Design, Michael Zeiler, ESRI Press
43 Coppock J T, Rhind D W. The history of GIS, geographic information system. London: Longman Inc, 1991． 21-39
44 Maguire D J. An overview and definition of GIS, geographic information system. London: Longman Inc, 1991． 9-19
45 Egenhofer M J, Herring J R. Advances in spatial databases. In: Proceedings of 4th Int Symposium on SSD'95． [s.l.] : Springer Inc, 1995．
46 Batty, M., 1993, Using Geographic Information Systems in Urban Planning and Police-Making, in Fischer, M.M. and P. Nijkamp (eds.), Geographic Information Systems, Spatial Modeling and Policy Evaluation, Berlin: Springer-Verlag, 51-69．
47 Wachowicz M, Healey R C. Toward temporality in GIS, innovation in GIS. London: Taylor & Francis Ltd, 1994． 105-115
2 修文群、池天河．城市地理信息系统(GIS)．北京希望电子出版社，1999
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9 钟耳顺、梁军，国土资源信息系统标准化的有关问题．北京：超图公司地理信息论文集．2000年
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28 王伟时，王英志译．新编助航指南：北京．人民交通出版社，1999
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32 张大顺，郑世书，孙亚军，季景贤．地理信息系统技术及其在煤矿水灾预测中的应用．中国矿业大学出版社，1994
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34 马建文，阉积惠．地理信息系统及资源信息综合．北京：地质出版社，1993
35 Dianne Cook, Juren Symanzik, James J.Majure, and Noel Cressie.Dynamic Graphics in a Gis:More Examples Using Linked Software. computer & Geoscience, 1997, Vol.23,(4):371～385
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40 Electronic Data Systems. PARASOLID Downward Interfaces, 1997
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47 Wachowicz M, Healey R C. Toward temporality in GIS, innovation in GIS. London: Taylor & Francis Ltd, 1994． 105-115