基于多源共享数据的北极航道安全保障系统开发

发布时间：2017-05-04 07:02

  本文关键词：基于多源共享数据的北极航道安全保障系统开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：北极航道是指通过北冰洋海域连接欧洲、亚洲和北美洲的海上通道,分为东北航道和西北航道,是连接亚洲和欧洲、北美主要港口之间的海上最短通道。北极航道的开通,将大大拉近我国与欧洲、北美等地国家之间的通航距离,具有重大的战略和经济意义。但是,北极地区气候恶劣,大部分海区常年被海冰覆盖,大规模开通仍存在很大的难度。在全球气候变暖,北冰洋海冰融化加剧的趋势下,’已有外国商船在无破冰船的帮助下,实现了夏季从欧洲到亚洲的独立航行。在破冰船的帮助下,北极航道的通航时间将会延长。北极战略位置突出,环北极国家对北极问题日益重视,我国也在2013年成为北极理事会正式观察国。但我国对于北极航道以及所经海域的自然、气候、海况等信息了解不多。与常规航道基础数据相比,海冰及其分布范围成为影响北极航道是否通航的首要因素,同时还包括海上能见度、海浪等水文气象数据。开通北极航道,亟需整合北极航道相关基础信息,而网络共享数据为我们构建北极航道安全保障系统提供了可能的途径。但是共享数据来源广泛、格式多样,分布范围比较大,大多没有和航道联系起来,同时不同服务机构发布的数据在数据格式、数据内容、发布时间间隔等方面都存在差异,需要构建新的系统来整合相关信息,实现北极航道信息发布的时效性。本项研究是以北极东北航道为例,采用共享数据,将海冰、能见度、海浪作为核心数据,基于World Wind开源软件,利用C#语言和Visual Studio 2005开发环境,设计构建了北极航道安全保障系统。该系统除了具备地理信息系统的基本功能外,还利用航道海域海冰覆盖度、能见度和海浪定量分析,为航海部门提供航道规划的建议,为航行船只提供航行海域综合报告。
【关键词】：北极航道 东北航道 海冰 地理信息系统 World Wind
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U698
【目录】：

• 中文摘要7-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 研究目的和意义13-15
• 1.1.1 选题背景13-14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.2.1 北极航道研究15-16
• 1.2.2 北极环境监测16-17
• 1.2.3 数字航道17-19
• 1.2.3.1 航道管理的发展17-18
• 1.2.3.2 数字航道的应用18-19
• 1.3 研究目标、内容19-22
• 1.3.1 研究目标19-20
• 1.3.2 研究内容20
• 1.3.3 技术路线20-22
• 第二章 影响北极航道的自然因素22-28
• 2.1 研究区域概况22-23
• 2.2 航道安全保障影响因素23-27
• 2.2.1 影响因素23-24
• 2.2.2 水文气象条件因素对航行的影响24-27
• 2.2.2.1 海冰对航行的影响24-25
• 2.2.2.2 海上能见度对航行的影响25-26
• 2.2.2.3 海浪对航行的影响26
• 2.2.2.4 其他因素对航行的影响26-27
• 2.3 航道数据特点及构成27-28
• 第三章 东北航道数据处理28-44
• 3.1 航道海区28-30
• 3.2 航道地形数据30
• 3.3 海冰数据30-40
• 3.3.1 数据来源30-33
• 3.3.2 数据处理33-36
• 3.3.2.1 时频处理33
• 3.3.2.2 空间格式处理33-34
• 3.3.2.3 数据处理流程34-35
• 3.3.2.4 数据校验35-36
• 3.3.3 海冰分析36-40
• 3.4 水文气象数据40-43
• 3.4.1 气象局水文气象数据41-42
• 3.4.2 科考船实测数据42-43
• 3.5 其他数据43-44
• 第四章 系统设计44-59
• 4.1 系统总体设计44-48
• 4.1.1 需求分析44-45
• 4.1.1.1 数据分析44
• 4.1.1.2 功能分析44-45
• 4.1.2 设计目标45
• 4.1.3 框架设计45-48
• 4.1.3.1 数据层45-46
• 4.1.3.2 逻辑层46
• 4.1.3.3 表示层46-48
• 4.1.4 系统构成48
• 4.2 数据库设计48-59
• 4.2.1 基础地理信息数据库49-51
• 4.2.2 海区水文气象数据库51-53
• 4.2.3 港口动态数据库53-56
• 4.2.4 自然资源数据库56-59
• 第五章 系统开发与实现59-71
• 5.1 主流三维GIS平台59-60
• 5.2 系统开发平台60-61
• 5.2.1 系统开发环境60-61
• 5.2.2 World Wind核心技术61
• 5.3 系统实现61-71
• 5.3.1 系统基本功能62
• 5.3.2 信息查询功能62-68
• 5.3.2.1 海区动态管理62-64
• 5.3.2.2 港口信息管理64-67
• 5.3.2.3 船舶信息管理67-68
• 5.3.3 航行决策功能68-71
• 第六章 总结和展望71-74
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 研究生期间学术成果79

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