基于電子海圖的海上溢油預測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、海上石油污染對生態(tài)環(huán)境有著極大的危害,直接威脅了人類的生存與發(fā)展。隨著社會工業(yè)的不斷發(fā)展,海上石油開采和運輸日益增加,溢油事故發(fā)生的頻率和溢油量也隨之上升。海上溢油預測的研究已經(jīng)成為世界各國重要的課題。
　　 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,為海上溢油預測提供了更多的GIS數(shù)據(jù),使得真實地理環(huán)境下的溢油預測成為現(xiàn)實。計算機技術(shù)的發(fā)展,不僅提高了溢油預測中數(shù)據(jù)的運算和存儲速度,而且實現(xiàn)了溢油預測結(jié)果的可視化。本課題就是利用元胞自動機溢油模

2、型、地理信息系統(tǒng)和計算機技術(shù)相結(jié)合的思想對海上溢油預測系統(tǒng)的設計開發(fā)問題進行了研究。
　　 首先,對元胞自動機和電子海圖的基本原理進行了介紹,深入分析了兩者的特點,得出兩者結(jié)合主要有三方面的優(yōu)點:電子海圖使得元胞自動機模型的構(gòu)建、分析和處理更為靈活;電子海圖為模型提供了豐富的數(shù)據(jù)支持;電子海圖為模型結(jié)果提供了可視化界面。由此,得出元胞自動機和電子海圖結(jié)合用于海上溢油預測的可行性。
　　 其次,將元胞自動機溢油模型和電子海

3、圖相結(jié)合,通過對電子海圖柵格化的方式,建立了三維電子海圖-元胞自動機溢油模型,對模型的元胞空間、元胞大小、元胞狀態(tài)、轉(zhuǎn)化規(guī)則和時間步長等參數(shù)進行了定義。在模型的轉(zhuǎn)化規(guī)則方面,針對實際海測的困難,將絕對風速引入到模型之中;增加了垂直方向上潮流因子對轉(zhuǎn)化規(guī)則的影響;針對原模型之中蒸發(fā)速率常數(shù)無法取值的問題,利用蒸發(fā)率實現(xiàn)了蒸發(fā)因子的實際量化。電子海圖-元胞自動機溢油模型的建立實現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)技術(shù)和元胞自動機模型技術(shù)在溢油預測中的應用。

4、r>　　 然后,從元胞自動機溢油模型對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的需求出發(fā),針對電子海圖數(shù)據(jù)中水深數(shù)據(jù)稀疏、離散的特點,利用Kriging插值算法生成了三維海底地形;借助海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫獲取了潮流數(shù)據(jù),為溢油模型提供背景潮流數(shù)據(jù)支持;針對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)類型多、數(shù)量大的特點,利用NetCDF數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)進行存儲模型的構(gòu)建,為溢油預測系統(tǒng)提供了高效的數(shù)據(jù)存儲和調(diào)度方案。
　　 最后,在Windows系統(tǒng)上,以電子海圖系統(tǒng)為平臺,VC++6.0和M