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基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法及裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510514615.0

申請日:

2015.08.20

公開號:

CN105160426A

公開日:

2015.12.16

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G06Q 10/04申請日:20150820|||公開
IPC分類號: G06Q10/04(2012.01)I; G06F17/50; G06F3/14; G06F17/30 主分類號: G06Q10/04
申請人: 中電科海洋信息技術研究院有限公司; 中電科海洋信息技術(北京)有限公司
發明人: 梁新; 方曉蓉; 趙正健; 張學慶; 歐盛春
地址: 100041北京市石景山區雙園路11號
優先權:
專利代理機構: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙)11435 代理人: 孟阿妮; 郭棟梁
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510514615.0

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.01.13|||2015.12.16

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明具體涉及一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法及裝置。該顯示方法包括:S1,通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據;S2,對所述預測數據進行可視化處理,得到相應的海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息;S3,根據所述海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息生成相應的海洋狀態圖層;S4,將所述生成的圖層分層疊加到電子海圖顯示與信息系統中進行顯示。通過本發明提供的顯示方法及裝置,可以在現有的電子海圖顯示與信息系統中同時顯示預設時間內的海洋狀態信息,即將港口、航道、水深等信息與波高、波向、風速、風向、氣壓場、海流以及海溫等信息進行同時顯示。

權利要求書

權利要求書
1.  一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法,其特征在于,包括:
S1,通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據;
S2,對所述預測數據進行可視化處理,得到相應的海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息;
S3,根據所述海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息生成相應的海洋狀態圖層;
S4,將所述生成的圖層分層疊加到電子海圖顯示與信息系統中進行顯示。

2.  根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟S1中,通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據的步驟,包括:
S11,選擇所要計算的海洋區域,建立該區域基于HYCOM模型的數值預報系統,確定所述HYCOM模型的分辨率、存儲格式和模型數據輸出參數;
S12,建立HYCOM模型同化系統,對所述模型數據輸出參數進行資料同化得到海洋數據,并統一不同海洋數據的輸入輸出接口;
S13,通過HYCOM模型對所述海洋數據進行處理,生成預設時間內的海洋信息預測數據。

3.  根據權利要求2所述的方法,其特征在于,所述步驟S11中,確定所述HYCOM模型的模型數據輸出參數的步驟,包括:
S111,獲取大氣強制數據、模型初始場及邊界條件;
S112,設置垂直坐標系統、積分步長和時間步長;
S113,根據所述積分步長和時間步長,采用所述HYCOM模型進行迭代計算得到模型數據輸出參數。

4.  根據權利要求1至3任一項所述的方法,其特征在于,所述步驟S4之前還包括:
S4a,根據所述海洋信息預測數據以及海洋地理信息得到船舶的多種航行線路,并生成相應的線路圖層。

5.  一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示裝置,其特征在于,包括:
數據生成模塊,用于通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據;
數據處理模塊,用于對所述預測數據進行可視化處理,得到相應的海洋狀 態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息;
海洋狀態圖層生成模塊,用于根據所述海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息生成相應的海洋狀態圖層;
海洋信息顯示模塊,用于將所述生成的圖層分層疊加到電子海圖顯示與信息系統中進行顯示。

6.  根據權利要求5所述的裝置,其特征在于,所述數據生成模塊具體用于:
選擇所要計算的海洋區域,建立該區域基于HYCOM模型的數值預報系統,確定所述HYCOM模型的分辨率、存儲格式和模型數據輸出參數;
建立HYCOM模型同化系統,對所述模型數據輸出參數進行資料同化得到海洋數據,并統一不同海洋數據的輸入輸出接口;
通過HYCOM模型對所述海洋數據進行處理,生成預設時間內的海洋信息預測數據。

7.  根據權利要求5或6所述的裝置,其特征在于,所述裝置還包括:
航行線路圖層生成模塊,用于根據所述海洋信息預測數據以及海洋地理信息得到船舶的多種航行線路,并生成相應的線路圖層。

說明書

說明書基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法及裝置
技術領域
本發明涉及航海導航技術領域,具體涉及一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法及裝置。
背景技術
電子海圖顯示與信息系統作為最常用的航海導航系統,已經獲得了廣泛的應用,目前,各國對電子海圖顯示與信息系統及其應用系統都極為重視。電子海圖顯示與信息系統在國際產業界進展的非常快,許多發達國家的各類艦船上大都裝備了配有這種數據和設備的系統。據有關資料介紹,在15000艘SOLAS公約船中,有約1000艘船裝有電子海圖顯示與信息系統,目前世界上新造SOLAS公約船舶,基本上都安裝了電子海圖顯示與信息系統。據不完全統計,國際上從事電子海圖顯示與信息系統研發和生產的大公司就有上百家,較有代表性的是挪威的C-Map公司、英國的船商(TRANSAS)公司、德國的ATLAS公司和TCS公司、美國的Sperry公司等。
然而,現有的電子海圖顯示與信息系統基本上都局限于顯示港口、航道、水深等信息,對于動態的海洋環境信息,例如波高、波向、風速、風向、氣壓場、海流以及海溫等信息,并沒有同步顯示。傳統的方法是進行多圖對比分析,不僅效率低下而且也非常不直觀,遠遠無法滿足人們對海洋環境信息的認知需求。
發明內容
針對現有的電子海圖顯示與信息系統中無法顯示動態海洋環境信息的缺陷,本發明提供了一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法及裝置。
本發明提供的一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法,包括:
S1,通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據;
S2,對所述預測數據進行可視化處理,得到相應的海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息;
S3,根據所述海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息生成相應的海洋狀態圖層;
S4,將所述生成的圖層分層疊加到電子海圖顯示與信息系統中進行顯示。
進一步地,所述步驟S1中,通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據的步驟,包括:
S11,選擇所要計算的海洋區域,建立該區域基于HYCOM模型的數值預報系統,確定所述HYCOM模型的分辨率、存儲格式和模型數據輸出參數;
S12,建立HYCOM模型同化系統,對所述模型數據輸出參數進行資料同化得到海洋數據,并統一不同海洋數據的輸入輸出接口;
S13,通過HYCOM模型對所述海洋數據進行處理,生成預設時間內的海洋信息預測數據。
進一步地,所述步驟S11中,確定所述HYCOM模型的模型數據輸出參數的步驟,包括:
S111,獲取大氣強制數據、模型初始場及邊界條件;
S112,設置垂直坐標系統、積分步長和時間步長;
S113,根據所述積分步長和時間步長,采用所述HYCOM模型進行迭代計算得到模型數據輸出參數。
進一步地,所述步驟S4之前還包括:
S4a,根據所述海洋信息預測數據以及海洋地理信息得到船舶的多種航行線路,并生成相應的線路圖層。
相對應的,本發明還提供了一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示裝置,包括:
數據生成模塊,用于通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據;
數據處理模塊,用于對所述預測數據進行可視化處理,得到相應的海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息;
海洋狀態圖層生成模塊,用于根據所述海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息生成相應的海洋狀態圖層;
海洋信息顯示模塊,用于將所述生成的圖層分層疊加到電子海圖顯示與信息系統中進行顯示。
進一步地,所述數據生成模塊具體用于:
選擇所要計算的海洋區域,建立該區域基于HYCOM模型的數值預報系統,確定所述HYCOM模型的分辨率、存儲格式和模型數據輸出參數;
建立HYCOM模型同化系統,對所述模型數據輸出參數進行資料同化得到海洋數據,并統一不同海洋數據的輸入輸出接口;
通過HYCOM模型對所述海洋數據進行處理,生成預設時間內的海洋信息預測數據。
進一步地,所述裝置還包括:
航行線路圖層生成模塊,用于根據所述海洋信息預測數據以及海洋地理信息得到船舶的多種航行線路,并生成相應的線路圖層。
本發明提供的一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法及裝置,可以在現有的電子海圖顯示與信息系統中同時顯示預設時間內的海洋狀態信息,即將港口、航道、水深等信息與波高、波向、風速、風向、氣壓場、海流以及海溫等信息進行同時顯示。進而還可以將根據預測的海洋狀態信息生成多條航行線路也同時顯示到電子海圖顯示與信息系統,使船舶駕駛員或者無人艇可以選擇合適的航行路線。
附圖說明
參照下面結合附圖對本發明實施例的說明,會更加容易地理解本發明的以上和其它目的、特點和優點;附圖是示意性的而不應理解為對本發明進行任何限制,附圖中:
圖1為本發明實施例中一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法的流程示意圖;
圖2為本發明實施例中通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據的流程示意圖;
圖3為本發明實施例中確定所述HYCOM模型的模型數據輸出參數的流程示意圖;
圖4為本發明實施例中一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示裝置的結構示意圖。
具體實施方式
現結合附圖和實施例對本發明技術方案作進一步詳細闡述。
圖1為本發明實施例中一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法的流程示意圖,如圖1所示,為本實施例公開的一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法,包括:
S1,通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據;
S2,對所述預測數據進行可視化處理,得到相應的海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息;
S3,根據所述海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息生成相應的海洋狀態圖層;
S4,將所述生成的圖層分層疊加到電子海圖顯示與信息系統中進行顯示。
進一步地,如圖2所示,所述步驟S1中,通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據的步驟,包括:
S11,選擇所要計算的海洋區域,建立該區域基于HYCOM模型的數值預報系統,確定所述HYCOM模型的分辨率、存儲格式和模型數據輸出參數;
S12,建立HYCOM模型同化系統,對所述模型數據輸出參數進行資料同化得到海洋數據,并統一不同海洋數據的輸入輸出接口;
S13,通過HYCOM模型對所述海洋數據進行處理,生成預設時間內的海洋信息預測數據。
進一步地,如圖3所示,所述步驟S11中,確定所述HYCOM模型的模型數據輸出參數的步驟,包括:
S111,獲取大氣強制數據、模型初始場及邊界條件;
S112,設置垂直坐標系統、積分步長和時間步長;
S113,根據所述積分步長和時間步長,采用所述HYCOM模型進行迭代計算得到模型數據輸出參數。
進一步地,所述步驟S4之前還包括:
S4a,根據所述海洋信息預測數據以及海洋地理信息得到船舶的多種航行線路,并生成相應的線路圖層。
舉例來說,根據無人艇或船舶的相關數據,如速度最大下潛深度等,根據 航行時的氣象與海況情況,可以生成多條推薦航行線路,如最優航跡、最佳天氣航跡、最順流節省燃料航跡、最安全航跡等。將計算出的多條航行線路形成對應的圖層,同時疊加到電子海圖顯示與信息系統之上,并以不同顏色區別相應航跡及深度。
相對應的,如圖4所示,本實施例還提供了一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示裝置,包括:
數據生成模塊101,用于通過HYCOM模型生成預設時間內的海洋信息預測數據;
數據處理模塊102,用于對所述預測數據進行可視化處理,得到相應的海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息;
海洋狀態圖層生成模塊103,用于根據所述海洋狀態圖以及與所述海洋狀態圖對應的地理經緯度坐標信息生成相應的海洋狀態圖層;
海洋信息顯示模塊104,用于將所述生成的圖層分層疊加到電子海圖顯示與信息系統中進行顯示。
進一步地,所述數據生成模塊101具體用于:
選擇所要計算的海洋區域,建立該區域基于HYCOM模型的數值預報系統,確定所述HYCOM模型的分辨率、存儲格式和模型數據輸出參數;
建立HYCOM模型同化系統,對所述模型數據輸出參數進行資料同化得到海洋數據,并統一不同海洋數據的輸入輸出接口;
通過HYCOM模型對所述海洋數據進行處理,生成預設時間內的海洋信息預測數據。
進一步地,所述裝置還包括:
航行線路圖層生成模塊,用于根據所述海洋信息預測數據以及海洋地理信息得到船舶的多種航行線路,并生成相應的線路圖層。
本實施例提供的一種基于HYCOM模型同化技術的海洋信息顯示方法及裝置,可以在現有的電子海圖顯示與信息系統中同時顯示預設時間內的海洋狀態信息,即將港口、航道、水深等信息與波高、波向、風速、風向、氣壓場、海流以及海溫等信息進行同時顯示。進而還可以將根據預測的海洋狀態信息生成多條航行線路也同時顯示到電子海圖顯示與信息系統,使船舶駕駛員或者無人 艇可以選擇合適的航行路線。
最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。

關 鍵 詞:
基于 HYCOM 模型 同化 技術 海洋 信息 顯示 方法 裝置
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