一种复杂多因素条件下海上安全选址的定位方法与流程

1.本发明涉及海上规划选址技术领域，具体为一种复杂多因素条件下海上安全选址的定位方法。


背景技术：

2.目前，在我国进行海上安全选址涉及到的用海部门较多，包括海洋主管部门(海洋功能区划等)、交通运输主管部门(例如港口、航道、航路、锚地等海上交通用海)、农业部门(渔港、渔业养殖区等用海)、电力能源部门(海上风电开发、油气开发等用海)、生态环境保护部门(生态环境保护区等)等多个涉海部门，任何一个部门在进行海上项目用海选址或规划时必须统筹兼顾到其他部门的用海需求。
3.现今，海洋开发利用力度的加大，后续各种用海项目安全选址受限制因素越来有多，限制条件越来越复杂，使用传统的、常规选址方法和技术难以选出一块满足上述各种因素限制条件的安全选址，更别提给出满足上述各种限制条件因素的可用选址区域。
4.现有的海上安全选址的定位方法，大多都凭借自身的选址经验，并结合根据探测采集的地理数据，通过技术手段对上述地理信息数据进行整合，在海域内进行安全选址，但定位区域较为粗略，无法精确的对海上安全选址进行定位，以及受到各种用海项目的限制，在进行选址时，需考虑到各种的限制因素，随着用海项目的不断增加，使海上选址定位更加困难。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种复杂多因素条件下海上安全选址的定位方法，以解决上述背景技术中提出的现有的海上安全选址的定位方法，大多都凭借自身的选址经验，并结合根据探测采集的地理数据，通过技术手段对上述地理信息数据进行整合，在海域内进行安全选址，但定位区域较为粗略，无法精确的对海上安全选址进行定位，以及受到各种用海项目的限制，在进行选址时，需考虑到各种的限制因素，随着用海项目的不断增加，使海上选址定位更加困难的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复杂多因素条件下海上安全选址的定位方法，包括如下步骤：
7.步骤1、收集影响海上安全选址的所有信息，进行数字化处理：
8.步骤2、将步骤1所有需要避让信息划分为点状信息、线状信息和面状信息；
9.步骤3、将步骤2中的点状信息、线状信息和面状信息并在同一坐标系统下进行数字化融合处理；
10.步骤4、将所有数字化后的点状信息、线状信息转换为面状信息区域；
11.(1)需要安全避让的点状信息，以点所在位置为中心、安全避让距离为半径生成缓冲区，为点状信息安全避让的区域；
12.(2)需要安全避让的线状信息，以中心线为基准、以安全避让距离和自身宽度的一
半为半径生成缓冲区，为线状信息安全避让区域；
13.(3)需要安全避让的面状信息，以面状目标的边界线为基准、以安全避让距离为半径在目标外侧生成缓冲区，连同目标边界围成的区域合并作为面状信息安全避让区域；
14.(4)安全选址需要包含在其中的面状信息，直接以目标边界围成的区域作为面状信息。
15.步骤5、将步骤4中处理为面状区域的信息进行分类：一类是安全选址必须在其中的区域，即li图层，另一类是安全选址不能在其中选址的区域，即lo图层；
16.步骤6、定位满足选址条件的可用区域。
17.进一步的，所述步骤1中，考虑影响海上安全选址的所有限制条件因素，包括矢量、栅格等各种类型、多种来源的地理图件信息。
18.进一步的，所述步骤2-4中，将影响海上安全选址的所有限制条件因素全部转换成了可以识别的矢量面状信息区域。
19.进一步的，所述步骤5中，将所有li图层、lo图层分别求交集和并集，最后求补集得到满足安全选址条件的可用水域。
20.进一步的，所述所有lii图层求交集，即li＝li1∩li2∩...lii；所述所有loi图层求并集，即lo＝lo1∪lo2∪...loi。
21.进一步的，所述图层li里面且在lo图层外面的区域，即求补集l即为满足安全选址要求的可用区域。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该复杂多因素条件下海上安全选址的定位方法，将影响海上安全选址的各种复杂限制条件，按统一的坐标系进行处理，实现在一个gis窗口中观察分析各种限制条件，完成限制条件的区域分类，提出定位海上安全选址的数学模型，通过区域图层的数学运算能够自动生成满足各种复杂多因素条件下的可用安全选址区域，最终形成一种复杂多因素条件下定位海上安全选址的方法，显著提高定位海上安全选址的效率、系统性与合理性。
23.1.本发明，步骤1中的收集信息中包括但不限于港口图、航道图、航路图、ais交通流轨迹图、航海图(水深、碍航物、礁石、浅滩等)、渔业养殖区、钻井平台区、海洋功能区、生态保护红线及台风路径、流场、波浪场等，在定位海上安全选址时需要考虑的信息。
24.2.本发明，需要安全避让的点状信息，以点所在位置为中心、安全避让距离为半径生成缓冲区，为点状信息安全避让的区域，例如提取碍航物、礁石、钻井平台等所在的位置数字化为点状信息；需要安全避让的线状信息，以中心线为基准、以安全避让距离和自身宽度的一半为半径生成缓冲区，为线状信息安全避让区域，例如，提取航道、航路、交通流、台风等的中心线数字化为线状信息；需要安全避让的面状信息，以面状目标的边界线为基准、以安全避让距离为半径在目标外侧生成缓冲区，连同目标边界围成的区域合并作为面状信息安全避让区域，例如提取符合条件的水深区、功能区、流场区、波浪场区直接作为面状信息，通过此步，实现了在同一个gis窗口显示上述各种信息，并且具备了检索信息属性的条件，为下一步进行区域分类做好了准备工作。
25.2.本发明，将前述所有已经处理为面状区域的信息分为两类，一类是安全选址必须在其中的区域，例如符合选址条件的水深区、流场区、波浪场区、功能区等区域，这一类区域用lii表示；另一类是不能在其中选址的区域，即不能与其存在交集的区域，例如，前面生
成的碍航物、钻井平台和航路、航道等的点状和线状缓冲区，这一类区域用loi表示。通过此步，为下一步进行区域图层的交集、并集和补集运算提供了可能。
附图说明
26.图1为本发明一种复杂多因素条件下海上安全选址的定位方法的流程图。
具体实施方式
27.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种复杂多因素条件下海上安全选址的定位方法，包括如下步骤：
30.步骤1、收集影响海上安全选址的所有信息，进行数字化处理：
31.步骤2、将步骤1所有需要避让信息划分为点状信息、线状信息和面状信息；
32.步骤3、将步骤2中的点状信息、线状信息和面状信息并在同一坐标系统下进行数字化融合处理；
33.步骤4、将所有数字化后的点状信息、线状信息转换为面状信息区域；
34.(1)需要安全避让的点状信息，以点所在位置为中心、安全避让距离为半径生成缓冲区，为点状信息安全避让的区域；
35.(2)需要安全避让的线状信息，以中心线为基准、以安全避让距离和自身宽度的一半为半径生成缓冲区，为线状信息安全避让区域；
36.(3)需要安全避让的面状信息，以面状目标的边界线为基准、以安全避让距离为半径在目标外侧生成缓冲区，连同目标边界围成的区域合并作为面状信息安全避让区域；
37.(4)安全选址需要包含在其中的面状信息，直接以目标边界围成的区域作为面状信息。
38.步骤5、将步骤4中处理为面状区域的信息进行分类：一类是安全选址必须在其中的区域，即li图层，另一类是安全选址不能在其中选址的区域，即lo图层；
39.步骤6、定位满足选址条件的可用区域。
40.步骤1中，考虑影响海上安全选址的所有限制条件因素，包括矢量、栅格等各种类型、多种来源的地理图件信息。
41.步骤2-4中，将影响海上安全选址的所有限制条件因素全部转换成了可以识别的矢量面状信息区域。
42.步骤5中，将所有li图层、lo图层分别求交集和并集，最后求补集得到满足安全选址条件的可用水域。
43.所有lii图层求交集，即li＝li1∩li2∩...lii；所有loi图层求并集，即lo＝lo1∪lo2∪...loi。
44.图层li里面且在lo图层外面的区域，即求补集l即为满足安全选址要求的可用区域。
45.综上，该复杂多因素条件下海上安全选址的定位方法，使用时，首先工作人员预先收集影响海上安全选址的所有信息，例如，船舶交通流、船舶航路、海洋功能区划、港口规划和海图等信息，之后对所有相关信息在同一坐标系统下进行融合处理，对前述各种因素融合处理后，不同来源、不同类型、不同尺度的限制因素实现了在同一gis平台上的融合显示，为后续进行模型计算奠定了重要基础，之后将所有数字化后的点状、线状信息转换为面状信息区域，将需要安全避让的点状信息，以点所在位置为中心、安全避让距离为半径生成缓冲区，为点状信息安全避让的区域，将需要安全避让的线状信息，以中心线为基准、以安全避让距离和自身宽度的一半为半径生成缓冲区，为线状信息安全避让区域，将需要安全避让的面状信息，以面状目标的边界线为基准、以安全避让距离为半径在目标外侧生成缓冲区，连同目标边界围成的区域合并作为面状信息安全避让区域，例如，将航路避让、水深限制、功能区排斥和碍航物避让等限制因素通过边界识别和缓冲区全部转换为区域限制因素，之后进行区域分类，将前述所有已经处理为面状区域的信息分为两类：第一类是安全选址必须在其中的区域，例如符合选址条件的水深区等区域；第二类是不能在其中选址的区域，即不能与其存在交集的区域，例如前面生成的航路避让、功能区排斥、碍航物避让等限制区域，再定位满足选址条件的可用区域，对所有第一类区域图层进行交集运算，结果为li；然后，对所有第二类区域图层进行并集运算，结果为lo；最后，求补集结果为在图层li里面且在lo图层外面的区域，即满足选址条件的可用区域，即可实施海上安全选址的快速定位，保证定位位置的安全准确。
46.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。