三維可視化海底電纜智能監(jiān)控平臺(tái)及其應(yīng)用

韓 磊，史令彬，沈清野，徐海寧，敬 強(qiáng)，韋立富，李 想，丁同臻，丁明磊，張 霞

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司舟山供電公司，浙江 舟山 316000）

0 引言

海底電纜是沿海島嶼與城市之間電力傳輸?shù)闹匾侄?，在?shí)現(xiàn)電網(wǎng)國(guó)際化和區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)進(jìn)程中起著重要作用［1］。國(guó)網(wǎng)舟山供電公司管轄范圍內(nèi)具有較為復(fù)雜的海底輸電線路，當(dāng)前該公司海底電纜運(yùn)維主要采用二維數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)施雷達(dá)與AIS（船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)）信號(hào)融合進(jìn)行目標(biāo)物識(shí)別與判斷，視頻監(jiān)控等回顧故障發(fā)生信息。該平臺(tái)不能實(shí)時(shí)立體化呈現(xiàn)海底地形地貌、船舶拋錨等相關(guān)狀態(tài)，同時(shí)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)該區(qū)域是否符合漁船錨泊條件和多維度觀察漁船錨泊后拖錨損害等結(jié)果［2-4］。為解決此問(wèn)題，本文研究了掃海數(shù)據(jù)進(jìn)行三維可視化還原，導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D 引擎中并集成監(jiān)測(cè)硬件［5-8］，實(shí)現(xiàn)可視化海底電纜監(jiān)測(cè)中的三維海底地形地貌以及船錨纜關(guān)系的三維視覺(jué)呈現(xiàn)，為海底電纜運(yùn)維中預(yù)警判斷和事故回放追責(zé)提供全方位、多維度的保障［9］，減少錨害對(duì)電纜故障造成的重大經(jīng)濟(jì)損失。

1 掃海數(shù)據(jù)解析

1.1 海底電纜數(shù)據(jù)獲取

1.1.1 舟山馬目至魚山220 kV海纜路由

舟山至馬目路由海纜敷設(shè)于2018 年3 月，共敷設(shè)7條海纜。海纜在運(yùn)維監(jiān)測(cè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多源勘測(cè)的原始數(shù)據(jù)，包括海纜路由環(huán)境、海纜裸露數(shù)據(jù)、埋深、海纜本體，甚至是水文氣象數(shù)據(jù)等。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的綜合衡量，才能更加直觀地可視化顯示海底電纜路由以及海纜的狀態(tài)。在本次掃海數(shù)據(jù)還原中，如圖1所示，海纜路由調(diào)查區(qū)域先進(jìn)行設(shè)定。

圖1 海纜路由調(diào)查區(qū)域示意圖

該掃測(cè)采用側(cè)掃聲吶進(jìn)行，側(cè)掃聲納坐標(biāo)位置誤差為±2 m；GPS（全球定位系統(tǒng)）天線到拖魚實(shí)際位置誤差估算值為±2.0 m；拖魚偏離航跡線的誤差估算值為±2.0 m。由此，計(jì)算可得掃聲納拖魚坐標(biāo)位置精度為±3.46 m，側(cè)掃聲納掃側(cè)海纜坐標(biāo)位置平面精度為±3.61 m。

1.1.2 三維可視化系統(tǒng)中地形處理

掃海數(shù)據(jù)在三維可視化引擎處理之前需要進(jìn)行預(yù)處理［10-14］。通過(guò)外部的預(yù)數(shù)據(jù)處理生成模型文件，在軟件中對(duì)外部模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載。模型的生成和渲染都在引擎軟件內(nèi)進(jìn)行，軟件根據(jù)用戶視角實(shí)時(shí)計(jì)算所需要的模型及精度，對(duì)地形進(jìn)行三維渲染。主要經(jīng)過(guò)以下步驟：

1）數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于掃海數(shù)據(jù)為經(jīng)緯度坐標(biāo)，首先對(duì)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)進(jìn)行十進(jìn)制轉(zhuǎn)換，再將高度數(shù)據(jù)與經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的單位進(jìn)行統(tǒng)一化處理，形成XYZ坐標(biāo)形式的數(shù)據(jù)文件。

2）數(shù)據(jù)分層

在軟件實(shí)際應(yīng)用中，不同的視角高度所需要的地形精度也不同。因此根據(jù)實(shí)際的地形大小，通過(guò)多細(xì)節(jié)層次的方式生成不同精度的地形數(shù)據(jù)，以匹配不同視角范圍下的地形顯示。

3）數(shù)據(jù)分塊

地形數(shù)據(jù)量較大，如果所有的高精度模型都在軟件中同時(shí)進(jìn)行加載可能會(huì)導(dǎo)致幀數(shù)不穩(wěn)定等性能問(wèn)題。因此，可將地形數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊處理，通過(guò)根據(jù)顯示范圍動(dòng)態(tài)加載所需要的地形塊來(lái)提高軟件運(yùn)行效率。

4）模型生成

根據(jù)分層分塊處理完成的掃海數(shù)據(jù)生成地形網(wǎng)格，再將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為曲面，并將地形曲面進(jìn)行導(dǎo)出，作為軟件中地形數(shù)據(jù)的外部文件。

1.2 海纜線數(shù)據(jù)解析

側(cè)掃聲吶系統(tǒng)中的拖魚布放采用側(cè)弦拖曳式布放。布放在測(cè)量船左弦［15］，距離船舷2 m左右，拖體入水深度約3 m，信標(biāo)機(jī)天線頭安裝在側(cè)弦距離拖魚2 m 處。系統(tǒng)甲板單元置于駕駛艙，方便保持導(dǎo)航與側(cè)掃數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集的一致性。經(jīng)過(guò)掃海公司將部分海纜路由數(shù)據(jù)處理后，可見(jiàn)數(shù)據(jù)類型如表1所示。在三維可視化引擎軟件中，數(shù)據(jù)點(diǎn)較大，不容易發(fā)現(xiàn)典型錨泊區(qū)域。但是該數(shù)據(jù)有效性為接下來(lái)二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了樣本參考。

表1 二次掃海測(cè)試數(shù)據(jù)

二次采集樣本數(shù)據(jù)時(shí)設(shè)置好GPS 偏移量、發(fā)射功率、增益等參數(shù)，保證現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于安全、可靠的狀態(tài)。測(cè)量前對(duì)拖魚的吃水和位置進(jìn)行量測(cè)，通過(guò)軟件對(duì)系統(tǒng)設(shè)定，將拖魚位置歸算至GPS 位置處。根據(jù)技術(shù)要求，將設(shè)備安裝調(diào)試后，沿測(cè)線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 二次樣本數(shù)據(jù)

2 掃海數(shù)據(jù)三維可視化還原

2.1 線性插值三角網(wǎng)法還原掃測(cè)數(shù)據(jù)樣本

將掃海數(shù)據(jù)點(diǎn)連成海域?qū)崟r(shí)顯示是三維可視化的核心，其原理是設(shè)置點(diǎn)的一個(gè)集合［16-17］，相當(dāng)于將任意取相臨近Zi=INTERPTRI（TRI，X，Y，Z，Xi，Yi）對(duì)向量Y和Z的散點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值，如由DELAUNAY 在Xi和Yi中的各個(gè)點(diǎn)對(duì)處返回的三角剖分TRI 所述。也就是說(shuō)，Zi（k）是點(diǎn)（Xi（k），Yi（k））處的線性插值。當(dāng)Xi是行向量而Yi是列向量時(shí)，Xi和Yi不會(huì)像在GRIDDATA 中那樣被網(wǎng)狀網(wǎng)格化。實(shí)際上，一個(gè)常見(jiàn)的三角形繪制算法是查看三角形周圍包圍框中的每個(gè)像素，然后對(duì)每個(gè)像素計(jì)算重心坐標(biāo)。如果其中一個(gè)權(quán)重是負(fù)數(shù)，那么該像素將被跳過(guò)。這種算法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，顯卡可以簡(jiǎn)單地并行化邊界框中的每個(gè)像素，這使得繪制三角形非?？?。

2.2 三維地形還原過(guò)程

如圖2 所示：取掃測(cè)數(shù)據(jù)臨近的3 個(gè)點(diǎn)V1、V2、V3，作為其中一個(gè)三角形的3 個(gè)頂點(diǎn)，P 作為重心點(diǎn)計(jì)算距離D：

圖2 任意臨近3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)示意圖

式中：DV1、DV2、DV3分別為V1、V2、V3 到P 點(diǎn)的距離；XV1、XV2、XV3、XP分別為V1、V2、V3、P 點(diǎn)的橫坐標(biāo)值；YV1、YV2、YV3、YP分別為V1、V2、V3、P點(diǎn)的縱坐標(biāo)值。

再根據(jù)每個(gè)頂點(diǎn)的樣本坐標(biāo)定義權(quán)重W：

最后，通過(guò)三角形每個(gè)頂點(diǎn)到混合點(diǎn)的距離可以將所有的點(diǎn)連接成面，并且添加相關(guān)的顏色，填色后效果如圖3所示。

圖3 三點(diǎn)成面的顏色填充

經(jīng)過(guò)所有點(diǎn)的云數(shù)據(jù)處理后，采用線性插值三角網(wǎng)插值算法程序?qū)颖緮?shù)據(jù)還原，效果如圖4所示。

圖4 多個(gè)點(diǎn)連成的海底地形區(qū)域

3 基于真實(shí)掃海數(shù)據(jù)的三維可視化智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.1 總體架構(gòu)

3.1.1 平臺(tái)介紹

根據(jù)國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司的業(yè)務(wù)需求，基于三維掃海數(shù)據(jù)還原，設(shè)計(jì)集搜索、監(jiān)視、跟蹤、報(bào)警于一體的三維可視的海底電纜運(yùn)維檢修智能化綜合管控平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)海底電纜健康管理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、水面目標(biāo)態(tài)狀監(jiān)測(cè)、外力破壞預(yù)警、事件急速智能處置、信息要素可視化的現(xiàn)代化管理。

3.1.2 平臺(tái)功能流程

該三維可視的海底電纜運(yùn)維檢修智能化綜合管理平臺(tái)包含7個(gè)功能點(diǎn)，其功能流程如圖5所示。

圖5 平臺(tái)功能流程

1）系統(tǒng)登陸。

2）實(shí)時(shí)探測(cè)：工具（測(cè)量功能、點(diǎn)定位功能），圖層管理（點(diǎn)線面），顯示設(shè)置（目標(biāo)設(shè)置、場(chǎng)景設(shè)置、報(bào)警設(shè)置、光電設(shè)置），實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)船舶、已消失的船舶、實(shí)時(shí)報(bào)警列表、報(bào)警處理、實(shí)時(shí)預(yù)警列表、已結(jié)束報(bào)警列表、歷史報(bào)警列表、風(fēng)險(xiǎn)熱點(diǎn)圖），海圖顯示（海纜顯示、海纜編輯功能、目標(biāo)報(bào)警狀態(tài)顯示、點(diǎn)目標(biāo)顯示、目標(biāo)數(shù)據(jù)源不同顯示）。

3）歷史回放。

4）CCTV（閉路電視）：相機(jī)列表樹(shù)狀圖、云臺(tái)控制功能。

5）信息管理：船舶管理、海纜管理、錨泊事件管理。

6）平臺(tái)管理：用戶管理、運(yùn)維管理。

7）報(bào)警服務(wù)：輸入報(bào)警規(guī)則修改、輸出報(bào)警數(shù)據(jù)信息。

在海纜監(jiān)控方面，充分利用“大、云、物、移、智”安防領(lǐng)域新技術(shù)，將電子海圖、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)）增強(qiáng)聯(lián)動(dòng)視頻、船只AIS和雷達(dá)信號(hào)融合認(rèn)證等結(jié)合起來(lái)。通過(guò)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的海纜綜合監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)，做到海纜監(jiān)控信息分級(jí)預(yù)警及大數(shù)據(jù)綜合研判，極大地提升了海纜防外破水平。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞

系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際探測(cè)需要，以網(wǎng)絡(luò)接入的方式有選擇地連入包括水體、水面目標(biāo)等不同種類和數(shù)量的分布式探測(cè)傳感器，對(duì)目標(biāo)特征進(jìn)行采集。各類分布式前端探測(cè)站/點(diǎn)均在無(wú)人值守下工作。前端各類探測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匯總至探測(cè)中心站后，由部署在中心的綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（軟件）進(jìn)行探測(cè)數(shù)據(jù)的融合與大數(shù)據(jù)分析。最后，依照各探測(cè)監(jiān)管部門的行業(yè)習(xí)慣和管理意圖，將各類探測(cè)及預(yù)警信息以圖形、表格或文本等多種形式呈現(xiàn)給管理者，這些信息包括：海圖背景下的目標(biāo)跟蹤態(tài)勢(shì)圖、觸發(fā)各類報(bào)警的目標(biāo)信息、特殊目標(biāo)的航行路線規(guī)劃及調(diào)度指示、監(jiān)視視頻畫面以及探測(cè)分析圖表、預(yù)警輔助決策建議信息等。此外，借助中心的管理平臺(tái)軟件，用戶還可遠(yuǎn)程操控和管理整個(gè)系統(tǒng)中的所有設(shè)備，并可借助AIS、VHF（甚高頻）實(shí)現(xiàn)對(duì)管理對(duì)象（船舶）的航行路線規(guī)劃、調(diào)度管理及雙向?qū)崟r(shí)信息交互。平臺(tái)按照數(shù)據(jù)信息流的傳遞順序依次劃分為4個(gè)功能層次，分別是：感知層、傳輸層、支撐層及應(yīng)用層，如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)傳遞層示意圖

來(lái)自各種類分布式探測(cè)傳感器的探測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)各種數(shù)據(jù)傳送形式匯聚到中心站，由該綜合數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、大數(shù)據(jù)分析，并最終將探測(cè)區(qū)域內(nèi)各類識(shí)別到的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)疊加在海圖背景上，以態(tài)勢(shì)圖的形式呈現(xiàn)給用戶。

同時(shí)，為了豐富用戶的監(jiān)管手段，系統(tǒng)還可為操作者提供對(duì)水面目標(biāo)的手動(dòng)或自動(dòng)CCTV 視頻抓拍取證操作控制、各類探測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及回放、系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控及維護(hù)管理等多種子功能項(xiàng)。此外，該平臺(tái)還支持以擴(kuò)展功能插件的形式不斷擴(kuò)充新的功能項(xiàng)。

3.3 三維可視化子系統(tǒng)構(gòu)建

3.3.1 三維可視化子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

該三維可視化的海底電纜運(yùn)維檢修智能綜合管控平臺(tái)按照功能模塊可分為以下幾個(gè)子系統(tǒng)：海纜海底地貌的三維可視化子系統(tǒng)、海纜線路由的三維可視子系統(tǒng)、水文氣象子系統(tǒng)、AIS 電子圍欄子系統(tǒng)、先進(jìn)雷達(dá)探測(cè)子系統(tǒng)、海底電纜全生命周期管理子系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)如圖7所示。

1）海纜海底地貌的三維可視化子系統(tǒng)：利用聲吶探測(cè)技術(shù)，對(duì)試點(diǎn)海域的海纜所轄區(qū)域完成聲吶掃測(cè)，回波數(shù)據(jù)通過(guò)4G/5G 專用網(wǎng)絡(luò)或離線的方式上傳至海底電纜運(yùn)維檢修智能綜合管控平臺(tái)。開(kāi)發(fā)對(duì)回波數(shù)據(jù)三維成像的算法，實(shí)現(xiàn)掃測(cè)數(shù)據(jù)的三維成像及完成與歷史數(shù)據(jù)的比對(duì)工作。對(duì)產(chǎn)生變化的部分，在平臺(tái)上給出提示。

2）海纜線路由的三維可視子系統(tǒng)：利用高精度磁探技術(shù)（原子磁力儀），對(duì)試點(diǎn)海域的海纜完成磁探掃測(cè)，掃測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)4G/5G 專用網(wǎng)絡(luò)或離線的方式傳輸至海底電纜運(yùn)維檢修智能綜合管控平臺(tái)。開(kāi)發(fā)對(duì)磁探數(shù)據(jù)三維成像的算法，實(shí)現(xiàn)海纜路由三維成像及完成歷史路由的比對(duì)工作。對(duì)產(chǎn)生變化的部分，在平臺(tái)上給出提示。

3）水文氣象子系統(tǒng)：在三維可視化的海底電纜運(yùn)維檢修智能綜合管控平臺(tái)接入水文氣象信息的接口，并在平臺(tái)上融合展示的水文氣象信息，在海纜所在海域?qū)崟r(shí)展現(xiàn)水文氣象數(shù)據(jù)，并為海纜運(yùn)行、海面船舶管理、運(yùn)維檢修工作安排等提供氣象環(huán)境影響的數(shù)據(jù)依據(jù)，為生產(chǎn)安全提供水文氣象信息支持。

4）基于AIS 的電子圍欄子系統(tǒng)：在充分利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，整合現(xiàn)有信息、組織、資源，加強(qiáng)綜合管理能力，實(shí)現(xiàn)海纜監(jiān)控海域的船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)控平臺(tái)的智能化和自動(dòng)化，完善船舶動(dòng)態(tài)管理機(jī)制。為了保障運(yùn)檢和其他部門在緊急事件的處理過(guò)程中快速、準(zhǔn)確、及時(shí)地收集各類信息，通過(guò)多種方式進(jìn)行高效溝通，獲得科學(xué)的輔助決策信息，利用信息技術(shù)和決策支持技術(shù)，建立具有先進(jìn)性海纜保護(hù)區(qū)域的電子圍欄。

系統(tǒng)整體采用通用的C/S 構(gòu)架、前后端分離的開(kāi)發(fā)技術(shù)，完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的前端展示與人機(jī)交互功能。系統(tǒng)提供PC端應(yīng)用界面及大屏可視化展現(xiàn)，完成原舟山海纜一體化監(jiān)控平臺(tái)的所有功能，并實(shí)現(xiàn)后續(xù)子模塊接入的接口開(kāi)發(fā)工作。通過(guò)多源設(shè)備感知，融合雷達(dá)、AIS、氣象、磁探、聲吶、光電形成目標(biāo)的多源頭探測(cè)及3D展示，集雷達(dá)數(shù)據(jù)、AIS 數(shù)據(jù)、光電數(shù)據(jù)進(jìn)行船只目標(biāo)的綜合管理與預(yù)告警，建立全生命周期管理，提供磁探、聲吶、氣象、AIS電子圍欄數(shù)據(jù)接口。

3.3.2 三維可視化子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程

通過(guò)對(duì)三維可視化模型的數(shù)據(jù)環(huán)境與數(shù)據(jù)格式進(jìn)行全面分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同格式的規(guī)則格網(wǎng)DEM（數(shù)字高程模型）數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終得到三維可視化所需要的數(shù)據(jù)，從而形成一維完整的DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、處理、檢驗(yàn)機(jī)制。對(duì)三維可視化效果進(jìn)行了擴(kuò)展，除三角形網(wǎng)和紋理效果圖外，增加了光影效果和分層著色三維圖效果。詳細(xì)討論了實(shí)現(xiàn)光影效果的不同算法的效率，并找到了一種高效的地平面計(jì)算方法。反投影變換實(shí)現(xiàn)過(guò)程，簡(jiǎn)要疊加了常見(jiàn)的三維分析方法以及地圖代數(shù)在三維分析中的作用。對(duì)三維可視化模型提出了更為合理的單層多比例尺表達(dá)的實(shí)現(xiàn)模式，討論了其實(shí)現(xiàn)方法以及數(shù)據(jù)組織形式；根據(jù)對(duì)模型的認(rèn)識(shí)，從整體上提出一個(gè)全面的、開(kāi)放式的應(yīng)用程序構(gòu)架藍(lán)圖，為后續(xù)的軟件開(kāi)發(fā)提供支持。實(shí)現(xiàn)了三維可視化應(yīng)用程序的功能開(kāi)發(fā)。

本系統(tǒng)基于二維的舟山電力海纜監(jiān)控一體化平臺(tái)，采用Unity3D 的三維引擎技術(shù)以及C#編程語(yǔ)言、WPF界面框架升級(jí)構(gòu)建了三維可視的海底電纜運(yùn)維檢修智能化綜合管控平臺(tái)。通過(guò)對(duì)Unity3D 場(chǎng)景坐標(biāo)的綜合轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)基于Unity3D場(chǎng)景坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法，實(shí)現(xiàn)地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)Unity3D 場(chǎng)景坐標(biāo)，解決了二、三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)易偏移的問(wèn)題。二、三維系統(tǒng)切換界面如圖8所示。

圖8 三維可視化主場(chǎng)景界面示意圖

3.3.3 三維可視化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

Unity3D 也稱Unity，是由Unity Technologies公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)讓用戶輕松創(chuàng)建諸如三維視頻、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫等類型互動(dòng)內(nèi)容的多平臺(tái)綜合型引擎工具。Unity3D 可以運(yùn)行在Win?dows 和MacOS X 下，可發(fā)布至Windows、Mac、Wii、iPhone、WebGL（需要HTML5）、Windows Phone 8 和Android 平臺(tái)。也可以利用Unity Web Player插件發(fā)布網(wǎng)頁(yè)版內(nèi)容，支持Mac和Windows平臺(tái)的網(wǎng)頁(yè)瀏覽，是一個(gè)全面整合的專業(yè)實(shí)時(shí)渲染引擎。在本項(xiàng)目中應(yīng)用其三維場(chǎng)景進(jìn)行海面和海底關(guān)系表現(xiàn)，如以下代碼以及效果圖（圖9）所示。

圖9 三維可視化平臺(tái)海纜與海面

3.3.4 三維可視化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

建立新的MySQL Command 變量，通過(guò)以太網(wǎng)與MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)連接，通過(guò)ExecuteReader（）函數(shù)讀取MULTBEANSONARTARGETDATA 表內(nèi)的聲吶探測(cè)到的目標(biāo)物的類型（type），ID（id），三維UTM坐標(biāo)（UTM_X，UTM_Y，UTM_X）以及入侵時(shí)間（time1），通過(guò)ExecuteReader（）函數(shù)來(lái)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中AISTRAJDATA 表內(nèi)的AIS 信息，mmsi（mmsi）row（row），時(shí)間（time），ID（id），三維UTM 坐標(biāo)（UTM3_X，UTM3_Y，UTM3_Z），類型（type）。最后將讀取到的數(shù)據(jù)存入軟件內(nèi)的相應(yīng)變量中。

建立新的SqlConnection 變量，通過(guò)以太網(wǎng)與Sql數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接。將讀取到的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)寫入到Sql的MULTBEANSONARTARGETDATA表與AISTRAJDATA表內(nèi)。篩選最近新的目標(biāo)物信息。將最近目標(biāo)物信息三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換格式。將AIS 報(bào)文信息轉(zhuǎn)換格式。最后將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至三維視景軟件。

4 結(jié)語(yǔ)

三維可視的海底電纜運(yùn)維檢修智能化綜合管控平臺(tái)是一套對(duì)海底電纜全生命周期運(yùn)檢管控的自動(dòng)化、智能化、現(xiàn)代化的管理系統(tǒng)。該平臺(tái)為原平臺(tái)的升級(jí)版本，在原有平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)不變的情況下，集成已有全部系統(tǒng)和技術(shù)、引入前沿監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)、提高雷達(dá)與AIS融合輔助判斷能力、集成數(shù)據(jù)分析與智能輔判，將當(dāng)前系統(tǒng)升級(jí)成三維可視化的海底電纜運(yùn)維檢修智能綜合管控平臺(tái)。主要突出地貌、海纜三維可視化、相關(guān)數(shù)據(jù)可視化分析、水文氣象信息可視化和基于雷達(dá)與AIS融合探測(cè)海面目標(biāo)監(jiān)視輔助預(yù)警成像等技術(shù)，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、操作、法律方面都是可行的，可以進(jìn)行平臺(tái)開(kāi)發(fā)。

本文將掃海數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，最終在引擎中展示效果，能夠?yàn)楹＠|的三維可視化監(jiān)控中數(shù)據(jù)還原提供一定的參考。本文中是基于線性插值三角網(wǎng)法進(jìn)行計(jì)算、程序批量運(yùn)算、引擎中引用等步驟進(jìn)行基本的處理，在采樣數(shù)據(jù)過(guò)程中分批次進(jìn)行，彌補(bǔ)數(shù)據(jù)量粗糙帶來(lái)的不直觀準(zhǔn)確性。在接下來(lái)的研究中，將注重海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)還原的問(wèn)題，針對(duì)局部海纜進(jìn)行三維可視化輔助預(yù)判，但是目前還不具備甄別淤泥、礁石、淺灘等地形的能力。