【摘要】：本文以海洋水深數(shù)據(jù)為依托，介紹了沿海城市風(fēng)暴潮輔助決策系統(tǒng)中對海量水深數(shù)據(jù)的應(yīng)用情況。首先從水深數(shù)據(jù)在風(fēng)暴潮輔助決策系統(tǒng)中的研究背景和選題意義，研究現(xiàn)狀及研究內(nèi)容談起，通過概述輔助決策系統(tǒng)的概念和發(fā)展狀況，給出了結(jié)合地理信息系統(tǒng)的輔助決策系統(tǒng)的應(yīng)用背景。海洋水深數(shù)據(jù)是輔助決策系統(tǒng)中經(jīng)常面對的重要數(shù)據(jù)種類，通過海洋臺站、觀測點及其他監(jiān)測部門都可以得到水深原始數(shù)據(jù)，也可以通過給定的沿海城市三維地形文件，，結(jié)合水動力模擬軟件實現(xiàn)給定浪高、風(fēng)速等一些自然條件下的風(fēng)暴潮入侵模擬過程，從中導(dǎo)出模擬水深數(shù)據(jù)。這些水深數(shù)據(jù)都對輔助決策起到一定程度的支持作用，分析處理這些水深數(shù)據(jù)從而研究出成熟的處理這種數(shù)據(jù)類型的方法以便應(yīng)對真實的風(fēng)暴潮模擬數(shù)據(jù)，為領(lǐng)導(dǎo)層提供強有力的輔助決策支持是本文所闡述內(nèi)容的最終目標。 海洋水深數(shù)據(jù)是一種極具海洋特色的數(shù)據(jù)類型，其具有數(shù)據(jù)量龐大，來源廣泛，獲取過程復(fù)雜等特點。本文針對海洋監(jiān)測部門得到的原始水深數(shù)據(jù)，以及模擬生成的風(fēng)暴潮入侵水深數(shù)據(jù)都做了分析，講述了不同階段的水深數(shù)據(jù)的存儲方法以及管理思路，并提出了一種利用這些水深數(shù)據(jù)生成水深灰度圖，從而實現(xiàn)高效水深查詢的方法。在這個過程之中，提到了幾種用于對水深數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)募夹g(shù)，并對比了各技術(shù)之間優(yōu)劣，從而找出了適用于本文所研究數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)傳輸策略。通過講解基于水深灰度圖的水深查詢方法的實現(xiàn)過程，并分析了這種查詢方式對比與常規(guī)的數(shù)據(jù)庫查詢方式的優(yōu)勢所在，最終證明基于水深灰度圖的水深查詢方法是值得借鑒的。 由于水深數(shù)據(jù)的獲取查詢等技術(shù)都可以實現(xiàn)，本文緊接著講述了利用水深數(shù)據(jù)進行風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生后受災(zāi)區(qū)域的確定方法。通過水深數(shù)據(jù)形成的水淹圖層與已知的災(zāi)害發(fā)生地的陸地圖層的空間疊加分析，容易得出受災(zāi)區(qū)域圖層，即得到確切的受災(zāi)區(qū)域。針對受災(zāi)區(qū)域圖層的離散水深值，借用等值線算法可以對受災(zāi)區(qū)域的水深值進行劃分，形成平滑的不同受淹水深值的區(qū)間，從而進行受災(zāi)區(qū)域災(zāi)情評價。 風(fēng)暴潮輔助決策系統(tǒng)中有一個重要模塊就是災(zāi)后搜救模塊，此模塊用于在確定了受災(zāi)區(qū)域后進行災(zāi)后搜救行動，以便確保可能存在的生還者能夠被及時救出。災(zāi)后搜救行動如何選擇路線屬于網(wǎng)絡(luò)分析中的一個重要問題，解決此問題有眾多方法可以選擇，比如圖論方法、動態(tài)規(guī)劃方法、A*尋路算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。由于災(zāi)后搜救需要遍及受災(zāi)區(qū)域的任何一個角落以便做到不遺漏任何可能生還的生命，又要尋得最短的整體路徑消耗以取得最快的搜救速度從而保證搜救行動的高質(zhì)量完成，這就需要研究出切實可行的搜救算法，而每次受災(zāi)區(qū)域的情況都是不可預(yù)知的，本文在Prim算法的基礎(chǔ)上提出的并行搜救算法就是在搜救隊伍為兩支的情況下實現(xiàn)的高效搜救算法。文章先提出并行搜救算法的適用范圍，把實際問題抽象為計算機圖論問題，后對Prim算法進行簡介，在本文抽象出的圖論問題上給出了Prim算法的求解過程，然后詳細介紹了并行搜救算法的思想及實現(xiàn)過程，針對舉出的簡單示例給出了利用并行搜救算法的每一步的求解過程并得出結(jié)果，最終以系統(tǒng)應(yīng)用實例驗證了此算法的優(yōu)勢所在。 本文在海洋水深數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出的基于水深灰度圖的搜救算法改進與實現(xiàn)是一個頗具特色的研究方向，對風(fēng)暴潮輔助決策系統(tǒng)起到了莫大的支持作用，大大提高了人類社會對抗自然災(zāi)害的能力。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P717

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本文編號：2598365