一种200海里以外大陆架外推界限生成方法技术

本发明专利技术公开了大陆架界限生成方法，具体是指一种基于已知定点，向特定方向外推一定距离的大陆架界限生成方法。本发明专利技术是通过若干步骤：包括生成外推弧、外推弧相交、切割外推弧、删除内部弧、删除多余弧、外推弧合并等步骤实现FOS+60M线、350M线和2500m+100M线的自动生成。本发明专利技术的优点是在我国沿海的测绘和海洋划界过程中，具有测绘数据准确、操作方便、以及受自然天气影响较上等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种200海里以外大陆架界限生成方法，具体是指一种基于已知定点，向特定方向外推一定距离，从而生成F0S+60M线、350M线和2500m + 100M线等200海里以外大陆架划界所必须的技术方法，涉及到计算机图形学、海底科学和海洋划界领域。
技术介绍
根据1982年签署生效的《海洋法公约》，“沿海国的大陆架包括其领海以外依其陆地领土的全部自然延伸，扩展到大陆边外缘的海底区域的海床和底土，如果从测算领海宽度的基线量起到大陆边的外缘的距离不到二百海里，则扩展到二百海里的距离”；沿海国如果主张从测算领海宽度的基线量起超过200海里，则应按照《公约》第七十六条和附件二第四条的相关要求划定200海里以外大陆架外部界限，并向大陆架界限委员会提交划界案。F0S+60M线、350M线和2500m+100M线(M是海里的简称，是200海里以外大陆架划界案编制中的国际习惯)是确定200海里以外大陆架外部界限的重要基础。具体而言，F0S+60M线是大陆坡脚点(简称F0S)向海方向外推60海里所生成的界限，350M线是从领海基点向海方向外推350海里所形成的界限，2500m+100M线是2500m等深线向海方向外推100海里所生成的界限。F0S+60M线简称公式线，350M线和2500m + 100M线又简称限制线。三条界限的共同特征是从所给定的定点向指定方向外推一定距离，所以被统称为外推界限。从检索的公开资料分析，目前国内无成熟的技术方法用于200海里以外大陆架F0S+60M线、350M线和2500m+100M线等划界界限的生成，尽管有少数文献对200海里以外大陆架划界进行了介绍，但无翔实的界限生成方法之内容，现有技术方法不足以支持F0S+60M线、350M线和2500m+100M线等划界界限的生成。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提出一种利用给定点为圆心，按照一定距离为半径在地球面生成系列外推弧，通过外推弧的相交和合并运算，从而生成指定界限的技术方法。具体而言是从给定大陆坡脚点外推60海里生成F0S+60M线、从给定领海基点外推350海里生成350海里限制线、从给定2500m等深线点外推100海里生成2500m+100M线的技术方法。该专利技术可应用于自动生成200海里以外大陆架划界所必须的F0S+60M线、350M线和2500m+100M线等界限点，可应用于海洋划界领域其他种类外推线的生成，也可应用于计算机图形学等领域外推包络线的生成。本专利技术是通过下述技术方案得以实现的，其特征在于，包括下列步骤(I)生成外推弧。给定初始数据集G= {gi (Xi, Yi)},每个数据点gi (Xi, Yi)均需按经纬度的方式给定大地坐标(Xi，yi)。以(Xi，yi)点为圆心，以相同的球面距离r，生成球面外推弧％。遍历初始数据集G=IgiUi, Yi) I，形成数据集Arctl=IaJ ,每个外推弧Si包括圆心坐标(Xi, Yi)和外推半径值r。(2)外推弧相交。通过双重循环遍历数据集Arctl=IaJ ,获取外推弧相互间的交点集合Arc1=IalJ。遍历数据集Arctl= {aj，依次取出外推弧％。以外推弧％为首弧，进入第二重循环，依次和数据集Arctl=IaJ中除Si外的其余外推弧进行相交判断,并记录交点形成数据集Arc1= {alj ,每个数据点ah包括圆心坐标，外推半径和交点集合Ci=IcJ。Arc1= {alj数据点Bli与继承了数据集Arc。= {aj中数据点Bi的所有属性。二个外推弧是否相交的判断依据为二者圆心距离d < 2r，r为外推半径，当d〈2r时，二者有两个交点，当d=2r时，二者有一个交点；d>2r时无交点。因每个外推弧与其他外推弧的交点总数不定，因此，需要设计存储交点的数据集Ci= {Cj}。每个外推弧均对应一个交点数据集Ci= {Cj},交点Cj应包括大地坐标值(Xj, Yj)及其与外推弧圆心连线的方位角值α”交点h按照方位角值的大小顺序存放入数据集Ci= {c」}。交点数据集Ci= {c」}链入数据集合Arc1=IalJ后形成新的数据集合Arc2= {a2j。与Arc1=IalJ相比，除交点Ci= {c」}之外，Arc2= {a2j继承了 Arc1=IalJ所有属性。(3)切割外推弧。采用双重循环，切割外推弧形成小的弧段。遍历数据集Arc2= {a2j，依次取出数据点a2i，然后遍历与之对应的交点数据集合(；={(^}。按照交点顺序，依次取出相邻的两个交点形成子弧段a3i;并形成新的数据集Arc3= {a3j。每个数据点a3i均应包括子弧段的起点、终点、中间点和圆心，以及起点与圆心连线的方位角a i、终点与圆心连线的方位角α2，且记录子弧段a3i来自的原始弧。所谓中间点，是指位于子弧段a3i的起点和终点之间的点，用于判断与原始外推弧的相互关系。(4)删除内部弧。采用双重循环删除内部子弧段，也就是被某个原始弧完全包含在内部的子弧段。遍历数据集合Arctl= {aj，依次取出原始弧所指向的数据点％。每个数据点％均遍历数据集Arc3= {a3j 一次,依次判断数据点a3i与Si的关系，当a3i所指向的子弧段被原始弧Si所包含且不来自原始弧％时，该子弧段为内部弧，需从数据集合ArC3={a3j中删除。从而在数据集Arc3={a3i}基础上形成新的数据集Arc4= {a4j。a4jS承了 Arc3={a3j中的a3i的所有属性。子弧段a3i与数据集合Arc。= {aj中％包含关系判断依据为当子弧段a3i的中间点坐标与％圆心坐标距离d小于外推半径r时，子弧段a3i完全包含于％。·(5)删除多余弧。F0S+60M线、350M线和2500m+100M线的外推方向均为向海方向，且都不是封闭的包络弧，这与计算机图形学中缓冲区有本质的区别。一般而言，F0S+60M线、350M线和2500m+100M线的外推方向D设定为正东、正南、正西或正北。外推方向D是外部输入变量。遍历数据集Arc4= {a4j ,通过外推方向D与子弧段a4i起点方位角a j和终点方位角α2的关系判断，也就是\或Ci2与外推方向D指向一致时保留该外推弧段，删除无关弧段，从而形成新的数据集合Arc5={a5i}，a5i继承了数据集Arc4= {a4j中a4i的所有属性。子弧段a4i起点方位角α !和终点方位角α 2已通过步骤(3)计算。子弧段a4i方位角a i或α 2与外推方向D关系判断依据如下(a)当外推方向D为正东时，且ai e O, 180或者a 2 e O, 180时，子弧段与外推方向D —致，应当保留；(b)当外推方向D为正南时，且ai e I 90，270 I或者a2 e 90, 270时，子弧段al与外推方向D —致，应当保留；(C)当外推方向D为正西时，且CIi e I 180，360 I或者a2 e 180, 360时，子弧段a4i与外推方向D—致，应当保留；(d)当外推方向D为正北时，且Ci1 e 1270，3601 U 0,90或者 a2e I 270，360 I U 0，90时，子弧段与外推方向D—致，应当保留。(6)外推弧合并。采用双重循环遍历数据集合Arc5= {a5j，首先依次取出子弧段a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种200海里以外大陆架外推界限生成方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)生成外推弧给定初始数据集G={gi(xi,yi)}：每个数据点gi(xi,yi)均需按经纬度的方式给定大地坐标(xi,yi)；以(xi,yi)点为圆心，以相同的球面距离r，生成球面外推弧ai；遍历初始数据集G={gi(xi,yi)}，形成数据集Arc0={ai}，每个外推弧ai包括圆心坐标(xi,yi)和外推半径值r；(2)外推弧相交通过双重循环遍历数据集Arc0={ai}，获取外推弧相互间的交点集合Arc1={a1i}，遍历数据集Arc0={ai}，依次取出外推弧ai，以外推弧ai为首弧，进入第二重循环，依次和数据集Arc0={ai}中除ai外的其余外推弧进行相交判断，并记录交点形成数据集Arc1={a1i}，每个数据点a1i包括圆心坐标，外推半径和交点集合Ci={cj}；Arc1={a1i}数据点a1i与继承了数据集Arc0={ai}中数据点ai的所有属性；二个外推弧是否相交的判断依据为：二者圆心距离d≤2r,r为外推半径，当d2r时无交点；因每个外推弧与其他外推弧的交点总数不定，因此，设计存储交点的数据集Ci={cj}。每个外推弧均对应一个交点数据集Ci={cj}，交点cj包括大地坐标值(xj,yj)及其与外推弧圆心连线的方位角值αj；交点cj按照方位角值αj的大小顺序存放入数据集Ci={cj}；交点数据集Ci={cj}链入数据集合Arc1={a1i}后形成新的数据集合Arc2={a2i}，与Arc1={a1i}相比，除交点Ci={cj}之外，Arc2={a2i}继承了Arc1={a1i}所有属性；(3)切割外推弧采用双重循环，切割外推弧形成小的弧段；遍历数据集Arc2={a2i}，依次 取出数据点a2i，然后遍历与之对应的交点数据集合Ci={cj}，按照交点顺序，依次取出相邻的两个交点形成子弧段a3i，并形成新的数据集Arc3={a3i}，每个数据点a3i均应包括子弧段的起点、终点、中间点和圆心，以及起点与圆心连线的方位角α1、终点与圆心连线的方位角α2，且记录子弧段a3i来自的原始弧；所谓中间点，是指位于子弧段a3i的起点和终点之间的点，用于判断与原始外推弧的相互关系；(4)删除内部弧采用双重循环删除内部子弧段，也就是被某个原始弧完全包含在内部的子弧段；遍历数据集合Arc0={ai}，依次取出原始弧所指向的数据点ai，每个数据点ai均遍历数据集Arc3={a3i}一次，依次判断数据点a3i与ai的关系，当a3i所指向的子弧段被原始弧ai所包含且不来自原始弧ai时，该子弧段为内部弧，从数据集合Arc3={a3i}中删除，从而在数据集Arc3={a3i}基础上形成新的数据集Arc4={a4i}，a4i继承了Arc3={a3i}中的a3i的所有属性；子弧段a3i与数据集合Arc0={ai}中ai包含关系判断依据为：当子弧段a3i的中间点坐标与ai圆心坐标距离d小于外推半径r时，子弧段a3i完全包含于ai；(5)删除多余弧FOS+60M线、350M线和2500m+100M线的外推方向均为向海方向，且都为非封闭的包络弧；FOS+60M线、350M线和2500m+100M线的外推方向D设定为正东、正南、正西或正北；外推方向D是外部输入变量；遍历数据集Arc4={a4i}，通过外推方向D与子弧段a4i起点方位角α1和终点方位角α2的关系判断，也就是α1或α2与外推方向D指向一致时保留该外推弧段，删除无关弧段，从而形成新的数据集合Arc5={a5i}，a5i继承了数据集Arc4={a4i}中a4i的所有属性；子弧段a4i起点方位角α1和终点方位角α2已通过步骤(3)计算；子弧段a4i方位角α1或α2与外推方向D关系判断依据如下：(a)当外推方向D为正东时,且α1∈|0,180|或者α2∈|0,180|时，子弧段a4i与外推方向D一致，应当保留；(b)当外推方向D为正南时,且α1∈|90,270|或者α2∈|90,270|时，子弧段a4i与外推方向D一致，应当保留；(c)当外推方向D为正西时,且α1∈|180,360|或者α2∈|180,360|时，子弧段a4i与外推方向D一致，应当保留；(d)当外推方向D为正北时,且α1∈|270,360|∪|0,90|或者α2∈|270,360|∪|0,90|时，子弧段a4i与外推方向D一致，应当保留；(6)外推弧合并采用双重循环遍历数据集合Arc5={a5i}，首先依次取出子弧段a5i，再次遍历数据集合Arc5={a5i...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴自银，李家彪，方银霞，黎明碧，李守军，尚继宏，
申请(专利权)人：国家海洋局第二海洋研究所，
类型：发明
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