【摘要】：海上石油污染對生態(tài)環(huán)境有著極大的危害,直接威脅了人類的生存與發(fā)展。隨著社會工業(yè)的不斷發(fā)展,海上石油開采和運輸日益增加,溢油事故發(fā)生的頻率和溢油量也隨之上升。海上溢油預(yù)測的研究已經(jīng)成為世界各國重要的課題。 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,為海上溢油預(yù)測提供了更多的GIS數(shù)據(jù),使得真實地理環(huán)境下的溢油預(yù)測成為現(xiàn)實。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,不僅提高了溢油預(yù)測中數(shù)據(jù)的運算和存儲速度,而且實現(xiàn)了溢油預(yù)測結(jié)果的可視化。本課題就是利用元胞自動機(jī)溢油模型、地理信息系統(tǒng)和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的思想對海上溢油預(yù)測系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)問題進(jìn)行了研究。 首先,對元胞自動機(jī)和電子海圖的基本原理進(jìn)行了介紹,深入分析了兩者的特點,得出兩者結(jié)合主要有三方面的優(yōu)點：電子海圖使得元胞自動機(jī)模型的構(gòu)建、分析和處理更為靈活；電子海圖為模型提供了豐富的數(shù)據(jù)支持；電子海圖為模型結(jié)果提供了可視化界面。由此,得出元胞自動機(jī)和電子海圖結(jié)合用于海上溢油預(yù)測的可行性。 其次,將元胞自動機(jī)溢油模型和電子海圖相結(jié)合,通過對電子海圖柵格化的方式,建立了三維電子海圖-元胞自動機(jī)溢油模型,對模型的元胞空間、元胞大小、元胞狀態(tài)、轉(zhuǎn)化規(guī)則和時間步長等參數(shù)進(jìn)行了定義。在模型的轉(zhuǎn)化規(guī)則方面,針對實際海測的困難,將絕對風(fēng)速引入到模型之中；增加了垂直方向上潮流因子對轉(zhuǎn)化規(guī)則的影響；針對原模型之中蒸發(fā)速率常數(shù)無法取值的問題,利用蒸發(fā)率實現(xiàn)了蒸發(fā)因子的實際量化。電子海圖-元胞自動機(jī)溢油模型的建立實現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)技術(shù)和元胞自動機(jī)模型技術(shù)在溢油預(yù)測中的應(yīng)用。 然后,從元胞自動機(jī)溢油模型對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的需求出發(fā),針對電子海圖數(shù)據(jù)中水深數(shù)據(jù)稀疏、離散的特點,利用Kriging插值算法生成了三維海底地形；借助海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫獲取了潮流數(shù)據(jù),為溢油模型提供背景潮流數(shù)據(jù)支持；針對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)類型多、數(shù)量大的特點,利用NetCDF數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲模型的構(gòu)建,為溢油預(yù)測系統(tǒng)提供了高效的數(shù)據(jù)存儲和調(diào)度方案。 最后,在Windows系統(tǒng)上,以電子海圖系統(tǒng)為平臺,VC++6.0和MFC為開發(fā)工具,綜合前面所述的三維地形生成方案、潮流數(shù)據(jù)獲取以及數(shù)據(jù)存儲技術(shù),按照軟件開發(fā)的流程,對海上溢油預(yù)測系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計和實現(xiàn)。該系統(tǒng)可以將海洋空間數(shù)據(jù),海洋環(huán)境數(shù)據(jù)等和元胞自動機(jī)溢油模型進(jìn)行結(jié)合,實現(xiàn)復(fù)雜海洋環(huán)境下溢油行為的預(yù)測和顯示。測試結(jié)果表明,在海面風(fēng)場恒定不變的情況下,該系統(tǒng)具有一定的實用價值。
【圖文】：

海上溢油的現(xiàn)狀海上石油開采和運輸量的大量增加，，溢油事故發(fā)生的頻率和溢油量也逐年上升。溢油事故趨勢如圖1.1所示。海洋溢油事故主要有油輪事故、輸油管道泄露、油井井噴和海洋滲漏等，其中以船舶油輪事故和井噴事故的危害最為嚴(yán)重。 000000礴礴礴礴礴礴礴 礴礴 111二二二二二二毛 毛 毛 簇沁沁 ··漣漣漣 舫 舫 舫一經(jīng)匕匕匕匕馨馨 馨馨念冬 冬冬冬冬爹 爹翻翻書書乏乏乏 殊三 三然然然餐 餐 餐黛 黛黛黛 黛 黛黛寒 寒 寒姚 姚姚姚 姚 姚姚豪 豪 豪鑫 鑫鑫 鑫鑫 鑫 鑫鑫分 分 分共 共共 共致幾 幾 幾幾凍終 終 終 _______熱毛令 令 令令粼‘ ‘ ‘ lllllll狡 狡 狡狡 狡 狡少 少少 少公令令 令令 令 令 )))))))~~~~~~~~~~~~口合計國際航行船婦矛.

本文編號：2707324