Предлагается рассматривать любое перемещение судна как движение в трехмерном навигационном пространстве и отождествлять батиметрическую навигацию с трехкоординатным позиционированием судна при визуальном трехмерном представлении маршрутизации с постоянной индикацией поля глубин под килем судна. Принимается во внимание третья координата в виде отметки глубины, игнорируемая при плавании в открытом море, но обязательная в прибрежном плавании для безаварийного транзита судна в стесненных навигационных условиях. Выдвигается научная гипотеза о перспективности математического оперирования батиметрической базой данных с позиций теории приближения функций. Предполагается, что математическое моделирование генезиса рельефа морского дна эффективным образом может быть осуществлено на основе адаптированной гибридной В-сплайновой модели при синхронном отображении подводной топографии в электронной картографической системе. Обоснована целесообразность применения в математическом обеспечении бортового компьютера сплайновых конструкций для создания реалистичности синтезируемого изображения цифровой модели дна. Апробируется виртуальное реконструирование подводной топографии на базе собственных программных разработок при фактическом отказе от апелляции к зарубежным прикладным проектам. Выполнена трехмерная компьютерная визуализация фрагмента батиметрической карты пролива Чатем методом сплайн-аппроксимации с целью демонстрации принципиальной работоспособности предлагаемого алгоритма. Сделан вывод о том, что при навигации с синхронным представлением данных батиметрии обеспечивается наглядное безопасное судовождение в условиях минимального запаса под килем на основе компьютерного визуального эффекта постоянного позиционирования глубины. Приводится сравнительная оценка методов создания батиметрических карт, рассматриваются преимущества и недостатки каждого математического подхода. Расширяются аспекты применения математического аппарата сплайн-функций в рамках исследования проблемы изучения природных катастроф Земли. Рассматривается вопрос применимости цифровой батиметрии для численного моделирования оперативного прогноза распространения цунами. Сделано предположение о том, что применение методов сплайн-функций в батиметрии позволит оптимальным образом актуализировать горизонт планирования по созданию нового поколения трехмерных электронных навигационных карт.
It is proposed to consider any movement of a vessel as passage in a three-dimensional navigation space and to identify bathymetric navigation with three-coordinate positioning of the vessel with a visual triaxial representation of the route with a constant indication of the depths field under the ship’s keel. The third coordinate is taken into account in the form of a depth mark, which is ignored when sailing on the high seas, but is mandatory in the coastal navigation for the accident-free transit of the vessel in the restricted navigation conditions. A scientific hypothesis about the prospects of mathematical operation of the bathymetric database from the standpoint of the theory of functions approximation is put forward. It is assumed that mathematical modeling of the seabed relief genesis can be effectively implemented on the basis of an adapted hybrid B-spline model with simultaneous display of underwater topography in the electronic mapping system. The expediency of using spline structures in the mathematical support of the on-board computer for creating a realistic synthesized image of the digital model of the bottom is substantiated. A virtual reconstruction of underwater topography is being tested on the basis of our own software developments with the actual refusal to appeal to the foreign applied projects. A three-dimensional computer visualization of a bathymetric chart fragment of the Chatham Strait is performed using the spline approximation method in order to demonstrate the principle operability of the proposed algorithm. It is concluded that when navigating with synchronous representation of bathymetry data, visual safe navigation is provided in conditions of a minimum under keel clearance based on the computer visual effect of the constant positioning of depth. A comparative assessment of methods for creating bathymetric charts is given, and the advantages and disadvantages of each mathematical approach are considered. The aspects of applying the mathematical apparatus of spline functions in the research of the problem of studying natural disasters of the Earth are expanded. The issue of applicability of digital bathymetry for numerical modeling of operational forecast of tsunami propagation is considered. It is assumed that the use of spline functions method in bathymetry will optimally update the planning horizon for creating a new generation of three-dimensional electronic navigational charts.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.