АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ МЕТОДОВ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ПРИ НАНЕСЕНИИ РЕЛЬЕФА ДНА НА НАВИГАЦИОННЫЕ КАРТЫ ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЕЙ

В статье выполнен анализ точности различных методов интерполяции, используемых специалистами при работе вручную или технически реализуемых в программном обеспечении при нанесении рельефа дна на навигационные карты внутренних водных путей, а именно интерполяция «методом ближайшего соседа», треугольная, билинейная интерполяции и биквадратная сплайн-интерполяция. Исследование выполнено при создании электронной навигационной карты реки Северная Двина. Целью исследования является определение метода интерполяции, гарантирующего минимальное отклонение рассчитанных значений от исходных и появление наименьшего количества артефактов. В существующих картографических и геоинформационных программах применяются только методы интерполяции, основанные на расчетах по регулярной сети. При выполнении данного исследования интерполяция проводилась на нерегулярной сети, поскольку промерные работы были выполнены с помощью однолучевого эхолота, а сеть глубин, полученная при помощи оборудования такого типа, всегда образует нерегулярную сеть. Это позволило в максимальной степени сохранить точность исходного промера при проводимой интерполяции. Проверка точности выполненной интерполяции проводилась способом разделения всех глубин на две части: продольные и поперечные галсы с последующим вычислением значений глубин на продольных галсах с помощью интерполяции. Максимальные расхождения до 50 см были выявлены при выполнении интерполяции «методом ближайшего соседа», минимальные расхождения менее 10 см - при выполнении биквадратной сплайн-интерполяции. По результатам исследования для построения цифровых моделей дна, на базе которых на навигационные карты наносится рельеф дна, рекомендован метод биквадратной сплайн-интерполяции.

электронная навигационная карта, внутренние водные пути, точность интерполяции, интерполяция, сплайн-интерполяция, рельеф дна, построение изобат

1. Афонин А. Б. Исследование влияния подробности гидрографической съемки на оценку проходных глубин / А. Б. Афонин, И. Ю. Королев, А. Л. Тезиков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9 - № 5. - С. 1007-1016. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-5-1007-1016.

2. Ратнер Е. А. Сплайн-интерполяция для построения трехмерных батиметрических моделей при картографировании внутренних водных путей / Е. А. Ратнер, А. И. Зайцев, М. А. Квасной // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 5. - С. 894-905. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-5-894-905.

3. Amante C. J. Accuracy of interpolated bathymetry in digital elevation models / C. J. Amante, B. W. Eakins // Journal of Coastal Research. - 2016. - Is. 76 (10076). - Pp. 123-133. DOI: 10.2112/SI76-011.

4. Amante C. J. Estimating coastal digital elevation model uncertainty / C. J. Amante // Journal of Coastal Research. - 2018. - Vol. 34. - Is. 6. - Pp. 1382-1397. DOI: 10.2112/JCOASTRES-D-17-00211.1.

5. Parente C. Interpolation of Single Beam Echo Sounder Data for 3D Bathymetric Model / C. Parente, A. Vallario // International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering. - 2019. - Vol. 10. - No. 10. - Pp. 6-13.

6. Wu C.-Y. Comparison of different spatial interpolation methods for historical hydrographic data of the lowermost Mississippi River / C.-Y. Wu, J. Mossa, L. Mao, M. Almulla // Annals of GIS. - 2019. - Vol. 25. - Is. 2. - Pp. 133-151. DOI: 10.1080/19475683.2019.1588781.

7. Alcaras E. Interpolation single beam data for sea bottom GIS modelling / E. Alcaras, L. Carnevale, C. Parente // International Journal of Emerging Trends in Engineering Research. - 2020. - Vol. 8. - No. 2. - Pp. 591- 597. DOI: 10.30534/ijeter/2020/50822020.

8. Павлова А. И. Анализ методов интерполирования высот точек для создания цифровых моделей рельефа / А. И. Павлова // Автометрия. - 2017. - Т. 53. - № 2. - С. 86-94. DOI: 10.15372/AUT20170210.

9. Ююкин И. В. Применение метода сплайн-функций при компьютерной визуализации подводного рельефа / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021. - Т. 13. - № 1. - С. 64-79. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-1-64-79.

10. Ююкин И. В. Оптимизация моделирования навигационной изоповерхности методами базисных финитных сплайнов/ И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 2. - С. 266-274. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-2-266-274.

11. Шикин Е. В. Кривые и поверхности на экране компьютера: руководство по сплайнам для пользователей / Е. В. Шикин, Л. И. Плис. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1996. - 242 с.