海圖及港灣模型繪製操作說明及注意事項

 周宗仁 2023.03.21 Ver 3.1 更新日期 2023/08/30

第3.0版與第1、2版的差異，為第1、2版港形邊界節點獨立於港形，利用滑鼠逐點鍵入費時工。第3.0版係繪製港形時，同時手動鍵入該點水深(正)此為本系列唯一必要手動鍵入數據處，爾後自動分割建置港形邊界節點，提昇精度外省時工。操作步驟略作變更。

第3.1版增加港形及邊界節點在製作過程中若有誤按時可隨時更正的功能，不必如3.0版必要重新鍵入。

特徵

1.  港灣港內海域呈複雜配置，大部分結構物如突堤碼頭、外防波堤、內防波堤等均為細長形結構，寬度在港內一般不會超過10公尺。利用delaunay三角分割建立數值分析網格，配置港池邊界節點時，為不會在突堤內產生網格，必要調整港池邊界節點的間隔，間隔不可過大，間隔小時會造成網格數增加，因此必要測試決定港池邊界節點間隔，本文經多次測試將海域縱向高度，以36、48、64分割，發現48分割時效果最佳。

2.利用市販海圖等掃描成影像檔。利用滑鼠點繪等水深線，各等深線個別存檔。港形配置亦將現有港形單獨存檔，將來增建離岸堤或延長防波堤時個別存檔，不影響原港形配置。

3.海圖等深線分佈過疏時會影響準確度，可自行內插(目測)加點繪等深線後單獨存檔，或應用市販繪圖軟體例如Sufer等取得內插等深線分布後再使用。

4.外海域利用上述方法可提昇至必要準確度，港內域增加等深線雖可提昇準確度，但因陸域或港池配置可能取得不正確水深。

5.港形線目的僅為繪圖，實際碼頭水深是存放於quaydepth檔，亦是港池的邊界節點(本版採用自動分割)，其順序必要連續(外部邊界例如起始邊界、海岸、港池碼頭線等順時針，內部邊界例如離島、離岸堤逆時針)。

6.為後續設置「碼頭水深」可自動取得水深，沿港池邊界線參考該碼頭水深，分段設置等水深線，製作網格點水深時會一併納入考量。黠繪邊界節點時亦會自動取得水深資料。

7.節點水深係利用等水深線依距離反比權重法計算。

8.配合將邊界節點水深自動生成，海圖製作步驟如下。

         1. 鍵入基本資料後按「確定」→「港形」→「單項確定」→「自動分割邊界節點」→「存檔」

          2. 製作「等深線」

          3. 「格點水深製作」

注意事項

1.為提昇港內水深準確度，沿港形線依序自動鍵入碼頭水深(間隔約為網格間距)並存放於quaydepth檔。

2.利用距離反比權重法時，搜索範圍依等水深線疏密及網格間距而異，依經驗測試決定。本法是以網格對角線距離的倍率為基準，初始值以0.2倍對角線距離為搜索範圍，以0.1倍率逐次增加，網格間距小時可適度增大倍率。搜索範圍過小無法覓得網格節點水深，過大亦可能失真。

3.在碼頭配置複雜區必要增加節點密度，使後續應用Delaunay三角分割建立港灣附近海域三角形元素網格，避免錯誤提高準確度。

4.本法利用滑鼠點繪座標誤差較大，建議使用高解析度數位板取得準確座標(必要增加interface請與本人連絡)。

5.若使用目的僅為電子海圖及港形生成，不需鍵入「碼頭水深」項，而是將訪波堤及碼頭線依該段水深視為等深線，分別以「等深線」方式建立等深線即可。

6.「邊界節點」為後續三角分割時預留選項，其功能為對已完成的港形調整邊界節點數。

一、操作說明

1. 本程式係以執行檔型式供造訪者下載，在造訪者電腦執行。

2. 顯示器縮放比設定為100%(因Visual Studio)，解析度宜設定為1920 x 1080。

3. 設定步驟如下：

A.新案

  起始畫面

 操作步驟

   「確定」→「港形」 或「等深線」→「格點水深製作」→「顯示港形」 各項作業完成時按「單項確定」→全部作業完成或告一段落時按「存檔」

 1. 建立基本資料

 a. 將海圖或規劃港灣用海域水深及港灣配置掃描成電子檔，海圖必要去除邊框以免誤差。

 b. 輸入海圖檔名及完整路徑(含副檔名)

    例如海圖檔存於依下述壓縮檔解壓縮的資料夾，則在解壓縮資料夾內的資料夾時，僅鍵入海圖檔名(含副檔名)即可。

    為便於未來數據管理，在依下述壓縮檔解壓縮時，在解壓縮資料夾內建立新資料夾，例如港名"八斗子"等，將海圖影像檔存於其內。輸入海圖檔名及完整路徑(含副檔名)處鍵入"八斗子/八斗子.jpg"。

c. 輸入儲存用檔名，原則同海圖，但不包含路徑及副檔名。存於依下述壓縮檔解壓縮的資料夾，則在解壓縮資料夾內的資料夾。

    同上，儲存檔名(不含副檔名)處鍵入"八斗子/八斗子" 即可。

 d. 設定海圖尺寸(原則外海面對y軸，因一般銀幕x>y)

 e. 設定海圖解析度(解析度少於1500 x 1000，配合目前顯示器)

f. 推估海圖網格點水深時，因配合爾後各項水理解析，海圖必要設置網格的線數y方向Ny，(x方向Nx自動計算)。

   網格點的水深是利用該點附近的等水深值以與距離呈反比的方式加以內插，該陸域高程設為1000。

 g. 輸入各項資料後按[確定]

增建離岸堤(純屬虛構)

 2. 開始繪製(本法利用市眅海圖所示等深線，等深線間隔過疏會導致精準度低(誤差大)時，自行依本法所述步驟內插加繪等深線，或應用市販繪圖軟體例如Sufer等取得內插等深線分布)。(等深線淺灰色數字表示等深線建立順序)

 a. 選定工作項目(港形或等深線)按左鍵1次。若有離岸堤或島堤時，與港池分離各自滑鼠鍵入座標。

 b. 在滑鼠區按右鍵1次

 c. 按左鍵開始繪製(第2次開始繪製)(點選間隔以約為網格間隔為宜)

 d. 結束時按"單項確定"

 e. 等深線以各水深個別執行，即每1等深線繪製前先按1次"等深線"，鍵入完成後按1次"單項確定"。對其他等深線執行相同程序。

 f. 全部結束時(或暫時告一段落)按"存檔" ，爾後不再是新案改為追加或修改。

 g. 個別等深線結束遺忘按「單項確定」時，會使下條等深線開始點繪發生錯誤，此時直接從chart變更contour數及消去該等深線點繪數(最後一行)，屬簡便補正方法。

  h. 港形線製作，從上方海岸線開始→沿港池邊界→下方海岸線結束，依序在轉折處按滑鼠設立港形點並鍵入該點水深。

  i. 港形線設置完成會自動執行「邊界節點」及「碼頭水深」，鍵入該段欲紐分割，可自動取得邊界節點及水深。「邊界節點」及「碼頭水深」的分割數可不同。「碼頭水深」的目的為確保港內水深的準確性，分割數宜較密，不會影響後續網格模式，只針對原港形在執行「港形」後會自動執行，本項是備而不用。若重新執行「碼頭水深」時，要記得再執行1次「格點水深製作」

  j. 爾後欲調整港形邊界節間隔，在港形線不變時可直接按「邊界節點」調整邊界節間隔，即增減分割數。本功能在後續建置三角形網格有幫助。

 B.追加 (港形追加是指增建離岸堤或延長防波堤等，等深線追加是指增加等深線)

   操作步驟

 「確定」→「顯示港形」→「港形追加」或「等深線追加」(開始繪製)→連續執行時改按「港形」或「等深線」→「單項確定」→全部結束時「結束存檔」

 C.修改 (修改是指將該整條等深線或港形重新繪製)

   操作步驟

 「確定」→「顯示港形」→「港形修改」或「等深線修改」(開始繪製)→「單項確定」→全部結束時「結束存檔」

 3. 格點水深製作

   1.綠點表示設定等水深，紅點表示正確水深，，港區外黑點表示去除點。
  2.海域內若出現黑點表示該點未執行距離反比權重法，修正方法有2：
    a.增加等水深線密度
    b.依程式指示試錯調整，「內插距離倍率」及「判斷終止基準的內插距離倍率」。相同等水深線密度，對網格間隔小者，「內插距離倍率」及「判斷終止基準的內插距離倍率」均必要加大。或網格間隔小時增加等水深線密度亦可，說明如下。

「內插距離倍率」為網格對角線長度乘以某倍率，是決定利用距離反比權重法時的搜尋範圍，通常網格細時取較大值。「判斷終止基準的內插距離倍率」目的為，當某格點近傍無等深線值供內插時，必要擴大搜尋範圍。本法每次增加0.1倍率逐次增加，至設定的「判斷終止基準的內插距離倍率」，在逐次增加過程中若覓得可參考水深值，會自動終止，以免失真。若到達「判斷終止基準的內插距離倍率」尚無法覓得時會自動終止，在grid檔記錄水深值為？？(建議掃描一次確定無誤，爾後各階段均會使用)。在執行應用Delaunay三角分割建立港灣附近海域三角形元素網格時會發現該錯誤(在外海域發現異常元素)。補正方法有二：
    1.增加等水深線密度。
    2.從grid檔覓出該格點，以其上、下格點的水深值平均(極力建議一勞永逸)，後續各項作業均須使用。

   3.變更網格數時，先按「格點水深製作」依指示執行各項作業，完成後按「單項確定」，才可按「顯示港形」顯示海圖，再執行「4.碼頭水深製作」各項必要作業。

網格點畫面

4. 執行「格點水深製作」後，才可進行「碼頭水深」，其步驟同如「等深線」。

5. 顯示海圖

顯示港形畫面

6.按滑鼠求得任意點水深

    a. 在滑鼠區按右鍵1次

    b. 按左鍵開始(第2次開始讀取水深)，座標顯示於右。

4.基本資料儲存於chart檔，必要時可手動調整(不小心按錯鍵時可手動修正chart檔，刪除有問題的contour或layout檔)，再重新繪製。當已完成港形及等深線配置，只欲變更網格點數Nx、Ny值時直接從chart檔調整，其他數據會被保留。檔案內容如下：

Xlength：海圖寬(m)
Ylength：海圖高(m)
crtx：x方向影像解圻度(dot)
crty：y方向影像解圻度(dot)：
NyGrid：海圖y軸格點數

depStart：起始水深(m)

layoutline：港形配置數 (通常為1，2以上表示離岸堤或增建延長防波堤)

layout_dki(1)：各港形點數
layout_dki(2)
      .
      .
layout_dki(layoutline)

quaydepth_dki(1)：各碼頭水深點數
quaydepth_dki(2)
      .
      .
quaydepth_dki(layoutline)

contourline：等深線數
contour_dki(1)：各等深線點數
contour_dki(2)
contour_dki(3)
      .
      .
contour_dki(contourline)

5.海底等深線、港池配置及網格點水深設定完成後，可覓得任意的水深，其步驟如下：

  設置好基本資料按「確定」→「顯示港形」→「任意點水深」，在滑鼠區按左鍵

6.結束時，先按「確定」再結束為宜，可避免當機。