航运经济在世界经济中占有重要的地位,而船舶是发展航运经济的重要工具,因此船舶航行的安全性也必定是需要首先考虑的问题。在海事事故的总数中,船舶搁浅事故占有着很大的比例,并且大多数的船舶搁浅事故是人为因素造成的。虽然船舶驾驶员可以依靠测深仪等设备以及自己的航海经验来判断搁浅,但是这种方法有时候不能及时地给出搁浅报警。一旦这种情况发生,驾驶员没有足够的时间进行避险操纵,最终导致船舶搁浅事故的发生。另外在雾航或夜航情况下,由于驾驶员不能及时辨认相关航标,因此导致航海事故时有发生。为了有效减少这些航海事故的发生,本文主要在三维场景可视化和船舶搁浅预警这两方面进行研究,其中三维场景可视化研究工作被分为航标三维场景可视化和三维海底地形可视化两方面。从电子海图数据中提取航标的形状、颜色、顶端标志和标志发光特性等信息,利用这些信息自动生成相应的航标场景,驾驶员通过辨认这些航标场景就可以进行相应的操纵运动,进而保证夜航或雾航状态下的船舶安全。接下来是三维海底地形可视化的研究,通过提取电子海图的水深数据并进行处理,再结合Delaunay三角网格方法构建出不规则三角网格,在添加纹理后构建出三维海底地形。另外本文对船舶搁浅报警进行研究,能够有效地解决搁浅报警的及时性这一问题。这项研究内容是在三维海底地形图的基础上进行的,然后综合利用绘制出的三维海底地形图和有效的搁浅报警算法,通过碰撞检测方法确定水深角,再与危险报警角比较之后来判断船舶是否搁浅。当船舶驶入浅水域后,驾驶员就可以根据警报及时地进行避险决策与船舶操纵。船舶通过使用这两方面的研究成果,最终达到提高船舶航行安全性的目标。