随着长江上游航道条件不断改善，货运量递增，船舶大型化、标准化趋势明显。相较于长江航道数字化与智能化起步晚，信息服务能力弱的现状，矛盾凸显。本文基于osgEarth、OSG、SketchUp等软件平台，利用Matlab、Python等编程语言搭建了三维数字航道平台，构建了重庆至涪陵段航道要素数学模型，通过网络手段得到了影响数学模型因子的关键参数，实现了航道要素预报。分析了影响通航的水文条件及相关规范，利用Python编程实现了航道要素的可视化及不同等级船舶的适航区判别。通过粒子测速技术结合修正后的兹万科夫公式，运用编程手段实现典型船舶航行阻力的可视化。以上功能的集合对整合航道信息、提高航运管理水平具有重要意义。主要理论及工作可归纳如下：
　　研究了基于osgEarth搭建数字平台的方法，分析了地形地貌精细化还原方法，对港口、桥梁等典型建筑物的建模做了详细描述，重点解决了地图、高程等大量数据的存储、渲染等重要难点。建立了重庆至涪陵段数字平台基础，为接下来的功能设定打下基础。
　　分析了重庆至涪陵段因存在控制河段、变动回水等自然条件导致的航道条件复杂性，以数学模型重建了重庆至涪陵段的航道要素，并对其进行实地验证确保了数据的准确性。分析了航道要素大数据的主要影响因子，详细介绍了利用网络手段实时获取关键因子的方法，实现了对航道要素的预报，利用编程语言对航道要素进行离散质子化，将质点所携带的信息绘制成平台可读的shp文件，将航道要素进行可视化。对通航水流条件进行了研究和探讨，重点从航道水深、航道宽度、航道曲率半径、跨江桥梁高度、流场分布等几个方面讨论了内河船舶通航的影响因素与计算方法，判断了不同等级船舶在不同的航道要素下的适航区域并将其可视化。开发了实时水深、流速等航道要素查询模块。
　　将控制河段王家滩的大尺度航道要素作为航道平台数据的补充，针对传统图像粒子测速系统视频采集设备设置流程复杂特点，采用新型无人机采集图像视频，对于测量精度低、示踪粒子成本高等问题，通过现场测量与理论分析的方法，应用了多粒子测速技术，用数学方法将图像坐标转换为世界坐标，并将其提取的航道要素数据应用于三维数字平台，提升了局部航道要素的精度，并将其与兹万科夫公式结合，实现了船舶航行阻力可视化，保证了平台的实用性。搭建了航道要素数据库，并在平台与数据库之间引入接口，实现数据的调用。