助航標(biāo)志信息自動(dòng)導(dǎo)入電子海圖研究

1、助航標(biāo)志信息自動(dòng)導(dǎo)入電子海圖研究李 忠 新（上海海事局 海測(cè)大隊(duì)，上海 200090）摘要：本文詳細(xì)介紹了助航標(biāo)志在電子海圖中的表示及在電子海圖中的輸入方式，通過(guò)重新設(shè)計(jì)符合電子海圖標(biāo)準(zhǔn)的航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了助航標(biāo)志信息在電子海圖生產(chǎn)中的自動(dòng)導(dǎo)入。測(cè)繪信息網(wǎng)關(guān)鍵詞：電子海圖 數(shù)據(jù)庫(kù) 航標(biāo) 自動(dòng)導(dǎo)入 1 研究背景測(cè)繪信息網(wǎng)隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和航海技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了以數(shù)字形式表示的，描寫(xiě)海域地理信息和航海信息的電子海圖，它的出現(xiàn)引起了海道測(cè)繪領(lǐng)域和航海領(lǐng)域的一場(chǎng)技術(shù)革命，使海圖的研究、生產(chǎn)和使用跨入了一個(gè)新的紀(jì)元，也使航海自動(dòng)化邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。助航標(biāo)志簡(jiǎn)稱(chēng)航標(biāo)，通常設(shè)在沿海、港口等海域，用來(lái)幫助

2、航海人員辨認(rèn)航道、測(cè)定船位、避開(kāi)沉船等危險(xiǎn)物，從而引導(dǎo)船舶安全航行，避免發(fā)生觸礁、擱淺等事故。電子海圖是船舶航行的眼睛，作為電子海圖中重要內(nèi)容的助航標(biāo)志信息，它的準(zhǔn)確性將直接影響著航海的安全。而在現(xiàn)階段，由于在電子海圖制作過(guò)程中，不能把助航標(biāo)志信息自動(dòng)導(dǎo)入，需要通過(guò)人機(jī)交互的方式輸入，影響助航標(biāo)志信息的準(zhǔn)確率（表1），因此，迫切需要找到一種能自動(dòng)導(dǎo)入助航標(biāo)志信息的方法，提高助航標(biāo)志信息錄入的速度和準(zhǔn)確率。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)時(shí)間累計(jì)1月2月3月航標(biāo)正確數(shù)（個(gè)）222590176988航標(biāo)總數(shù)（個(gè)）2306091831022航標(biāo)準(zhǔn)確率96.5%96.9%96.2%96.7%表1 2005年1-3月電子海

3、圖中助航標(biāo)志要素的準(zhǔn)確率2 電子海圖生產(chǎn)現(xiàn)狀測(cè)繪信息網(wǎng)21航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)狀從九十年代開(kāi)始，上海海事局就采用數(shù)據(jù)庫(kù)的方式來(lái)管理助航標(biāo)志信息，然而原先的航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)是按照紙質(zhì)海圖要求設(shè)計(jì)的，因此與現(xiàn)在的電子海圖生產(chǎn)不相適應(yīng)（表2）。字段名類(lèi)型寬度小數(shù)位字段名類(lèi)型寬度小數(shù)位航標(biāo)編號(hào)字符型8圖形代碼字符型6名稱(chēng)字符型20圖像字符型13經(jīng)度數(shù)值型106通告類(lèi)型字符型10緯度數(shù)值型106通告期號(hào)字符型8燈質(zhì)字符型30變更類(lèi)型字符型8燈高數(shù)值型51錄入日期日期型8射程數(shù)值型71錄入人員字符型8標(biāo)體顏色字符型8構(gòu)造字符型254附記字符型100表2 航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)22 電子海圖制作現(xiàn)狀上海海事局從1996年開(kāi)發(fā)電子

4、海圖到現(xiàn)在批量生產(chǎn)電子海圖，經(jīng)過(guò)了不斷吸收、提高的過(guò)程。目前使用的是CARIS公司專(zhuān)門(mén)用于生產(chǎn)S-57 3.1版電子海圖的HOM軟件，漢化了數(shù)據(jù)字典，設(shè)置了54到84的轉(zhuǎn)換參數(shù)及最小比例尺因子，現(xiàn)在電子海圖的制作水平、制作質(zhì)量有了很大的提高?，F(xiàn)在電子海圖是按照紙海圖的分幅來(lái)進(jìn)行制作：首先得到相應(yīng)區(qū)域紙海圖的電子文件，然后按S-57的要求進(jìn)行交互編輯，最后經(jīng)過(guò)檢查，生成電子海圖產(chǎn)品。這種生產(chǎn)方式在同一地區(qū)在不同比例尺圖上的表現(xiàn)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)差異，特別是助航標(biāo)志信息是通過(guò)人工交互的方式輸入，增加了工作量，也致使生成的助航標(biāo)志信息不統(tǒng)一。3主要問(wèn)題的解決測(cè)繪信息網(wǎng)31 定義新的航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)

5、入助航標(biāo)志信息，需要結(jié)合原有航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)以及今后航標(biāo)管理的需要，建立符合電子海圖國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(S-57)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此重新設(shè)計(jì)定義了航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)。32 將原有航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料導(dǎo)入到新的數(shù)據(jù)庫(kù)中在定義好數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)之后，需要對(duì)原有的航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)資料進(jìn)行分類(lèi)整理，把一些字段進(jìn)行拆分，最終把原數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)全部導(dǎo)入到新的數(shù)據(jù)庫(kù)中。33 開(kāi)發(fā)航標(biāo)信息管理系統(tǒng)根據(jù)航標(biāo)管理和航標(biāo)導(dǎo)入到CARIS HOM的要求，開(kāi)發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)的航標(biāo)信息管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)航標(biāo)的錄入、查詢(xún)和修改，并能夠?qū)⑵漭敵龀呻娮颖砀窈虷OM所能接受的數(shù)據(jù)庫(kù)格式。測(cè)繪信息網(wǎng)34 充分利用電子海圖制作軟件CARIS HOM的功能有了

6、與電子海圖結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)之后，我們利用電子海圖制作軟件CARIS HOM中的數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入模塊“Object Import Utility”的功能，使其與航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)系起來(lái)，最終通過(guò)接收航標(biāo)信息管理系統(tǒng)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了航標(biāo)的自動(dòng)導(dǎo)入。35 建立航標(biāo)導(dǎo)入模板在航標(biāo)自動(dòng)導(dǎo)入功能開(kāi)發(fā)成功之后，我們又建立了相應(yīng)的操作模板，使該方法便于在實(shí)際的生產(chǎn)中使用，進(jìn)一步增強(qiáng)了可操作性。4關(guān)鍵技術(shù)分析測(cè)繪信息網(wǎng)41 適應(yīng)電子海圖生產(chǎn)的航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和B/S結(jié)構(gòu)，它包括全國(guó)沿海發(fā)布的所有航標(biāo)數(shù)據(jù)，保存在內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，保證了電子海圖使用的航標(biāo)信息的唯一性。其管理、維護(hù)

7、、查詢(xún)輸出均使用瀏覽器方式，在海事局內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)用戶(hù)均可以網(wǎng)頁(yè)方式查詢(xún)航標(biāo)信息。同時(shí)可以按按航標(biāo)所在地區(qū)、圖號(hào)、范圍、位置和修改日期等多字段查詢(xún)。航標(biāo)輸出格式有兩種：一種是CARIS HOM軟件使用的數(shù)據(jù)，用于航標(biāo)信息的自動(dòng)導(dǎo)入；另外一種是按航標(biāo)表格式輸出的EXCEL文件，用于打印成冊(cè)。為了能適應(yīng)電子海圖生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)航標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，我們按照電子海圖的要求，把一個(gè)航標(biāo)分成四個(gè)部分：標(biāo)體、頂標(biāo)、燈光及輔助部分，然后通過(guò)制作軟件自動(dòng)組合生成一個(gè)整體（如下圖）。輔助 同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)用程序可以按WGS84或BJ54經(jīng)緯度坐標(biāo)輸入位置，可以對(duì)查詢(xún)結(jié)果進(jìn)一步作高級(jí)復(fù)雜查詢(xún)，可以輸出WGS84或BJ54

8、的查詢(xún)結(jié)果?？梢耘cWGS84改正通告、海圖等兼容。42 原有航標(biāo)信息的生成測(cè)繪信息網(wǎng)首先，根據(jù)原數(shù)據(jù)庫(kù)的圖形代碼，生成電子海圖物標(biāo)，然后，根據(jù)其燈質(zhì)等其它屬性，自動(dòng)完成屬性值的輸入。如：左側(cè)浮標(biāo)的圖形代碼為NABYPBG2，則自動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)電子海圖物標(biāo)，其中標(biāo)體為側(cè)面浮標(biāo)（BOYLAT），浮標(biāo)形狀（BOYSHP）屬性的屬性值為4（柱形），側(cè)面標(biāo)志（CATLAM）屬性的屬性值為1（左側(cè)標(biāo)）；頂標(biāo)（TOPMAR）中的頂標(biāo)形狀（TOPSHP）屬性值為5（圓柱形）；燈標(biāo)（LIGHTS）中的顏色（COLOUR）屬性值為3（紅色），其它的信號(hào)組、周期、射程等屬性也自動(dòng)識(shí)別生成。5 結(jié)語(yǔ)從2005年10月開(kāi)

9、始，我們就采用自動(dòng)導(dǎo)入助航標(biāo)志信息方式生產(chǎn)S-57 3.1版電子海圖，至今已完成50多幅電子海圖制作工作，助航標(biāo)志信息的正確率從原先的96.7%提高到了99.7（見(jiàn)表3），同一地區(qū)不同比例尺電子海圖數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性、制作質(zhì)量、速度都有了較大的提高，得到了港航用戶(hù)的好評(píng)。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)時(shí)間累計(jì)10月11月12月航標(biāo)正確數(shù)（個(gè)）17811501421470航標(biāo)總數(shù)（個(gè)）17911531431475航標(biāo)準(zhǔn)確率99.4%99.7%99.3%99.7%表3 2005年10-12月電子海圖中助航標(biāo)志要素的準(zhǔn)確率參考文獻(xiàn)：測(cè)繪信息網(wǎng)1吳越. 航標(biāo)交互式遙測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)J. 航海技術(shù), 2002(5):36-37. 2

10、王家耀著,空間信息系統(tǒng)原理M,北京科學(xué)出版社,2001.3王英志.航標(biāo)學(xué)M.大連:大連海事大學(xué)出版社,1997.4IHO S-57.IHO transfer standard for idgital hydrographic data edition 3.1 november 2000.http:/www.ihoshom.fr,2000AtoN Aotomatic into ENCLI Zhong-xin(Hydrographic Surveying Team, Shanghai Maritime Safety Administration, shanghai,200090)Abstract: It presents AtoN presention in ENC and AtoN input mode. Through redesign AtoN database, Realize AtoN Auto