数字海图编辑方法

摘 要 :本文在简述纸海图编辑的基础上,结合数字海图产生的背景并针对数字海图的特点,阐述了数字海图的编辑内容及表现方法,进一步提出了数字海图的编辑设想.从满足用户需求的角度,提出了对数字海图进行发展创新的理念.

关 键 词 :纸质海图 数字海图 信息要素 置信水平

Discussion on Methods for ENC Editing

Abstract:On the basis of analyzing the characteristics of ENC, this paper discusses the contents and methods of ENC editing. The idea of developed and innovated ENC is brought forward, accounting to fulfill the requirement of customer.

Key words: paper chart, ENC, information factor, believable level

我国是举世瞩目的海洋大国,为了保障经济迅猛发展,在我国很多港口建造了超大型船舶码头,以满足超大型船舶航运需求.作为保障船舶航行安全的海道测量单位,如何利用好现代的测绘设备、测绘技术,生产出既满足航运需要又满足航运管理和港口建设需要的测绘产品,是海道测量界长期研究、探讨的课题.数字海图是由各国航道测量部门按照国际航道测量组织(IHO)制定的S57标准制作的矢量式数字海图,也是唯一可以合法的用于数字海图显示和信息系统的数字海图[1].随着科学技术的迅猛发展,数字海图因其具有传统纸海图无法比拟的优点被广泛应用于船舶航行导航、船舶引航、海事管理、船舶交通管理和水上工程建设等诸多领域,成为海上安全与高效率海上营运的基本要素.数字海图是纸质海图的现代表现形式,而海图是地形图的一种,海图与地形图最大的区别是前者的海底要素不具有可见性,后者具有可见性,那么怎样把不可见的海底地形要素全部展现在使用者面前,是仪器制造商、测绘工作者努力实现的目标.

1数字海图编辑设想

1.1纸质海图编辑简述

现代纸质海图编辑主要包含的内容为:(1)图幅设计:主要包括图幅名称或图幅编号、、坐标系统、投影系统选择等,(2)资料搜集:资料搜集分为两部分,一是新测资料搜集,二是旧有成果搜集,根据现实地形要素确定是否使用,(3)地形要素编辑:对沿海地形要素和图幅内主要地形要素的编辑,(4)助航要素编辑:对灯浮、灯桩、灯塔等助航要素的编辑,(5)水深编辑:对水深资料进行适当取舍,(6)特殊碍航物要素编辑:对沉船、礁石、工程和航运遗留或散落的沉积物、战争抛设的炸弹等,(7)潮汐:对潮汐要素的计算和编辑,包括验潮站、潮汐表、潮汐性质等,(8)海底底质,(9)范围线编辑:包括对航道线、锚地范围线、禁航区、养殖区、施工区等的编辑,(10)磁差计算编辑,(11)图幅整饰.

1.2数字海图产生

随着计算机和网络技术的发展,测绘设备不断更新,推动了海道测绘产品创新步伐.IHO早在1977年就认识到需要制定数字海图标准, 并开始标准的制定工作[2].1983年IHO成立了数字数据交换委员会,专门负责标准的制定工作.在1985年5月IMO海上安全委员会第51次会提出数字海图安置讨论的议案,1996年11月IHO发布了划时代意义的《数字化海道测量数据传输标准》(S-57 3.0版),1996年12月,IHO又发布了《ECDIS海图内容与显示规范》(S-52 4.0版).IHO4.0版S-52与3.0版S-57标准的颁布,海图概念、目的映射、可视化、技术工序等出现了巨大的变化[3].从此后ENC和ECDIS的研发进入了高速发展的阶段.国内科研院所、海道测量单位对自己的测绘产品进行数字海图制作创新,创新的基本目的是:保证不同用户的使用者,快捷、便利的查询到自己需要的相关信息,保障船舶航行运营、港口规划运营、港口建设运营、航运管理的安全和高效低耗.要实现上述目的,在1999年数字海图孕育而生,目前诸多单位编绘的数字海图,数据量较纸质海图有些扩展,但是仍可认为是纸质海图的简单数字化.

1.3数字海图特点

符合国际标准的数字海图通常被称为电子航海图[4],即ENC(Electronic Nigational Chart,ENC),也就是通常说的数字海图. 计算机技术、网络技术的发展,为数字海图制作和读取提供了广阔的空间.与纸海图相比,纸海图产品是以海图符号支撑,海图上的信息需要借助于《海图图式》来反映传达给使用者,数字海图产品则是以数据和数据库支撑,海图上的信息以属性编码的形式反映,使用者需要借助于《海图数据字典》来获取信息[5].因此数字海图应具有如下特点:(1)数字海图涵盖信息量大.(2)图幅范围从过去纸质海图的固定性转变为灵活性.(3)部分区域的比例尺具有可变性(既可以缩小又可以放大).(4)由过去纸质海图涵盖内容的单一性改变为数字海图复合型.(5)用户具有宽阔的可选性.(6)水深由不变到可变.(7)使用简单快捷.

1.4数字海图编辑方法

1.4.1执行规范和标准

如前所述,数字海图具有的7大特点,那么在进行数字海图(数字海图)编辑时,在遵照《海道测量规范》、《航海图编绘规范》、《海图图示》、《数字化海道测量数据传输标准》(S-57 3.0版)、《ECDIS海图内容与显示规范》(S-52 5.0版)标准的前提下,制作单位必需以满足广大用户的需求,制作数字海图为己任,否则制作的数字海图(数字海图)就成了纸质海图的简单的电子化.制作数字海图应遵循的原则是:制作的数字海图必须符合国际标准、国家标准,在符合标准的前提下根据广大用户的需求进行测绘产品表现形式的创新.

1.4.2数字海图编辑内容及表现方法

数字海图涵盖大量海道测量测绘信息,进一步提高了编辑海图的可信度,具体编辑内容及表现方法为:(1)测绘仪器:包括定位仪器、沿岸地形测量仪器、单波束、多波束、浅地层剖面仪、磁力仪、侧扫声纳、流速仪、海底地质取样器、验潮仪等的分辨率和精度指标,(2)测量方法:包括测量范围、测量方式(检查测量、扫海测量)、发现的碍航物确认核实手段等,(3)潮汐性质:验潮站位置、潮汐性质、实施验潮数据提取方法、流速、流向,(4)助航物:航标、高大建筑物、高山、指向标站、AIS等,(5)重要的地形要素:包括码头、防波堤、港航管理部门、货场、铁路线路、高速公路、公路,(6)碍航物:包括礁石、沉船、钻井平台、石油管线、海底电缆、跨海大桥、跨通道的高压线等,(7)海区有关界线:包括港池、航道、锚地、通道、港界线、养殖范围线、抛泥区范围线,(8)船舶导航:根据船舶吃水自动生成设计航线,实时显示偏航方向、偏移距离、船速及到目的地的时间,(9)规划施工:包括范围划定、范围面积计算、平均水深计算、疏浚土方量计算、选定等深线的自动生成,(10)海底底质,(11)管理范围划定,(12)投影及坐标系统转换,(13)测绘时间,(14)高程基准,(15)测绘单位,(16)置信水平,

1.4.3 数字海图编辑构想

随着我国港口吞吐能力的不断增强和航运安全意识的不断提高,重要的航行区域一般都进行覆盖测量,为了准确地反映海底地貌,纸质海图在编绘中尽量放大比例尺,但是准确的表示局部就不可能表示全部,怎样才能做到又具体又全部呢数字海图可以做到既详细的表示局部区域的海底地貌,又能够宏观的表示图幅内海底地貌变化趋势.根据实际水深测量、地形岸线测量、潮汐观测、底质探测、扫海测量、特殊碍航物测量、助航标志测量、浅地层剖面测量、重力测量、磁力测量、测区流速和流向测量的成果进行数字海图编绘,每幅数字海图分别采用中文和英文进行编绘.编绘根据不同用户的需要在保障基础数字海图,符合规范要求的基础上,分层进行拓展、对航行区域的不同测量方法产生的测量成果进行拓扑,根据用途对相关要素进行取舍,做到由过去纸质海图编绘单一性转化为复合性的数字海图.

数字海图实际上对于表示的最大区域内的每个分区域是数字海图系统,因此要求数字海图系统的制定标准、传输标准、显示标准符合国际标准和国家标准.为船舶航运、港航管理、规划施工、海洋渔业作业、海洋坏境保护等行业硬件和软件配置(导航软件、疏浚软件、航运监控软件,计算机、GPS、测深仪、电罗经、计程仪、倾废记录仪、雷达和船舶自动识别系统AIS(VESSEL TRAFFIC SERVICES))提供广阔的使用空间.用户可以根据需要进行选择,数字海图系统可实现分项选择和集成选择,根据信息显示窗口的大小选择自己需要要素,而那些相对次要的要素,随着比例尺变化自动增减[6].实现无级比例尺数字海图,同时对潮汐、重要航行区域的发展变化、助航标志、测深精度置信水平、海底现势置信水平、测绘手段等重要要素进行语言陈述,数字海图编辑实现图示和语言陈述相结合,保障数字海图让用户使用放心、简单快捷.以下为各种查询结果的示意图:

2结语

计算机技术、网络信息技术、测绘技术、测绘设备的发展,有效的提高了海道测绘产品的表现形式,为航运经济发展提供有力支持.目前数字海图有多种表现形式,由于数字海图(数字海图)处于制作初期和制作高峰,对国际标准、国家标准领会浅显,制作方式仍停留在纸制海图制作的基础上,造成数字海图(数字海图)与用户需求存在较大差异.本文对数字海图编辑方法进行了探讨,以大比例尺海道测绘数据为基础,利用技术手段用户可以自动生成选项中的任意比例尺的数字海图(数字海图),引导数字海图(数字海图)编辑向满足用户现代需求方向转化.