葉志榮

摘要：本文針對(duì)海道測(cè)量產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中電子海圖生產(chǎn)所顯示出的不合理之處，進(jìn)行了分析，找出了引起這些缺陷存在的原因，在充分考慮電子海圖用戶實(shí)際使用的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國海事局HPD源數(shù)據(jù)入庫及生產(chǎn)實(shí)際情況，經(jīng)過深入研究，從電子海圖制作流程、多級(jí)網(wǎng)格分幅以及制圖綜合規(guī)范上提出了新設(shè)想與思路，保證電子海圖編繪質(zhì)量，以便更好、更有效滿足航海圖書用戶的實(shí)際需求。

關(guān)鍵詞：HPD 電子海圖 多級(jí)網(wǎng)格 制圖綜合

0引言

海道測(cè)量產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫（Hydrographic Product Database，簡稱HPD）是2007年交通部海事局重點(diǎn)引進(jìn)的空間數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，引進(jìn)的主要目的是建立海道測(cè)繪數(shù)據(jù)無縫、連續(xù)無重疊的空間數(shù)據(jù)庫，以加強(qiáng)測(cè)繪數(shù)據(jù)信息資源的有效管理、分析、處理和維護(hù)。該系統(tǒng)由加拿大CARIS公司開發(fā)研制，采用Oracle數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)空間、屬性數(shù)據(jù)及關(guān)系信息，其采用的數(shù)據(jù)模型是基于（IHO）S-57關(guān)系模式的對(duì)象數(shù)據(jù)模型，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多用戶同步作業(yè)，用同一數(shù)據(jù)庫表達(dá)同一地物的多個(gè)層次的比例尺版本，并建立內(nèi)在的聯(lián)系，以解決各層次間的更新和維護(hù)問題。HPD主要由源數(shù)據(jù)編輯器（Source Editor）、紙海圖編輯器（Paper Chart Editor），以及電子海圖編輯器（Product Editor）三個(gè)功能模塊組成，源數(shù)據(jù)編輯器用于海道測(cè)量數(shù)據(jù)的管理、編輯、更新，以及存儲(chǔ)，其成果Source層的數(shù)據(jù)作為海道測(cè)量數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即每個(gè)物標(biāo)只保存一次，且存儲(chǔ)在Source層中。HPD產(chǎn)品編輯器（紙海圖編輯器和電子海圖編輯器）均在同一數(shù)據(jù)庫中從Source層中提取數(shù)據(jù)，在不影響Source層要素的情況下制作特殊和專用化海圖產(chǎn)品。HPD技術(shù)在數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、管理、維護(hù)以及紙海圖、電子海圖生產(chǎn)制作的一體化，更好地適應(yīng)了海道測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的要求。

1 電子海圖編繪制作現(xiàn)狀

1.1工序流程

海事局基于HPD建立了符合海圖產(chǎn)品管理、生產(chǎn)的工作流，基本完成了沿海海道測(cè)量數(shù)據(jù)庫的建立。在HPD中編繪作業(yè)流程是：首先，進(jìn)行源數(shù)據(jù)編繪，并經(jīng)質(zhì)檢、審定后，作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)入庫存儲(chǔ)。其次，進(jìn)行紙海圖編繪，其制作原理是從源數(shù)據(jù)成果數(shù)據(jù)庫中讀取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用紙海圖編輯器完成圖式符號(hào)、注記及圖面整飾作業(yè)，輸出紙海圖成果送印，期間紙海圖如有改動(dòng)，則先返回源數(shù)據(jù)編輯器修改源數(shù)據(jù)，再進(jìn)行紙海圖改正，確保源數(shù)據(jù)內(nèi)容與紙海圖保持一致。最后，在紙海圖制作全部完成后開始電子海圖編繪作業(yè)，電子海圖制作同樣要從源數(shù)據(jù)成果數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，在電子海圖編輯器中，按電子海圖制作標(biāo)準(zhǔn)（如S-57、S-58等）進(jìn)行編繪作業(yè)。其工序流程如圖1所示：

1.2 電子海圖分幅

目前，中國海事的電子海圖分幅規(guī)則與圖幅范圍與紙海圖圖幅完全一致，即一幅紙海圖對(duì)應(yīng)一幅電子海圖。已完成覆蓋沿岸航行所需的標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺為1：9萬和1：18萬電子海圖，以及全國各大港口其他標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺（如1：1.2萬、1：2.2萬等）電子海圖的制作。紙海圖受到海圖紙張的限制和方便使用的要求，只能分幅表示，而且紙海圖分幅直接影響其航行中的使用價(jià)值，所以要考慮到它的用途、比例尺、海岸的走向、海區(qū)的完整性，航行上有充分的水域和足夠的航行目標(biāo)，使每幅圖既有獨(dú)立的使用價(jià)值，又能連貫使用。成套航海圖相鄰圖幅之間還有一定的重疊范圍（疊幅），以便換圖時(shí)將船位點(diǎn)轉(zhuǎn)到相鄰圖上。

圖1 海圖編繪作業(yè)工序流程

1.3 電子海圖制圖綜合

源數(shù)據(jù)作為編繪海圖產(chǎn)品的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中制圖要素的空間信息與屬性信息是以IHO S-57為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與電子海圖標(biāo)準(zhǔn)相吻合。但在制圖綜合方面，由于源數(shù)據(jù)完成編繪后直接進(jìn)行紙海圖編繪作業(yè)，因此源數(shù)據(jù)編繪制圖綜合過多地參照了紙海圖制圖綜合原則，與電子海圖的制圖綜合原則有較大的差距。

2 存在的缺陷

經(jīng)過多年的電子海圖生產(chǎn)實(shí)踐，在紙海圖制作完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行電子海圖制作，已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出諸多的不合理。當(dāng)前的海圖編繪生產(chǎn)流程是先完成源數(shù)據(jù)編繪，在這個(gè)基礎(chǔ)上先進(jìn)行紙海圖編繪生產(chǎn)，待紙海圖完成后再進(jìn)行電子海圖編繪制作。這一作業(yè)流程本身并無太多弊端，但從長遠(yuǎn)發(fā)展來看存在一定的缺陷。

2.1影響電子海圖的及時(shí)性和現(xiàn)勢(shì)性

海圖產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)以電子海圖為主，紙海圖為輔，用戶對(duì)電子海圖的現(xiàn)勢(shì)性、準(zhǔn)確性要求會(huì)越來越高。按照目前的流程先完成紙海圖生產(chǎn)，然后再制作電子海圖，這一過程時(shí)間跨度較大，顯然在及時(shí)性和現(xiàn)勢(shì)性上會(huì)大打折扣。

2.2影響電子海圖的準(zhǔn)確性

受圖面載負(fù)量的限制，紙海圖上的許多要素都經(jīng)過制圖綜合處理，也就是說，紙海圖上會(huì)丟失許多制圖信息，電子海圖沒有圖面載負(fù)量的限制，但同樣會(huì)丟失很多信息，有時(shí)制圖要素綜合后甚至改變了特征屬性，如障礙物面等。

2.3影響電子海圖的實(shí)用性

國際上電子海圖分幅通常采用網(wǎng)格化分幅方法，網(wǎng)格化分幅的一大特點(diǎn)就是無縫拼接。根據(jù)航海用戶在紙海圖使用過程中需要不斷更換海圖的特點(diǎn)，紙海圖圖幅設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮一定范圍的重疊。電子海圖完全按照紙海圖的范圍進(jìn)行分幅制作，與電子海圖制作的無縫拼接原則相矛盾，不利于電子海圖的網(wǎng)格分幅生產(chǎn)。重疊部分必須進(jìn)行處理，勢(shì)必影響到電子海圖圖幅的合理性，進(jìn)而影響都航海用戶的使用。

3 解決的方法

3.1改變工序流程

將電子海圖編繪制作工序提前，源數(shù)據(jù)編繪制作完成后，直接進(jìn)行電子海圖編繪作業(yè)，待電子海圖全部完成后再進(jìn)行紙海圖編繪作業(yè)。流程修改后，其優(yōu)勢(shì)在于：

1.電子海圖與源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致，兩者的相似程度高，可減少編繪技術(shù)兼容性處理。從CARIS HPD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)來看，電子海圖與HPD源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、物標(biāo)屬性結(jié)構(gòu)最為接近，源數(shù)據(jù)編繪完成后，直接生成電子海圖更為接近真實(shí)現(xiàn)狀。endprint

2.電子海圖與源數(shù)據(jù)的編繪特點(diǎn)接近，可減少工序間銜接的工作量，提高編繪生產(chǎn)效率。通常編繪源數(shù)據(jù)時(shí)，考慮最多的是各類制圖物標(biāo)的表示方法，屬性定義等，這與電子海圖制作極為相似，即使有修改，兩者之間的轉(zhuǎn)換應(yīng)用也很方便，并不需要類似紙海圖的應(yīng)用改變很多要素，可大大節(jié)省制作時(shí)間。

3.2采用多級(jí)網(wǎng)格電子海圖分幅

由于電子海圖（ENC）的要求與紙海圖有所不同，電子海圖圖幅必須是矩形的，具有同一航海用途內(nèi)的數(shù)據(jù)必須沒有重疊，圖幅不受大小限制，理論上可以用一幅電子海圖表示出同一航海用的全覆蓋區(qū)域，但考慮到容量和顯示速度對(duì)設(shè)備成本的要求，宜采用多級(jí)網(wǎng)格電子海圖分幅。分幅原則可參照源數(shù)據(jù)中根據(jù)不同航海用途的基準(zhǔn)比例尺建立產(chǎn)品層的原則，也可以將現(xiàn)有源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層作為網(wǎng)格電子海圖分級(jí)依據(jù)。

1.以HPD源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層的劃分為基礎(chǔ)，能充分發(fā)揮現(xiàn)有HPD入庫源數(shù)據(jù)的作用，可以大大節(jié)省因?yàn)檎{(diào)整HPD源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層而增加的工作量，方便HPD源數(shù)據(jù)管理和維護(hù)。

2.電子海圖按規(guī)則的長方形分幅，不會(huì)產(chǎn)生存在圖幅的重疊和漏空情況，有利于建立電子海圖無縫數(shù)據(jù)庫，具有可擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)的易維護(hù)性。

3.電子海圖重疊部分內(nèi)容一致性得到保證，有利于電子海圖質(zhì)量的提高，方便航海人員在航行中使用。

3.3調(diào)整源數(shù)據(jù)制圖綜合細(xì)則

改變先做紙海圖再做電子海圖的海圖生產(chǎn)流程，實(shí)施源數(shù)據(jù)編繪完成后，先制作電子海圖，再進(jìn)行紙海圖制作的作業(yè)模式。因電子海圖與紙海圖存在諸如存儲(chǔ)介質(zhì)、顯示特點(diǎn)、表達(dá)形式等方面的不同，電子海圖與紙海圖的內(nèi)容不必規(guī)定完全一致，電子海圖內(nèi)容的選取與紙海圖內(nèi)容的選取也存在制圖綜合方面的不同，勢(shì)必要對(duì)源數(shù)據(jù)編繪過程中制圖綜合原則及方法作進(jìn)一步調(diào)整。

調(diào)整源數(shù)據(jù)制圖綜合細(xì)則，有利于提高電子海圖產(chǎn)品質(zhì)量，提升電子海圖實(shí)用價(jià)值。例如位置靠得很近的三艘沉船，在紙海圖上因圖面載負(fù)量的影響不能同時(shí)表示時(shí)，根據(jù)制圖綜合原理，只能選取其中的一個(gè)沉船表示在紙海圖上。按照原作業(yè)流程，在源數(shù)據(jù)編繪時(shí)就應(yīng)做好選取一個(gè)沉船的綜合處理，源數(shù)據(jù)雖然與紙海圖上完全一致，但同時(shí)也丟失了重要內(nèi)容。電子海圖制作時(shí)以源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，直接從源數(shù)據(jù)提取已經(jīng)編輯完成的成果數(shù)據(jù)，同樣也丟失另外2個(gè)沉船的重要信息。流程改變后，考慮到電子海圖中可同時(shí)顯示所有沉船，且不發(fā)生矛盾，源數(shù)據(jù)中可不作綜合處理，如實(shí)表示所有沉船，待編繪紙海圖時(shí)在紙海圖編輯器中作圖面上的制圖綜合處理即可。這樣既能在源數(shù)據(jù)及電子海圖中保留最真實(shí)的信息，又能使紙海圖更科學(xué)、美觀。

4 結(jié)束語

HPD中電子海圖編繪制作流程的改變，多級(jí)網(wǎng)格分幅的實(shí)現(xiàn)以及電子海圖制圖綜合規(guī)則的進(jìn)一步細(xì)化，將對(duì)電子海圖質(zhì)量的提高，以及電子海圖生產(chǎn)的及時(shí)性產(chǎn)生較大影響，方便海圖用戶的使用，增加電子海圖的實(shí)用性。同時(shí)也將大大提高海事測(cè)繪產(chǎn)品信譽(yù)度，提高海事測(cè)繪的形象，為港口建設(shè)、航海運(yùn)輸和航政管理提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周程熹等.電子海圖及其應(yīng)用系統(tǒng)國際規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)（S-57篇）.大連海事大學(xué)出版社，1999endprint