王玉璽 丁 琰 肖沖沖

（中船航?？萍加邢挢熑喂?北京 100070）

1 引言

與紙海圖相比，基于數(shù)字海圖的應(yīng)用系統(tǒng)具有航行自動監(jiān)控及報警、航跡自動存儲、歷史軌跡回放、海圖信息快速查詢以及船舶狀態(tài)自動顯示等優(yōu)點。盡管我國海道測量機構(gòu)已經(jīng)發(fā)布了符合國際標準（S-57標準）的電子海圖，但是在特定領(lǐng)域仍然以MVCF數(shù)字海圖數(shù)據(jù)為主且存在少數(shù)使用MapInfo數(shù)字海圖數(shù)據(jù)的情況，本文在深入研究了MapInfo數(shù)字海圖和MVCF數(shù)字海圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和要素編碼的基礎(chǔ)上，提出了從MapInfo海圖數(shù)據(jù)向MVCF海圖數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法，以滿足特定領(lǐng)域支持MVCF格式電子海圖數(shù)據(jù)的電子海圖應(yīng)用軟件使用MapInfo數(shù)字海圖的需求。

2 Map Info海圖數(shù)據(jù)分析

MapInfo數(shù)據(jù)采用層次結(jié)構(gòu)組織空間數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的專題將海圖分層，每個圖層存儲為若干個數(shù)據(jù)文件［1～4］。

1）空間數(shù)據(jù)文件（.MAP）：該文件存儲海圖要素的幾何類型、坐標信息和顏色信息等空間數(shù)據(jù)以及與該要素對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)記錄在屬性數(shù)據(jù)文件（.DAT）中的記錄號。

2）屬性數(shù)據(jù)文件（.DAT）：該文件存儲海圖要素屬性數(shù)據(jù)，以表結(jié)構(gòu)描述。

3）屬性數(shù)據(jù)的表結(jié)構(gòu)文件（.TAB）：該文件定義了要素屬性數(shù)據(jù)的表結(jié)構(gòu)，包括字段數(shù)、字段名稱、字段類型和字段寬度、索引字段等信息。

4）交叉索引文件（.ID）：該文件存儲要素在空間數(shù)據(jù)文件（.MAP）中的位置指針。

5）索引文件（.IND）：該文件是可選的，對于部分字段建立索引。

本文提及的MapInfo海圖數(shù)據(jù)根據(jù)要素內(nèi)容（水系、居民地、獨立地物等）和要素類型（圖形、地名）進行分層，圖層名稱定義分別采用“圖號+要素內(nèi)容+圖形”和“圖號+要素內(nèi)容+地名”的方式表示。

3 MVCF海圖數(shù)據(jù)分析

3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析

MVCF海圖共有19個專題層，包括海洋/陸地（OCLD）、測量控制點（CTRL）、陸地方位物（LDMK）、地貌（RELF）等17個要素專題層和資料檔案、圖幅索引等2個特殊專題層。由于海圖要素幾何特征不同，在專題層基礎(chǔ)上，將專題層分為一個或多個要素層做為數(shù)字化層，每個專題層分為一個或多個數(shù)字化層，共分為29個數(shù)字化層［5～6］。

3.2 要素編碼分析

MVCF海圖要素編碼在數(shù)字海圖數(shù)據(jù)字典中規(guī)定，包括類碼和識別碼，由6位數(shù)字組成［7］。

1）類碼

類碼表示海圖要素的類別，根據(jù)航海使用需求和便于計算機數(shù)據(jù)管理，將海圖要素分為14類，用3位數(shù)字表示。其中，第1位數(shù)字和第2位數(shù)字唯一地定義海圖要素的主類，第3位數(shù)字定義主類下的亞類，亞類的具體定義是按照不同性質(zhì)或不同用途進行劃分的。如類碼51X表示測量控制點類，類碼52X表示自然地理要素類，類碼53X表示人工地物類等。

2）識別碼

識別碼唯一地定義某一類下具體地海圖要素，用3位數(shù)字表示。由于海圖要素幾何特征不同，可能表現(xiàn)為點、線、面類型。根據(jù)要素幾何特征，將識別碼劃分為3段，分別表示點、線、面要素識別碼。如001～099為點要素編碼；100～199為線要素編碼；200～299為面要素編碼。

4 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法

4.1 元數(shù)據(jù)信息存儲

MVCF海圖數(shù)據(jù)每幅圖包含一個元數(shù)據(jù)文件，文件名為map.rec，用于記錄每幅圖的控制信息，由23個數(shù)據(jù)項組成，每項數(shù)據(jù)為一行，以文本文件方式存儲。讀取MapInfo數(shù)據(jù)文件時，將圖號、圖名、投影方式、基準緯度等圖幅元數(shù)據(jù)信息寫入map.rec元數(shù)據(jù)文件［8］。

4.2 建立數(shù)據(jù)間對應(yīng)關(guān)系

分別建立MapInfo數(shù)據(jù)與MVCF數(shù)據(jù)間的圖層對應(yīng)關(guān)系表、要素編碼對應(yīng)關(guān)系表以及要素屬性表等文件，均采用計算機軟件可識別的結(jié)構(gòu)化語言組織，便于實現(xiàn)轉(zhuǎn)換程序的自動化處理。

1）圖層對應(yīng)關(guān)系表

根據(jù)MapInfo數(shù)據(jù)圖層命名規(guī)則和MVCF數(shù)據(jù)分層命名規(guī)則，建立MapInfo數(shù)據(jù)圖層與MVCF數(shù)據(jù)圖層的對應(yīng)關(guān)系表。由于MapInfo數(shù)據(jù)一個圖層可包含不同類型的圖形對象，而MVCF數(shù)據(jù)一個圖層只能包括同種類型的圖像對象，因此一個MapInfo數(shù)據(jù)圖層可能對應(yīng)多個MVCF數(shù)據(jù)圖層。部分圖層對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 圖層對應(yīng)關(guān)系表

2）要素編碼對應(yīng)表

參考MVCF數(shù)字海圖數(shù)據(jù)字典，將MapInfo數(shù)據(jù)中的海圖要素與MVCF數(shù)據(jù)海圖要素編碼進行一一對應(yīng)。部分要素編碼對應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2 要素編碼對應(yīng)關(guān)系表

3）MVCF海圖數(shù)據(jù)屬性表

根據(jù)MVCF數(shù)字海圖數(shù)據(jù)交換格式標準規(guī)定，將每個圖層的附加屬性項信息結(jié)構(gòu)化存儲，用于在從MapInfo數(shù)據(jù)向MVCF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，建立數(shù)據(jù)圖層的屬性字段信息。

4.3 空間坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

MVCF數(shù)據(jù)空間坐標采用圖上坐標表示，以厘米為單位。因此，首先將MapInfo數(shù)據(jù)經(jīng)緯度坐標轉(zhuǎn)化為墨卡托投影坐標，然后再將投影坐標轉(zhuǎn)化為圖上坐標［9～12］。

1）經(jīng)緯度坐標轉(zhuǎn)換為投影坐標

以零子午線或自定義原點經(jīng)線（L0）與赤道交點的投影為原點，零子午線或自定義原點經(jīng)線的投影為縱坐標X軸，赤道的投影為橫坐標Y軸，構(gòu)成墨卡托平面直角坐標系。

墨卡托投影正解公式：（B，L）→（XE，YN），標準緯度B0，原點緯度NB0，原點經(jīng)度L0。計算公式如式（1）所示，e表示自然常數(shù)，π表示圓周率。

其中，投影坐標（XE，YN）的單位是米。

2）投影坐標轉(zhuǎn)化為圖上坐標

假設(shè)紙海圖圖幅的左下角的經(jīng)緯度是(BLB，LLB)，紙海圖比例尺分母是scale，則根據(jù)式（1）中的墨卡托投影正解公式，該點的投影平面坐標是(XLB，YLB)。由此，海圖要素圖上坐標的計算公式如式（2）所示：

其中，圖上坐標（Xm，Ym）的單位是厘米。

4.4 注記數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

MVCF數(shù)據(jù)將所有注記類要素集中存儲于注記層（ANNCOV）中，而在MapInfo數(shù)據(jù)中注記信息是分為多個圖層管理的，因此需將MapInfo數(shù)據(jù)的所有注記信息圖層全部轉(zhuǎn)換到MVCF注記層中。

5 結(jié)語

本文通過對MapInfo數(shù)字海圖和MVCF數(shù)字海圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和要素編碼的深入分析，建立了二者之間的圖層、要素類型及要素編碼的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)了從MapInfo海圖數(shù)據(jù)向MVCF海圖數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，滿足MVCF電子海圖應(yīng)用軟件對MapInfo數(shù)字海圖的使用需求。