王娟 王志云

摘 ?要：2010年1月，S-100（通用海洋測繪數(shù)據(jù)模型）的1.0.0版本正式對外公布，隨后不同領(lǐng)域基于S-100標準開發(fā)了一系列的產(chǎn)品規(guī)范來指導(dǎo)相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)。根據(jù)S-100戰(zhàn)略規(guī)劃，S-100系列產(chǎn)品將從2020年起隨S-100 ECDIS陸續(xù)在海上投入使用。S-100系列產(chǎn)品涵蓋了海道測量、水文等海上安全相關(guān)的各個領(lǐng)域，是智能船舶外部數(shù)據(jù)源的重要組成部分，對于海上安全航行意義重大。本文將簡要介紹目前S-100系列產(chǎn)品規(guī)范的開發(fā)情況，并分析為適應(yīng)S-100戰(zhàn)略規(guī)劃，相關(guān)行業(yè)應(yīng)采取的對策，從而為我國跟蹤研究和落地實施S-100產(chǎn)品提供參考。

關(guān)鍵詞：S-100;產(chǎn)品規(guī)范;S-101;海道測量;航海保障

0 前 言

IHO發(fā)布的國際海道測量數(shù)據(jù)傳輸標準（S-57）是目前各國海道測量機構(gòu)通用的數(shù)據(jù)傳輸標準，盡管S-57具有許多好的方面，但它也存在很多局限性，比如不被國際GIS領(lǐng)域廣泛認可和接受、維護機制不太靈活等等[1]。為了避免S-57存在的局限性，最大限度保證海道測量數(shù)據(jù)的一致性和互操作性，IHO于2001年正式把開發(fā)通用海洋測繪數(shù)據(jù)模型（S-100）納入工作計劃，并于2010年1月正式對外公布了S-100的1.0.0版本，目前已更新至2018年12月的4.0.0版本[2]。

S-100系列產(chǎn)品規(guī)范是新一代基于S-100的數(shù)字化航海圖書資料和相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)標準的總和。S-100系列產(chǎn)品對于海上安全航行意義重大，它提供了一系列基于地理信息系統(tǒng)方法論的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，涵蓋了海上安全相關(guān)的各個領(lǐng)域，通過在S-100電子海圖顯示與信息系統(tǒng)中集成應(yīng)用，利用互操作手段，可以實時為船舶提供基于位置、環(huán)境、動態(tài)感知的信息服務(wù)，是智能船舶外部數(shù)據(jù)源的重要組成部分。根據(jù)S-100戰(zhàn)略規(guī)劃，S-100系列產(chǎn)品將從2020年起隨S-100 ECDIS陸續(xù)在海上投入使用。為此，我國需要針對S-100標準及系列產(chǎn)品規(guī)范的內(nèi)容、研究進展等進行持續(xù)的跟蹤，并盡早思考對策，從而應(yīng)對未來可能產(chǎn)生的變革。

1 ?S-100系列產(chǎn)品規(guī)范

由于S-100的GIS特征和海上適應(yīng)特征，它的作用也從最開始的替代S-57標準變?yōu)椤盀楹Ｉ细鞣N信息、數(shù)據(jù)、產(chǎn)品和服務(wù)提供統(tǒng)一模型框架和應(yīng)用模式”。早在2013年，S-100就被確認為是IMO e-Navigation中的通用海上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，發(fā)展至今日，其作用已不再局限在海道測量領(lǐng)域，已擴展到海上各種數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)和數(shù)據(jù)交換過程中。表1是當前以S-100為基礎(chǔ)的已開發(fā)或正在開發(fā)的產(chǎn)品規(guī)范列表，此列表中產(chǎn)品規(guī)范的數(shù)量隨著時間的推移將不斷增多。本文著重探討海道測量域的S-1XX產(chǎn)品規(guī)范的內(nèi)容及目前的開發(fā)狀況。

2 ?S-1XX產(chǎn)品規(guī)范的簡介及開發(fā)情況[3]

（1）S-101電子海圖產(chǎn)品規(guī)范

IHO于2018年12月發(fā)布了S-101的1.0.0版本。其中要素表達目錄預(yù)計將于2019年2月完成。S-101規(guī)定了制作S-101 ENC數(shù)據(jù)所需的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)編碼和元數(shù)據(jù)。該規(guī)范還包括S-101 ENC在ECDIS中使用的顯示需求。S-101產(chǎn)品規(guī)范將取代S-57電子海圖產(chǎn)品規(guī)范。

（2）S-102水深表面產(chǎn)品規(guī)范

IHO于2012年4月發(fā)布了S-102的1.0.0版本。開發(fā)S-102水深表面產(chǎn)品的主要目的是與S-101 ENC共同顯示安全航行信息。其次它也可作為一種獨立的數(shù)據(jù)源應(yīng)用于其他系統(tǒng)。S-102水深表面產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上是一種柵格數(shù)據(jù)，用來編碼高密度水深數(shù)據(jù)。

（3）S-104航行水位產(chǎn)品規(guī)范

S-104 1.0.0版本目前正在開發(fā)中。潮汐和水位預(yù)測是航路規(guī)劃、進入港口等的基礎(chǔ)。S-104航行水位產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定了如何封裝和傳輸用于ECDIS或其他應(yīng)用程序的潮汐和水位數(shù)據(jù)。

（4）S-111 表層流產(chǎn)品規(guī)范

IHO于2018年12月發(fā)布了S-111的1.0.0版本。S-111表面流產(chǎn)品數(shù)據(jù)由海水表面的流速和流向組成。表面流影響船舶運動，是影響船舶航行安全的重要因素。

（5）S-121海上界線與邊界

S-121 1.0.0版目前正在開發(fā)中。海上界限與邊界產(chǎn)品規(guī)范用于數(shù)字海上邊界信息的編碼與交換，具體包括根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》劃定的海上界限、區(qū)域和邊界。

（6）S-122海洋保護區(qū)產(chǎn)品規(guī)范

IHO于2019年1月發(fā)布了S-122的1.0.0版本。S-122海洋保護區(qū)產(chǎn)品規(guī)范旨在對海洋保護區(qū)（MPA）信息進行編碼。海洋保護區(qū)是指海洋、河口或大湖的保護區(qū)。與S-101電子海圖中的海洋保護區(qū)相比，S-122海洋保護區(qū)產(chǎn)品從內(nèi)容、時效性、準確性、圖示表達、信息類型等方面要求更高。在實際的顯示過程中，S-122海洋保護區(qū)可以疊加或替換S-101電子海圖中海洋保護區(qū)要素。

（7）S-123海上無線電服務(wù)產(chǎn)品規(guī)范

IHO于2019年1月發(fā)布了S-123的1.0.0版本。S-123產(chǎn)品標明了航行情報和其他海上無線電通信的位置、可用性、無線電通信類型、頻率和內(nèi)容。

（8）S-124航行警告產(chǎn)品規(guī)范

S-124 1.0.0版目前正在開發(fā)中。本產(chǎn)品規(guī)范用于創(chuàng)建包含主要針對ECDIS使用的導(dǎo)航警告信息的數(shù)據(jù)集。航行警告是指根據(jù)經(jīng)修正的1974年《國際海上人命安全公約》的規(guī)定，向船舶廣播的含有與安全航行有關(guān)的緊急信息的電文。

（9）S-125導(dǎo)航服務(wù)產(chǎn)品規(guī)范

S-125的開發(fā)目前暫停。S-125導(dǎo)航服務(wù)提供了航海過程中所需的燈標和其他助航信息，無論是物理的還是虛擬的，臨時的或是季節(jié)性的，以及AIS ASM信息等。

（10）S-126自然環(huán)境產(chǎn)品規(guī)范

S-126的開發(fā)目前暫停。S-126描述海洋和陸地地形、潮汐、天氣、盛行的、季節(jié)性的和危險的水流以及其他環(huán)境條件。

（11）S-127船舶交通服務(wù)產(chǎn)品規(guī)范

S-127 1.0.0版目前正在開發(fā)中。S-127產(chǎn)品用于VTS、引航、航線規(guī)劃和船舶報告系統(tǒng)等。

（12）S-128航海產(chǎn)品目錄交換產(chǎn)品規(guī)范

S-128 1.0.0版目前正在開發(fā)中。航海產(chǎn)品目錄對于用戶快速準確獲取航海產(chǎn)品信息有著重要意義。S-128產(chǎn)品包含所有紙質(zhì)的、數(shù)字的產(chǎn)品信息、在線資源和可訪問的元數(shù)據(jù)，包括區(qū)域內(nèi)所有的S-XXX產(chǎn)品和服務(wù)。

（13）S-129富余水深管理信息產(chǎn)品規(guī)范

S-129 1.0.0版目前正在開發(fā)中。S-129產(chǎn)品規(guī)范旨在為有關(guān)海上安全和海上交通效率的數(shù)字數(shù)據(jù)交換提供一種合適的格式。它包括一種具有必要屬性特征的數(shù)字格式，以便在龍骨下凈空管理系統(tǒng)和ECDIS等機載導(dǎo)航系統(tǒng)之間交換信息。

S-129富余水深管理信息是在航海過程中實時計算的一種動態(tài)信息，根據(jù)水深和船舶吃水，預(yù)測和計算整個航行計劃中的富余水深信息。

3 對 策

3.1 認清存在的差距

毋庸置疑，S-100標準及系列產(chǎn)品規(guī)范的落地將對世界航海保障業(yè)帶來巨大的變革。目前，我國各有關(guān)單位也對S-100標準及系列產(chǎn)品規(guī)范始終保持著跟蹤和研究。但與東亞部分國家，如韓國相比，我國的研究廣度和深度還有差距，如在測試臺方面參與較少。這一方面影響我國在S-100標準及系列產(chǎn)品規(guī)范研究方面的經(jīng)驗積累和能力建設(shè)，另一方面也會影響我國對S-100標準及系列產(chǎn)品規(guī)范的深入理解，進而影響我國在國際海道測量領(lǐng)域的話語權(quán)和今后S-100系列產(chǎn)品的生產(chǎn)。因此建議有關(guān)單位，在IHO相關(guān)工作組中，主動承擔(dān)更多的研究和測試項目。

3.2 加強頂層設(shè)計

S-100系列產(chǎn)品是航海保障的重要組成部分，其中S-101電子海圖是最為基礎(chǔ)和最為重要的產(chǎn)品，S-102、S-104、S111、S121等可作為S-101電子海圖的有力補充。這些產(chǎn)品的數(shù)據(jù)來源涉及我國多個涉海部門，因此為了提高數(shù)據(jù)的共享性，減少研究和生產(chǎn)上的人力、財力和物力的浪費，更好地生產(chǎn)和應(yīng)用S-100系列產(chǎn)品，建議加強頂層設(shè)計，根據(jù)各涉海部門的職責(zé)范圍，統(tǒng)籌安排S-100標準及系列產(chǎn)品規(guī)范的跟蹤、研究、試生產(chǎn)、最終產(chǎn)品落地和運用。

3.3 抓緊技術(shù)儲備

生產(chǎn)S-100系列產(chǎn)品的前提是對相關(guān)產(chǎn)品規(guī)范有深度的理解和把握。以最為基礎(chǔ)最為重要的S-101產(chǎn)品為例，在時間上， S-101開發(fā)、測試和實現(xiàn)均有較為詳細的時間節(jié)點;在規(guī)范內(nèi)容方面，雖然與S-57相比，S-101絕大多數(shù)要素和屬性是保持不變的，但是需要對信息類型和復(fù)合屬性的技術(shù)使用進行處理等。在規(guī)范的用戶化方面，因IHO發(fā)布的產(chǎn)品規(guī)范中有很多部分是需要各個國家及生產(chǎn)機構(gòu)根據(jù)自身情況進行適度調(diào)整，從而適應(yīng)本國的生產(chǎn)需求和生產(chǎn)實際的。因此建議我國各有關(guān)單位，抓緊前期的跟蹤、研究和試生產(chǎn)，從而為S-100系列產(chǎn)品的最終落地提供技強有力的術(shù)保障。

4 ?結(jié)束語

S-100以及相關(guān)產(chǎn)品規(guī)范的開發(fā)及應(yīng)用，將最大可能地降低不同專業(yè)領(lǐng)域使用海洋測繪數(shù)據(jù)的技術(shù)門檻，為世界各國海洋開發(fā)利用帶來巨大而深遠的影響。我國有關(guān)單位須積極參與相關(guān)標準和規(guī)范的跟蹤、開發(fā)與測試，積極互動，將自己的生產(chǎn)經(jīng)驗、意見及建議與IHO或者其他國家、相關(guān)組織進行廣泛的交流，發(fā)出自己的聲音，在時機成熟時，順利實現(xiàn)從S-57到S-100的轉(zhuǎn)換，并豐富自身的產(chǎn)品，從而更好地服務(wù)于航海保障和海洋經(jīng)濟發(fā)展。

參考文獻

[1] 翟京生，元建勝，陸長林，陸毅.S-100通用海洋測繪數(shù)據(jù)模型[M].天津：中國航海圖書出版社，2010.