南瀏段數(shù)字航道IENCs物標(biāo)要素特點(diǎn)與檢驗(yàn)

奚凌云 李昱 翟信德

摘 要：本文分析了南瀏段電子航道圖數(shù)據(jù)（IENCs）物標(biāo)要素特點(diǎn)及存在的一些問題，利用dkart檢測軟件，

對南瀏段IENCs進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測，檢驗(yàn)出該段IENCs中的錯(cuò)誤，及時(shí)修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了IENCs實(shí)時(shí)更

新，從而能更好地提供及時(shí)、準(zhǔn)確的航道信息，更好地體現(xiàn)長江航道的“三個(gè)服務(wù)精神”，為船運(yùn)企業(yè)

和沿江經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更好地服務(wù)。

關(guān)鍵詞： IENCs dKart 數(shù)據(jù)質(zhì)量 S-57 CJ-57

為了合理利用、治理和開發(fā)我國的河流資源，我國的水利工作者又提出了“數(shù)字流域”、“數(shù)字河流”這一概念，所謂“數(shù)字河流”就是把全國河網(wǎng)裝進(jìn)計(jì)算機(jī)，從而可方便地模擬、分析、研究全國河流的自然現(xiàn)象，探索其內(nèi)在規(guī)律，為河流治理、開發(fā)和管理的各種方案決策提供科學(xué)技術(shù)支持。“南瀏段數(shù)字航道系統(tǒng)”正是基于“數(shù)字地球”和“數(shù)字河流”的概念提出來的新思路，它是集長江航道地理信息系統(tǒng)、現(xiàn)代通信技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、遙感遙測遙控及智能化分析與決策于一體的智能航道管理系統(tǒng)。

電子航道圖系統(tǒng)簡介

長江南瀏段數(shù)字航道上起蘇皖交界的慈湖河口，下至江蘇太倉瀏河口，全長369.5公里。目前，已建成的數(shù)字航道系統(tǒng)主要由電子航道圖系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及系統(tǒng)支撐平臺等組成，通過航道信息數(shù)字化、航道監(jiān)控實(shí)時(shí)化、航道服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化，努力實(shí)現(xiàn)航道維護(hù)管理從被動矯正型向主動預(yù)防型轉(zhuǎn)變，從完成任務(wù)型向主動服務(wù)型轉(zhuǎn)變，從勞動密集型向技術(shù)管理型的轉(zhuǎn)變，從而最大限度地利用自然資源，挖掘航運(yùn)潛能，提高航道通過能力，提升公共服務(wù)水平。

南瀏段數(shù)字航道系統(tǒng)的核心部分正是電子航道圖系統(tǒng)。電子航道圖系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)IENCs的生產(chǎn)、維護(hù)、審核、發(fā)布，IENCs的生產(chǎn)、審核、檢驗(yàn)、發(fā)布依據(jù)的主要標(biāo)準(zhǔn)是CJ-57、CJ-58、CJ-63標(biāo)準(zhǔn)，其中CJ-57標(biāo)準(zhǔn)是在IHO S-57理論模型、產(chǎn)品規(guī)范和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的約束下，擴(kuò)展了S-57物標(biāo)分類及屬性定義，并根據(jù)長江內(nèi)河航運(yùn)的特點(diǎn)，新增了相關(guān)的數(shù)據(jù)格式交換標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)的物標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)存在問題

南瀏段數(shù)字航道系統(tǒng)作為我國內(nèi)河首條“智能航道”，其在系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念、系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)性能、系統(tǒng)擴(kuò)展性等方面都有一定的前瞻性。但由于我國的IENCs生產(chǎn)起步較晚、對IENCs產(chǎn)品規(guī)范的理解上還存在不足，在IENCs產(chǎn)品中還存在或多或少的問題。目前，南瀏段IENCs數(shù)據(jù)的主要問題表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、資料現(xiàn)勢性問題

由于南瀏段IENCs數(shù)據(jù)生產(chǎn)周期較長，及南瀏段地處長江中下游地區(qū)，地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，導(dǎo)致IENCs數(shù)據(jù)要素有較大的變化，為保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性，有必要及時(shí)對IENCs數(shù)據(jù)要素及時(shí)更新補(bǔ)充。

2、IENCs數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)精度、物標(biāo)屬性

由于早期在IENCs數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程中，對S-57標(biāo)準(zhǔn)的理解程度不夠及生產(chǎn)時(shí)間的緊迫性，導(dǎo)致南瀏段IENCs數(shù)據(jù)在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)精度、物標(biāo)屬性定義等方面存在一定的問題。

Dkart軟件介紹

IENCs產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)在產(chǎn)品形成過程中發(fā)揮著重要作用，它既是IENCs形成過程中的必要工序，又是控制和改進(jìn)IENCs質(zhì)量的重要手段。前者起到了維持IENCs質(zhì)量達(dá)到規(guī)定水平的把關(guān)作用，后者起到了提高IENCs質(zhì)量的作用。

基于質(zhì)量檢驗(yàn)的重要性及存在的問題，我們采用國際通行的海圖數(shù)據(jù)檢測軟件-----Dkart來檢測數(shù)據(jù)中存在的問題，并對之進(jìn)行修復(fù)。Dkart是一個(gè)功能強(qiáng)大的電子海圖的質(zhì)量控制軟件，由杰普森公司于1996年推出，一經(jīng)問世就贏得了來自于各國水文組織和S-57數(shù)據(jù)生產(chǎn)商的廣泛認(rèn)同。

該軟件可以通過全面檢查IENCs數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否符合S-57標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)利用對IENCs的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)精度、物標(biāo)屬性等進(jìn)行檢查，保證了IENCs數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及圖中每一物標(biāo)的位置、屬性等信息的準(zhǔn)確性。

該軟件功能強(qiáng)大，可以檢查以下9個(gè)方面：

檢查幾何屬性方面的問題，例如檢查圖幅是否為規(guī)則的矩形、線性物標(biāo)是否存在自相交等拓?fù)浞矫娴膯栴}。

檢查空間冗余度方面的問題。例如可以用來檢驗(yàn)線物標(biāo)上是否有多余的點(diǎn)。

檢查圖幅中是否存在未加入當(dāng)前數(shù)據(jù)集中孤立的點(diǎn)、線或面。

特征物標(biāo)幾何信息及屬性信息問題檢查，例如檢查物標(biāo)的強(qiáng)制屬性為空、空間相連接的同一物標(biāo)未合并等方面問題。

檢查圖中采用的坐標(biāo)系統(tǒng)、參考橢球體、高程基準(zhǔn)等方面是否存在問題。

檢查特征物標(biāo)是否可以包含子物標(biāo)方面的問題，例如：控制點(diǎn)、雷達(dá)站、信號臺等物標(biāo)不能包含子物標(biāo)。

檢查編碼規(guī)范方面的問題。如檢查圖幅中存在未賦予特征物標(biāo)的點(diǎn)線面、相鄰水深區(qū)水深值不連續(xù)、同一條線被賦予大于一個(gè)特征物標(biāo)、無效的物標(biāo)屬性值等。

檢查水深編碼規(guī)范方面的問題，此類檢查主要用來檢查是否有不合理的水深值在等深區(qū)內(nèi)。

主要用來檢查圖幅邊界與矩形框是否一致的問題。

IENCs數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)流程

IENCs數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)，是按照事先規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和控制程序，對IENCs形成過程中出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷進(jìn)行判斷或檢證，并及時(shí)采取糾正措施予以消除。南瀏段IENCs數(shù)據(jù)檢驗(yàn)流程主要有以下幾個(gè)步驟。

1、編輯平臺位圖比照

由于長江中下游地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及長江沿線各單位對長江干線實(shí)施了一系列的整治工程，導(dǎo)致了長江沿線發(fā)生了很多變化，新增了很多整治建筑物、碼頭、護(hù)岸等，另外在系統(tǒng)建成后，水深數(shù)據(jù)及航標(biāo)數(shù)據(jù)也需要及時(shí)的更新，這些需要利用編輯平臺中位圖比照功能導(dǎo)入最新的CAD資料圖，對各要素進(jìn)行比對，用戶可以通過人機(jī)交互的方式來實(shí)現(xiàn)岸線、碼頭、橋梁、航標(biāo)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。

2、Dkart軟件檢測

利用位圖比照功能能對IENCs要素進(jìn)行更新，但無法檢測出該數(shù)據(jù)中是否有不符合S-57規(guī)范的數(shù)據(jù)存在，此時(shí)可以利用Dkart軟件來檢測。將已更新完畢的IENCs數(shù)據(jù)保存在英文路徑下，運(yùn)行Dkart軟件打開需檢測000格式文件，運(yùn)行test—Run Tests，單擊run，在界面的下側(cè)邊欄顯示檢測結(jié)果，如圖所示。

圖 Dkart檢測結(jié)果

如圖所示，Dkart檢測結(jié)果分為兩類，一種是Error(錯(cuò)誤)，對此類問題用戶必須進(jìn)行改正，另一種是Warning(警告)，對此類問題，用戶可以忽略，也可以進(jìn)行改正。南瀏段IENCs主要存在的問題主要分為兩類，一是前期數(shù)據(jù)制作過程中，由于對S-57規(guī)范的理解不足，對物標(biāo)類型的定義、物標(biāo)屬性的賦予、數(shù)據(jù)冗余、拓?fù)潢P(guān)系等方面存在的問題，另一方面由于南瀏段IENCs是基于CJ-57標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，而CJ-57標(biāo)準(zhǔn)在S-57標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上新增了一些物標(biāo)及自定義了部分物標(biāo)屬性，導(dǎo)致了Dkart軟件檢測時(shí)遇到此類物標(biāo)就會報(bào)錯(cuò)，這就需要用戶將此類物標(biāo)改為符合S-57標(biāo)準(zhǔn)的物標(biāo)。例如，在南瀏段IENCs數(shù)據(jù)中，“專用標(biāo)”的“catspm”屬性中有一CJ-57標(biāo)準(zhǔn)中新定義的屬性值——“碼頭調(diào)頭區(qū)”，此時(shí)用戶需要將此屬性值更改為既符合S-57規(guī)范亦符合內(nèi)河航運(yùn)特點(diǎn)的屬性值——“一般警告標(biāo)志”。

小結(jié)

通過Dkart軟件檢測的IENCs數(shù)據(jù)，就可以在國際通用的電子航道圖顯示平臺顯示，可以為進(jìn)入長江航道的國際海輪提供實(shí)時(shí)的內(nèi)河航運(yùn)信息，實(shí)現(xiàn)內(nèi)河航運(yùn)與海運(yùn)的無縫對接。這對促進(jìn)長江中下游地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到一定的積極作用。此外，Dkart軟件檢測所依據(jù)的S-57標(biāo)準(zhǔn)也存在一定的不足，S-57標(biāo)準(zhǔn)是一種面向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模式，維護(hù)缺乏彈性，目前IHO已將其凍結(jié)在3.1版，并推出S-100標(biāo)準(zhǔn)。S-100標(biāo)準(zhǔn)是采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式，采用的是UML建模語言，是與當(dāng)前主流的GIS信息技術(shù)的發(fā)展保持一致的，更符合空間信息技術(shù)的發(fā)展需求。此外，S-100標(biāo)準(zhǔn)完整提供了非IHO會員國維護(hù)海道測量相關(guān)注冊表和產(chǎn)品規(guī)范模式，這將為IENCs的發(fā)展提供了更廣大的空間。