關于S—100系列產品規范的跟蹤及對策

王娟 王志云

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

關鍵詞：S-100;產品規范;S-101;海道測量;航海保障

0 前 言

IHO發布的國際海道測量數據傳輸標準（S-57）是目前各國海道測量機構通用的數據傳輸標準，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據的一致性和互操作性，IHO于2001年正式把開發通用海洋測繪數據模型（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系列產品規范是新一代基于S-100的數字化航海圖書資料和相關地理信息數據服務標準的總和。S-100系列產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方法論的數據產品，涵蓋了海上安全相關的各個領域，通過在S-100電子海圖顯示與信息系統中集成應用，利用互操作手段，可以實時為船舶提供基于位置、環境、動態感知的信息服務，是智能船舶外部數據源的重要組成部分。根據S-100戰略規劃，S-100系列產品將從2020年起隨S-100 ECDIS陸續在海上投入使用。為此，我國需要針對S-100標準及系列產品規范的內容、研究進展等進行持續的跟蹤，并盡早思考對策，從而應對未來可能產生的變革。

1 ?S-100系列產品規范

由于S-100的GIS特征和海上適應特征，它的作用也從最開始的替代S-57標準變為“為海上各種信息、數據、產品和服務提供統一模型框架和應用模式”。早在2013年，S-100就被確認為是IMO e-Navigation中的通用海上數據結構，發展至今日，其作用已不再局限在海道測量領域，已擴展到海上各種數據產品生產和數據交換過程中。表1是當前以S-100為基礎的已開發或正在開發的產品規范列表，此列表中產品規范的數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產品規范的內容及目前的開發狀況。

2 ?S-1XX產品規范的簡介及開發情況[3]

（1）S-101電子海圖產品規范

IHO于2018年12月發布了S-101的1.0.0版本。其中要素表達目錄預計將于2019年2月完成。S-101規定了制作S-101 ENC數據所需的內容、結構、數據編碼和元數據。該規范還包括S-101 ENC在ECDIS中使用的顯示需求。S-101產品規范將取代S-57電子海圖產品規范。

（2）S-102水深表面產品規范

IHO于2012年4月發布了S-102的1.0.0版本。開發S-102水深表面產品的主要目的是與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據源應用于其他系統。S-102水深表面產品在結構上是一種柵格數據，用來編碼高密度水深數據。

（3）S-104航行水位產品規范

S-104 1.0.0版本目前正在開發中。潮汐和水位預測是航路規劃、進入港口等的基礎。S-104航行水位產品規范規定了如何封裝和傳輸用于ECDIS或其他應用程序的潮汐和水位數據。

（4）S-111 表層流產品規范

IHO于2018年12月發布了S-111的1.0.0版本。S-111表面流產品數據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版目前正在開發中。海上界限與邊界產品規范用于數字海上邊界信息的編碼與交換，具體包括根據《聯合國海洋法公約》劃定的海上界限、區域和邊界。

（6）S-122海洋保護區產品規范

IHO于2019年1月發布了S-122的1.0.0版本。S-122海洋保護區產品規范旨在對海洋保護區（MPA）信息進行編碼。海洋保護區是指海洋、河口或大湖的保護區。與S-101電子海圖中的海洋保護區相比，S-122海洋保護區產品從內容、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海洋保護區可以疊加或替換S-101電子海圖中海洋保護區要素。

（7）S-123海上無線電服務產品規范

IHO于2019年1月發布了S-123的1.0.0版本。S-123產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、頻率和內容。

（8）S-124航行警告產品規范

S-124 1.0.0版目前正在開發中。本產品規范用于創建包含主要針對ECDIS使用的導航警告信息的數據集。航行警告是指根據經修正的1974年《國際海上人命安全公約》的規定，向船舶廣播的含有與安全航行有關的緊急信息的電文。

（9）S-125導航服務產品規范

S-125的開發目前暫停。S-125導航服務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，臨時的或是季節性的，以及AIS ASM信息等。

（10）S-126自然環境產品規范

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

（11）S-127船舶交通服務產品規范

S-127 1.0.0版目前正在開發中。S-127產品用于VTS、引航、航線規劃和船舶報告系統等。

（12）S-128航海產品目錄交換產品規范

S-128 1.0.0版目前正在開發中。航海產品目錄對于用戶快速準確獲取航海產品信息有著重要意義。S-128產品包含所有紙質的、數字的產品信息、在線資源和可訪問的元數據，包括區域內所有的S-XXX產品和服務。

（13）S-129富余水深管理信息產品規范

S-129 1.0.0版目前正在開發中。S-129產品規范旨在為有關海上安全和海上交通效率的數字數據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字格式，以便在龍骨下凈空管理系統和ECDIS等機載導航系統之間交換信息。

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信息，根據水深和船舶吃水，預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標準及系列產品規范的落地將對世界航海保障業帶來巨大的變革。目前，我國各有關單位也對S-100標準及系列產品規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標準及系列產品規范研究方面的經驗積累和能力建設，另一方面也會影響我國對S-100標準及系列產品規范的深入理解，進而影響我國在國際海道測量領域的話語權和今后S-100系列產品的生產。因此建議有關單位，在IHO相關工作組中，主動承擔更多的研究和測試項目。

3.2 加強頂層設計

S-100系列產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和最為重要的產品，S-102、S-104、S111、S121等可作為S-101電子海圖的有力補充。這些產品的數據來源涉及我國多個涉海部門，因此為了提高數據的共享性，減少研究和生產上的人力、財力和物力的浪費，更好地生產和應用S-100系列產品，建議加強頂層設計，根據各涉海部門的職責范圍，統籌安排S-100標準及系列產品規范的跟蹤、研究、試生產、最終產品落地和運用。

3.3 抓緊技術儲備

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

4 ?結束語

S-100以及相關產品規范的開發及應用，將最大可能地降低不同專業領域使用海洋測繪數據的技術門檻，為世界各國海洋開發利用帶來巨大而深遠的影響。我國有關單位須積極參與相關標準和規范的跟蹤、開發與測試，積極互動，將自己的生產經驗、意見及建議與IHO或者其他國家、相關組織進行廣泛的交流，發出自己的聲音，在時機成熟時，順利實現從S-57到S-100的轉換，并豐富自身的產品，從而更好地服務于航海保障和海洋經濟發展。

參考文獻

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