南瀏段數(shù)字航道IENCs物標要素特點與檢驗

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）物標要素特點及存在的一些問題，利用dkart檢測軟件，

對南瀏段IENCs進行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測，檢驗出該段IENCs中的錯誤，及時修復，實現(xiàn)了IENCs實時更

新，從而能更好地提供及時、準確的航道信息，更好地體現(xiàn)長江航道的“三個服務精神”，為船運企業(yè)

和沿江經(jīng)濟的發(fā)展提供更好地服務。

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)裝進計算機，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技術(shù)支持?！澳蠟g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)控實時化、航道服務網(wǎng)絡化，努力實現(xiàn)航道維護管理從被動矯正型向主動預防型轉(zhuǎn)變，從完成任務型向主動服務型轉(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，挖掘航運潛能，提高航道通過能力，提升公共服務水平。

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)主要負責IENCs的生產(chǎn)、維護、審核、發(fā)布，IENCs的生產(chǎn)、審核、檢驗、發(fā)布依據(jù)的主要標準是CJ-57、CJ-58、CJ-63標準，其中CJ-57標準是在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，擴展了S-57物標分類及屬性定義，并根據(jù)長江內(nèi)河航運的特點，新增了相關(guān)的數(shù)據(jù)格式交換標準和有關(guān)的物標標準。

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)計理念、系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)性能、系統(tǒng)擴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)濟發(fā)展迅速，導致IENCs數(shù)據(jù)要素有較大的變化，為保證數(shù)據(jù)的時效性，有必要及時對IENCs數(shù)據(jù)要素及時更新補充。

2、IENCs數(shù)據(jù)的數(shù)學基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)精度、物標屬性

由于早期在IENCs數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程中，對S-57標準的理解程度不夠及生產(chǎn)時間的緊迫性，導致南瀏段IENCs數(shù)據(jù)在數(shù)學基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)精度、物標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IENCs質(zhì)量的重要手段。前者起到了維持IENCs質(zhì)量達到規(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，并對之進行修復。Dkart是一個功能強大的電子海圖的質(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標準，同時利用對IENCs的數(shù)學基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)精度、物標屬性等進行檢查，保證了IENCs數(shù)學基礎(chǔ)以及圖中每一物標的位置、屬性等信息的準確性。

該軟件功能強大，可以檢查以下9個方面：

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、線性物標是否存在自相交等拓撲方面的問題。

檢查空間冗余度方面的問題。例如可以用來檢驗線物標上是否有多余的點。

檢查圖幅中是否存在未加入當前數(shù)據(jù)集中孤立的點、線或面。

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

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

檢查特征物標是否可以包含子物標方面的問題，例如：控制點、雷達站、信號臺等物標不能包含子物標。

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的點線面、相鄰水深區(qū)水深值不連續(xù)、同一條線被賦予大于一個特征物標、無效的物標屬性值等。

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)量檢驗方法和檢驗流程

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

1、編輯平臺位圖比照

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

2、Dkart軟件檢測

利用位圖比照功能能對IENCs要素進行更新，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，運行Dkart軟件打開需檢測000格式文件，運行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(錯誤)，對此類問題用戶必須進行改正，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，對物標類型的定義、物標屬性的賦予、數(shù)據(jù)冗余、拓撲關(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標準生產(chǎn)的，而CJ-57標準在S-57標準的基礎(chǔ)上新增了一些物標及自定義了部分物標屬性，導致了Dkart軟件檢測時遇到此類物標就會報錯，這就需要用戶將此類物標改為符合S-57標準的物標。例如，在南瀏段IENCs數(shù)據(jù)中，“專用標”的“catspm”屬性中有一CJ-57標準中新定義的屬性值——“碼頭調(diào)頭區(qū)”，此時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)河航運特點的屬性值——“一般警告標志”。

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，可以為進入長江航道的國際海輪提供實時的內(nèi)河航運信息，實現(xiàn)內(nèi)河航運與海運的無縫對接。這對促進長江中下游地區(qū)社會經(jīng)濟的發(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標準也存在一定的不足，S-57標準是一種面向結(jié)構(gòu)的設(shè)計模式，維護缺乏彈性，目前IHO已將其凍結(jié)在3.1版，并推出S-100標準。S-100標準是采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計模式，采用的是UML建模語言，是與當前主流的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標準完整提供了非IHO會員國維護海道測量相關(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。