清華山維在長江電子航道圖局部更新制作中的應(yīng)用*

陳雅雯 程新平 韓 紅(長江宜昌航道局,湖北 宜昌 443002)

清華山維在長江電子航道圖局部更新制作中的應(yīng)用*

陳雅雯 程新平 韓 紅
(長江宜昌航道局,湖北 宜昌 443002)

掌握長江電子航道圖中的水深和岸上地形等航道數(shù)據(jù)的更新過程是廣大一線技術(shù)人員必備的專業(yè)技能,其制作流程以及注意事項和優(yōu)缺點,是我們需要及時總結(jié)和思考的,以便為后續(xù)長江電子航道圖的改進和完善提供更多好建議,為長江電子航道圖高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源提供重要保障。

清華山維成圖軟件;長江航道信息更新;長江電子航道圖

1 概述

長江全線跨度大,各段航道情況復(fù)雜且變化頻繁,隨之而來的是航道測量數(shù)據(jù)的頻繁更新,如果業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)處理人員不能掌握較熟練的操作技能并保持高效的工作狀態(tài),很難保證高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源,從而為長江航道的管理和維護提供重要保障。

所謂“電子航道圖”,通俗地講就是傳統(tǒng)紙質(zhì)航道圖的數(shù)字化,以數(shù)字化形式直觀準確地展現(xiàn)長江及兩岸地物要素的數(shù)字地圖產(chǎn)品。近年來,隨著長江水運的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的紙質(zhì)航行參考圖由于更新周期長,航道、航標信息不能及時有效更新,已不能完全滿足船舶航行要求,航道通告、通電、信息聯(lián)播等傳統(tǒng)的航道信息服務(wù)方式,也不能滿足船舶運輸?shù)膫€性化需求。新研發(fā)的長江電子航道圖通過數(shù)字化形式及時更新,為長江上的行輪提供了準確的助航標志、水深數(shù)據(jù)、地物地貌等航行信息,以利設(shè)計最佳航線并保證其安全航行。

隨著長江電子航道圖2.0版本的順利試運行,數(shù)據(jù)更新在長江航道管理和維護中起著越來越重要的作用,其中航道信息的更新更是用戶最關(guān)心的問題之一。作為一線技術(shù)人員,掌握局部更新的過程、操作流程及原理是立足崗位工作必備的技能,應(yīng)當總結(jié)在工作中遇到的問題及解決問題的好方法,為長江電子航道圖后續(xù)的完善和發(fā)展建言獻策。

2 清華山維在長江電子航道圖形(區(qū)域局)更新制作中的應(yīng)用

2.1 子航道圖建庫

清華山維成圖軟件采用數(shù)據(jù)庫管理方式,利用模板技術(shù)對采集的數(shù)據(jù)進行有序存儲和標準一致的規(guī)范化管理。模版代表了規(guī)則與標準,而向不同的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換時,其標準、規(guī)定、要求必定有所不同。因此在實際工作中,需要定制不同的模版來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換目標[1]。以長江宜昌航道局為例,其轄區(qū)范圍包括大埠街-中水門,廟河-鳊魚溪兩個河段,在常規(guī)的電子航道圖中,我們有中水門-城陵磯和涪陵-廟河兩個編輯平臺,可利用主界面工作臺面定制下的增加或缺省模版導(dǎo)入來增加和定制相應(yīng)模版,也可利用新建工程自定義模版。

最新模版常以數(shù)據(jù)庫為模板基礎(chǔ),將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)巧妙地結(jié)合起來,把對模版和地圖符號庫的制作與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換巧妙地銜接起來,使得較復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題變?yōu)橄鄬唵蔚姆栔谱鲉栴},最終實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

2.2 原始數(shù)據(jù)預(yù)處理

清華山維預(yù)處理是對現(xiàn)有的圖進行處理,使之符合電子航道圖預(yù)處理的要求。其中,對于水深提取、絕對高程、相對高程以及彼此之間的相互轉(zhuǎn)換是原始數(shù)據(jù)預(yù)處理最重要的工作。水深提取是在測深儀獲取的ssd文件中,保留其中的水深和X、Y值。同時,利用公式:絕對高程=水位-水深,相對高程=航行基準面-絕對高程,即相對高程=航行基準面-水位+水深,進行相應(yīng)的計算和轉(zhuǎn)換。

2.3 數(shù)據(jù)編輯

通過對原始數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)化,導(dǎo)入符合清華山維要求格式的初始數(shù)據(jù),如cass中的原始數(shù)據(jù)格式為點號N、Y、X、Z,而清華山維默認的坐標文件格式為X、Y、Z,可通過EXCEL表格進行格式轉(zhuǎn)換。

導(dǎo)入數(shù)據(jù)后,對所有數(shù)據(jù)進行標注,此時利用地模處理中的生成三角網(wǎng)進行構(gòu)網(wǎng),接著進行三角網(wǎng)的編輯,然后在清華山維中自動生成等高線。通常可以調(diào)入上一測次該轄區(qū)的電子航道圖進行對比,也可通過等高線的走勢判斷水深點是否正確。明顯的陡峭走勢和某個點外存在一系列計曲線則可初步認定該點為假水深,此時,打開上一測次圖層對比即可判斷。

在剔除假水深后,我們需要進行等深線的編繪和岸上地圖的套用,形成初步電子航道圖。

2.4 數(shù)據(jù)更新

由于某些河段屬于淺水區(qū),因此,為保證航道的暢通,外業(yè)調(diào)繪人員需要頻繁的進行水深測量,內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理需要及時更新水深點,這就對長江電子航道圖的生產(chǎn)效率提出了相當苛刻的要求。

在實際航道維護工作中,常年航道的維護經(jīng)驗使得外業(yè)調(diào)繪人員清楚的知道該河段哪部分是變化頻繁的區(qū)域,哪部分是相對穩(wěn)定的區(qū)域。為了縮短電子航道圖更新成果圖的制作時間,提高生產(chǎn)效率,通常采用的是局部更新的方法。

通常在等深線編輯完成之后,需要繪制更新范圍線、刪除舊的水深點及等深線、接邊并形成最新預(yù)處理成果、形成水深數(shù)據(jù)更新edb文件及水深數(shù)據(jù)更新edb文件、整理水深數(shù)據(jù)文本文件和提交數(shù)據(jù)這幾個步驟,然后形成初步的電子航道圖局部更新成果圖(見圖1)。

圖1 電子航道圖局部更新成果圖

2.5 數(shù)據(jù)檢查

制圖標準和制圖模版的不統(tǒng)一,數(shù)據(jù)質(zhì)量管理制度及資料制度的不健全,導(dǎo)致清華山維數(shù)據(jù)預(yù)處理的質(zhì)量不高,因此,需要有相應(yīng)的檢查手段和可執(zhí)行的計算機輔助檢查工具來提高并保證高質(zhì)量數(shù)據(jù)源的輸出。

清華山維自帶的工具中有數(shù)據(jù)檢查項,與此同時,基于電子航道圖數(shù)據(jù)預(yù)處理規(guī)范的第三方數(shù)據(jù)檢查軟件也能更好保障數(shù)據(jù)的準確性,為長江電子航道圖的建設(shè)及更新維護提供技術(shù)支持[2]。以對宜昌局枝江處最新預(yù)處理成果進行數(shù)據(jù)檢查為例(見圖2),得到以下檢查結(jié)果:

圖2 第三方數(shù)據(jù)檢查軟件對宜昌局枝江處最新預(yù)處理成果數(shù)據(jù)檢查結(jié)果

2.6 成果輸出

清華山維的輸入輸出中定義了多種輸出模式,以供不同需要。包括:輸出epsw98數(shù)據(jù)(COR/NOT)cor Files、輸出EXF文本格式交換(1.0,2.0)exf Files、輸出EDF(EPS Data Files)、輸出EPS CE數(shù)據(jù)(CEF),模版(COD)、輸出坐標文件數(shù)據(jù)txt files和輸出外部數(shù)據(jù)。

3 清華山維在更新制作過程中的注意事項

3.1 腳本工具的應(yīng)用

清華山維中所有預(yù)處理相關(guān)的輔助工具均為腳本形式,文件類型為“.vbs”。在目前的應(yīng)用中主要用到的有制圖腳本輔助工具和質(zhì)量檢查腳本輔助工具兩大類。其中制圖腳本輔助工具包括主機轉(zhuǎn)地名和屬性維護工具;質(zhì)量檢查腳本輔助工具包括必備屬性檢查、整數(shù)值水深點壓線檢查和等深線懸掛線檢查。

腳本的制作可以用TC簡單開發(fā)軟件或者在Visual C++平臺下進行簡單基本的腳本自定義。從而滿足不同需要下的功能運用。以加入閉合線檢查項為例,進行腳本的定制(見圖3)。

圖3 加入“閉合線檢查”項的腳本檢查定制

3.2 預(yù)處理工作要求

主要包括地名、行政區(qū)域以及航道管理處的分界線、其他要素三個方面的預(yù)處理。其中其他要素(碼頭、錨地、新增要素等)的變化又主要包括新增、刪除、屬性改變、位置改變(如浮碼頭位置移動)、編碼/物標改變(如浮碼頭變?yōu)楣潭ùa頭,編碼由4770變?yōu)?761)、要素的某一部分發(fā)生變化(如一條陡坎的一小段發(fā)生了坍塌)六種情況,其中位置改變、編碼改變及要素的某一部分發(fā)生變化可以等同于刪除原有位置的要素后,再增加一個新要素。在提交的長江電子航道圖成果文件時,需同時提供地名預(yù)處理成果文件、刪除要素預(yù)處理成果文件、新增要素預(yù)處理成果文件、屬性改變要素預(yù)處理成果文件、最新預(yù)處理成果文件,且每個文件的命名都必備包括更新時間,管理處名稱及操作內(nèi)容[3]。無論水深地形更新還是地物更新,均需形成最終預(yù)處理成果,以此作為下一次更新時比對的基礎(chǔ)。

3.3 數(shù)據(jù)生產(chǎn)預(yù)處理規(guī)范

目前,清華山維制圖模版將所有航道要素劃分為22個圖層(見表1)。

4 總結(jié)和展望

4.1 遇到的問題

在使用清華山維進行長江電子航道圖(區(qū)域局)更新的過程中,遇到以下問題:(1)清華山維中有各類要素,一般成圖中需要在指定位置進行查詢,而不能通過輸入快捷命令找到。(2)清華山維在操作過程中,如果誤操作后關(guān)閉界面,重新打開后顯示的為誤操作后的界面,由于關(guān)閉后再打開,也無法進行撤銷命令。(3)在提交的更新成果圖中,由于不允許修改套用部分,范圍線內(nèi)外等深線的銜接是采用打開捕捉進行等深線、岸線接邊,這就導(dǎo)致,一方面等深線不夠圓滑,影響圖形美觀;另一方面,由于多次局部更新,導(dǎo)致同一值下的等深線出現(xiàn)多處斷開,影響了等深線的連貫性和整體美觀。(4)在實際外業(yè)調(diào)繪中,由于儀器工具等的限制,某些地區(qū)尤其是岸邊淺水區(qū),人或船無法到達,造成部分測量數(shù)據(jù)的不完整,通常內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時會進行部分加點處理,在清華山維中,只能進行復(fù)制或者移動,對于點的Z值無法自行標出。(5)在清華山維輸出圖打印的過程中,部分情況無法打印出所需要的格式和版面,也沒有消隱等打印設(shè)置。(6)在清華山維中,為了方便管理數(shù)據(jù)和分開數(shù)據(jù),常常會新建很多圖層,但是在最終成果圖里,很多圖層會進行合并,但是之前添加的圖層仍然存在,不能進行圖層的清理。

表1 航道要素的圖層分析

4.2 解決方法

圍繞上述問題,筆者提出下述解決方法:(1)目前,我們利用要素翻譯,可以準確地將各類要素與相應(yīng)編碼對應(yīng),成圖需要時,可直接在Excel表格中找到。(2)一方面利用腳本編輯定時自動保存功能,另一方面,基于Visual C++平臺自定義腳本,使得文件能像CAD一樣,有一個類似.bak的備份文件,從而通過更改后綴名,恢復(fù)找出上一步操作圖形的命令得以實現(xiàn)。(3)對于上一次套用部分利用修建部分,將套用部分的斷開處銜接起來,其他地方均不得銜接。(4)利用二維插值原理,編輯新的操作腳本和平臺實現(xiàn)自動插值。(5)更改打印設(shè)置選項,提供更多可供操作選項,同時改進頁面設(shè)置,新增消隱功能。(6)利用CAD平臺的二次開發(fā),將CAD中圖層清理原理應(yīng)用于清華山維腳本中,從而實現(xiàn)圖層的清理。

4.3 展望

清華山維軟件功能強大:首先,它對于等值線的編輯操作更加簡潔方便;其次,它的特征屬性項將數(shù)據(jù)的自身特性與應(yīng)用所需結(jié)合起來,看起來更直觀,使用范圍也更廣泛。最后,EPS平臺模板控制技術(shù)、EPS平臺數(shù)據(jù)庫、數(shù)字地模與工程應(yīng)用(土方計算等)這些方面的技術(shù),不僅能讓我們掌握軟件的基本原理,更能讓我們在此平臺上進行不斷完善和開發(fā)。保證數(shù)據(jù)預(yù)處理的高質(zhì)量,提高長江電子航道圖的生產(chǎn)效率,為長江電子航道圖的建設(shè)及更新維護提供更好的技術(shù)支撐和保障服務(wù)。

[1]李邵喜,李超,郝江凌,胡景峰,趙德鵬.長江電子航道圖制作的關(guān)鍵技術(shù)[J].大連海事大學(xué)學(xué)報,2010,(2): 33-34.

[2]李莉,呂霖.長江電子航道圖水深點與等深線匹配檢查工具的設(shè)計與實現(xiàn)[J].武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報,2013, (2):70-74.

[3]中交天津航道局有限公司,中交天津港航勘察設(shè)計研究院有限公司.水運工程測量規(guī)范(JTS131-2012) [S].北京:人民交通出版社,2012:13-16.

10.3969/j.issn.1672-9846.2014.01.019

U612.26

A

1672-9846(2014)01-0078-04

2014-01-09

陳雅雯(1989-),女,湖北宜昌人,長江宜昌航道局助理工程師,主要從事長江電子航道圖預(yù)處理及航道測繪研究。

程新平(1972-),男,湖北宜昌人,長江宜昌航道局測量工程師,主要從事長江電子航道圖預(yù)處理及航道測繪研究。

韓 紅(1966-),男,湖北宜昌人,長江宜昌航道局測量工程師,主要從事航道測量研究。