中國(guó)海事電子海圖分幅標(biāo)準(zhǔn)研究

葉志榮 宋立偉 沙宏杰 萬曉霞 焦晨晨

1 交通運(yùn)輸部東海航海保障中心上海海圖中心，上海，200090 2 武漢大學(xué)印刷與包裝系，湖北 武漢，430079 3 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地理與信息工程學(xué)院，湖北 武漢，430074

中華人民共和國(guó)海事局（簡(jiǎn)稱中國(guó)海事）于20世紀(jì)90年代開始研制生產(chǎn)電子海圖，在2008年9月公開發(fā)行2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系的S-57 標(biāo)準(zhǔn)電子海圖，2020年1月—10月發(fā)行量達(dá)290 萬幅，目前共有520 幅電子海圖正式對(duì)外發(fā)行，并被廣泛應(yīng)用于航行、海上交通管理、地理信息等領(lǐng)域［1-6］。

按照紙海圖圖幅范圍進(jìn)行電子海圖分幅，是各海圖生產(chǎn)機(jī)構(gòu)從單一紙海圖生產(chǎn)轉(zhuǎn)為電子海圖生產(chǎn)時(shí)的常用方式，也是中國(guó)海事目前采用的電子海圖分幅方式。

為方便航海用戶使用海圖，同一比例尺序列的紙海圖的相鄰圖幅間必須要有重疊，同一航海用途的電子海圖單元數(shù)據(jù)不能有重疊，且單元范圍必須是矩形。若電子海圖按照紙海圖的分幅方式進(jìn)行分幅，必然導(dǎo)致相鄰電子海圖之間有重疊，需要進(jìn)行裁切；同時(shí)不同航海用途的電子海圖數(shù)據(jù)實(shí)際上很難完好拼接。鑒于此，結(jié)合電子海圖的特點(diǎn)及國(guó)際規(guī)范的技術(shù)要求、顯示設(shè)備的限制等因素，本文嘗試采用電子海圖網(wǎng)格化分幅方式對(duì)同一航海用途的電子海圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分幅。利用空間網(wǎng)格化的思路展開研究，以解決電子海圖與紙海圖分幅方式一致帶來的問題，使中國(guó)海事電子海圖更好地服務(wù)海洋強(qiáng)國(guó)和“一帶一路”建設(shè)［7］。

1 電子海圖單元現(xiàn)狀

1.1 比例尺不夠系統(tǒng)化

中國(guó)海事電子海圖單元范圍與紙海圖圖幅范圍一致，比例尺則以紙海圖比例尺為基礎(chǔ)，按照電子海圖編輯比例尺制作。中國(guó)海事電子海圖編輯比例尺序列有1∶0.4 萬、1∶0.8 萬、1∶1.2 萬、1∶2.2萬、1∶4.5 萬、1∶9 萬、1∶35 萬7 種比例尺，而紙海圖的編輯比例尺序列有1∶0.5 萬、1∶0.8 萬、1∶1 萬、1∶1.2萬、1∶1.5 萬、1∶2 萬、1∶2.5 萬、1∶3 萬、1∶3.5 萬、1∶4萬、1∶4.5 萬、1∶5 萬、1∶6 萬、1∶7 萬、1∶7.5 萬、1∶8 萬、1∶10 萬、1∶12 萬、1∶15 萬、1∶18 萬、1∶30 萬、1∶40 萬22 種比例尺，共540 幅海圖，其中有些比例尺的海圖僅有1幅（如比例尺為1∶0.8萬的36135《積米崖港》）。

多種比例尺的電子海圖使用同一標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺，直接導(dǎo)致電子海圖單元拼接關(guān)系凌亂，給生產(chǎn)者和使用者都帶來不便。

1.2 嵌套重疊圖幅數(shù)量多，拼接關(guān)系復(fù)雜

在S-57 中規(guī)定，電子海圖單元數(shù)據(jù)在同一航海用途中不能重疊［8］。從中國(guó)海事紙海圖、電子海圖比例尺及其對(duì)應(yīng)的航海用途、海道測(cè)量產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫（hydrographic production database，HPD）生產(chǎn)產(chǎn)品層以及圖幅數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系來看，航海用途4 和5 的圖幅比例尺有16 種，共464 幅，勢(shì)必造成圖幅間嵌套、拼接關(guān)系復(fù)雜凌亂。 制作電子海圖的數(shù)據(jù)來自HPD 源數(shù)據(jù)，一個(gè)HPD 源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層不能制作兩個(gè)或多個(gè)航海用途的電子海圖，同樣，一個(gè)航海用途的電子海圖不能由多個(gè)源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層生產(chǎn)，否則會(huì)增加電子海圖制作的復(fù)雜程度。

目前，中國(guó)海事出版的540 幅紙海圖中，因有嵌套重疊而被取消電子海圖編繪的有20 幅。這些嵌套重疊的電子海圖單元不僅存在切割、挖空關(guān)系問題，還存在各類海圖要素不能完好拼接等問題。

1.3 有效數(shù)據(jù)（圖幅）碎片化

隨著圖幅數(shù)逐年增加，尤其是近年來圖幅調(diào)整頻繁，電子海圖分幅完全以紙海圖為基礎(chǔ)，單元圖幅相互疊蓋，圖幅間裁切關(guān)系隨意，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)［9］。電子海圖拼接關(guān)系日趨復(fù)雜，出現(xiàn)了有效數(shù)據(jù)范圍切割過于零碎等問題，導(dǎo)致實(shí)際數(shù)據(jù)覆蓋范圍難以判讀。

圖1 展示了1∶15 萬的渤海灣水域圖幅的拼接和裁剪，可以看出電子海圖拼幅切割后呈現(xiàn)碎片化，給電子海圖生產(chǎn)、用戶訂購和使用帶來不便。

圖1 渤海灣水域1∶15 萬電子海圖拼接裁剪示意圖Fig.1 Diagram of Mosaic and Clipping of 1∶150 000 Electronic Chart of Bohai Bay

1.4 未充分利用航海用途分層

中國(guó)海事電子海圖航海用途規(guī)則執(zhí)行國(guó)際海道測(cè)量組織（International Hydrographic Organization，IHO）的S-65 推薦規(guī)定。中國(guó)海事海圖的比例尺眾多，但大于1∶0.4 萬和小于1∶35 萬比例尺的海圖并未出版。在實(shí)際生產(chǎn)中，將1∶30萬電子海圖的標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺由1∶18萬改為1∶35萬，并將其劃分至航海用途2中，航海用途1和6仍未被用到，僅有4在使用。

2 國(guó)內(nèi)外電子海圖分幅分析研究

2.1 航海用途的分析研究

1）標(biāo)準(zhǔn)。IHO 于1996年發(fā)布的S-57（即“數(shù)字海道測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)3.0”），提出了航海用途的概念（S-57 附錄B.1《ENC 產(chǎn)品規(guī)范》2.1），但沒有明確航海用途的劃分規(guī)則［9，10］。2005年3月發(fā)布 的S-65 1.0 版中，首次提出了標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺概念以及航海用途的劃分規(guī)則。2008年4月發(fā)布的S-65 1.1 版中，刪去了航海用途設(shè)置，但保留了標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺的劃分規(guī)則。2010年發(fā)布的S-66（《電子海圖基本情況及其配備要求1.0 版》）中，在標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺的劃分規(guī)則中注明“僅供參考”。

在最新的S-101 標(biāo)準(zhǔn)中，增加了最大、最小顯示比例尺兩項(xiàng)，同時(shí)取消了電子海圖航海用途的設(shè)置項(xiàng)。從IHO 標(biāo)準(zhǔn)中最早出現(xiàn)的“推薦”，到“僅供參考”，直至“取消”。由此可見，IHO 對(duì)航海用途的設(shè)置是非強(qiáng)制性的，各成員國(guó)可自行規(guī)定。

2）劃分細(xì)則。雖然S-101 中取消了航海用途設(shè)置項(xiàng)，但是其推薦的最大、最小顯示比例尺基本延續(xù)了航海用途標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺的設(shè)置概念。比較發(fā)現(xiàn)，S-101 實(shí)質(zhì)上仍以顯示比例尺為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電子海圖分層。為便于理解和描述，本文仍沿用航海用途概念。

3）國(guó)外航海用途設(shè)置方案。雖然IHO 在電子海圖相關(guān)規(guī)范中對(duì)航海用途的劃分給出了推薦性建議，但對(duì)美國(guó)、日本、加拿大、澳大利亞和法國(guó)海圖生產(chǎn)官方機(jī)構(gòu)的航海用途設(shè)置方案進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)各國(guó)在航海用途設(shè)置方面存在較大差異。沒有一個(gè)國(guó)家的航海用途設(shè)置方案與IHO 的推薦標(biāo)準(zhǔn)完全一致，都是根據(jù)本國(guó)實(shí)際情況制定相應(yīng)的電子海圖航海用途設(shè)置方案。

2.2 國(guó)外網(wǎng)格電子海圖的分析研究

1）網(wǎng)格劃分。電子海圖單元必須是矩形的，各國(guó)海圖生產(chǎn)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)的電子海圖雖然遵循這一規(guī)則，但又不完全相同。近年來，網(wǎng)格分幅已被中華人民共和國(guó)香港特別行政區(qū)海事處以及日本、澳大利亞、加拿大等采用。

2020年以前，美國(guó)的電子海圖單元和紙海圖單元一致，未采用網(wǎng)格分幅。但是從2017年起，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）開始醞釀并完善了電子海圖網(wǎng)格劃分方案。

2）文件命名。各國(guó)海圖生產(chǎn)機(jī)構(gòu)電子海圖命名規(guī)則也不盡相同，都采用8 位編碼命名，前兩位是生產(chǎn)機(jī)構(gòu)代碼，第3 位是航海用途，后5 位則根據(jù)各國(guó)實(shí)際有所不同。

美國(guó)電子海圖文件名前兩位為國(guó)家名稱（US），第3 位為航海用途，第4、5 位為美國(guó)各州或地區(qū)縮寫首字母，第6、7 位為單元順序編碼，第8 位則是相應(yīng)紙海圖采用的長(zhǎng)度度量單位（如M 表示米）。美國(guó)電子海圖單元切割沒有固定規(guī)律，部分海圖需要考慮實(shí)際航道用圖需求，故其范圍會(huì)有所不同。

加拿大電子海圖文件名前兩位為國(guó)家名稱（CA）；第3 位為航海用途；第4 位是預(yù)留字段，暫時(shí)都以7填充；第5位是地區(qū)編碼；最后3位是單元編號(hào)。

日本電子海圖文件名前兩位為國(guó)家名稱（JP），第3 位為網(wǎng)格等級(jí)，第4 位為網(wǎng)格編號(hào)，后4 位分別為行號(hào)和列號(hào)，網(wǎng)格編號(hào)與電子海圖文件名一致。

澳大利亞電子海圖文件名命名方式有兩種，當(dāng)航海用途是1～4 時(shí)，前兩位為國(guó)家名稱（AU），第3 位為航海用途層，后5 位根據(jù)圖幅西南角經(jīng)緯坐標(biāo)命名（第4、5 位為緯度坐標(biāo)，第6、7、8 位為經(jīng)度坐標(biāo)）。當(dāng)航海用途為5、6 時(shí)，前3 位與上述情況相同，后5 位則根據(jù)紙海圖中的命名規(guī)則進(jìn)行命名。

法國(guó)電子海圖文件名前兩位為國(guó)家名稱（FR），第3 位為航海用途層，第4～7 位為紙海圖圖號(hào)。如果紙海圖是單幅圖，則第8 位為0；如果紙海圖是拼幅圖，則第8 位對(duì)應(yīng)子圖序號(hào)（A、B、C…）

2.3 香港電子海圖網(wǎng)格分幅的分析研究

中華人民共和國(guó)香港特別行政區(qū)海事處采用一種獨(dú)特的分幅方案進(jìn)行分幅，即采用互相拼接且互不重疊的長(zhǎng)方形進(jìn)行分幅，而長(zhǎng)方形大小不固定，如圖2 所示。這種分幅方案既不按網(wǎng)格也不按紙海圖范圍進(jìn)行分幅，卻能保證電子海圖單元在香港區(qū)域內(nèi)有效數(shù)據(jù)范圍的全覆蓋，該方式僅適用于范圍小、紙海圖分布集中的區(qū)域。

圖2 中華人民共和國(guó)香港特別行政區(qū)海事處電子海圖分幅示意圖Fig.2 Diagram of Division of Electronic Chart of Marine Department of the Hong Kong Special Administrative Region in China

2.4 網(wǎng)格電子海圖分幅特點(diǎn)

雖然各國(guó)的分幅方式有所不同，但電子海圖單元內(nèi)均區(qū)分有效數(shù)據(jù)范圍和無效數(shù)據(jù)范圍，以解決未測(cè)水域電子海圖編繪問題。

網(wǎng)格方式只是電子海圖的分幅方式，不等同于按網(wǎng)格范圍進(jìn)行全覆蓋測(cè)量，并未增加測(cè)量的工作量，網(wǎng)格電子海圖分幅有以下特點(diǎn)：①電子海圖單元以矩陣形式排列的矩形網(wǎng)格劃分，相互拼接且互不重疊；②網(wǎng)格劃分固定不變，一般為整度整分，且不受紙海圖圖幅范圍變動(dòng)影響；③單元內(nèi)部有效數(shù)據(jù)范圍不要求全覆蓋，可以是任意形狀，一般參照紙海圖覆蓋范圍。

3 分幅原則

比例尺相近的成套紙海圖相鄰圖幅間要有一定的重疊，這樣既能保證每幅紙海圖具有獨(dú)立性，又能連貫使用［11］。與紙海圖不同，電子海圖單元的空間范圍不受限制，理論上可以用一個(gè)電子海圖單元覆蓋同一航海用途全區(qū)域。但從電子海圖編繪、發(fā)行、更新維護(hù)以及IHO 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，用戶所使用的電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（electronic chart display and information system，ECDIS）或電子海圖系統(tǒng)（electronic chart system，ESC）的顯示速度和實(shí)際使用效能等方面考慮，需要分割圖幅單元，減少電子海圖單元的字節(jié)容量，以提高調(diào)用速度，降低ECDIS 的配置成本。

結(jié)合現(xiàn)有電子海圖生產(chǎn)模式，研究國(guó)外電子海圖航海用途設(shè)置和電子海圖分幅規(guī)則及IHO S-101最新標(biāo)準(zhǔn)和命名規(guī)則，從編繪發(fā)行、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、用戶使用等角度出發(fā)，充分考慮分幅給現(xiàn)有生產(chǎn)帶來的困難，并研究其解決方法，提出電子海圖分幅以網(wǎng)格分幅為基礎(chǔ)。

在S-57 標(biāo)準(zhǔn)中，通過對(duì)電子海圖單元的航海用途、標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺的確定以及對(duì)電子海圖數(shù)據(jù)最小顯示比例尺的設(shè)置，來控制電子海圖單元的加載和顯示［12］。因此，ECDIS 廠商制定的ECDIS 產(chǎn)品的加載與顯示效果會(huì)有一定差異。

在S-101 標(biāo)準(zhǔn)中，為了改進(jìn)電子海圖的顯示效果，在電子海圖數(shù)據(jù)屬性值中增加了最大顯示比例值和最小顯示比例值兩項(xiàng)屬性內(nèi)容，同時(shí)取消了電子海圖單元航海用途這一設(shè)置項(xiàng)，數(shù)據(jù)文件命名規(guī)則中也取消了代表航海用途的數(shù)字。 S-101 要求“000”文件大小不超過10 MB，因此在進(jìn)行電子海圖網(wǎng)格化分幅時(shí)首先要考慮該文件的大小。

在進(jìn)行電子海圖的分幅規(guī)劃和調(diào)整時(shí)，應(yīng)先確定電子海圖單元格網(wǎng)為平行經(jīng)緯線的矩形，還要考慮紙海圖圖幅、比例尺設(shè)計(jì)及源數(shù)據(jù)多級(jí)網(wǎng)格數(shù)據(jù)維護(hù)、共享等因素?；谏鲜鲈颍娮雍D網(wǎng)格分幅原則如下：

1）盡可能利用現(xiàn)有的電子海圖數(shù)據(jù)（包括源數(shù)據(jù)和電子海圖產(chǎn)品數(shù)據(jù)），按網(wǎng)格等級(jí)重新劃分電子海圖航海用途的標(biāo)準(zhǔn)編輯比例尺。

2）基于HPD 數(shù)據(jù)管理的多級(jí)網(wǎng)格制定分幅規(guī)則時(shí)，充分考慮現(xiàn)有源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層的相關(guān)規(guī)定，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，提高HPD 的管理模式的便捷性，同時(shí)兼顧紙海圖的制作需求和分幅方式。

3）充分考慮入海江河狹長(zhǎng)的分布特點(diǎn)，電子海圖仍可參照紙海圖范圍進(jìn)行分幅。

4）單幅電子海圖單元的數(shù)據(jù)量應(yīng)小于10 MB（依據(jù)S-101 標(biāo)準(zhǔn)），以滿足大多數(shù)電子海圖導(dǎo)航設(shè)備的相關(guān)要求。

5）命名規(guī)則符合IHO 的最新標(biāo)準(zhǔn)S-101。

4 電子海圖分幅方案

本文以《中國(guó)沿海港口航道圖規(guī)劃目錄（2017）》為基礎(chǔ)，充分考慮未來規(guī)劃小比例尺海圖及南海海域海圖的需求，根據(jù)電子海圖分布的特點(diǎn)，結(jié)合電子海圖生產(chǎn)現(xiàn)狀，提出電子海圖網(wǎng)格分幅方案。

4.1 網(wǎng)格等級(jí)劃分

4.1.1 網(wǎng)格等級(jí)劃分的必要性

網(wǎng)格等級(jí)可以理解為航海用途的另一種說法。電子海圖進(jìn)行網(wǎng)格等級(jí)劃分，能更好地適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)，與新標(biāo)準(zhǔn)接軌。中國(guó)海事目前沒有航海用途為1 和6 的電子海圖，但航海用途為4 和5 的電子海圖的使用較為集中，圖幅數(shù)量大，造成在相同航海用途中電子海圖單元重疊嵌套、不能拼接等問題。

網(wǎng)格等級(jí)劃分時(shí)要避免同一網(wǎng)格內(nèi)電子海圖單元數(shù)量集中，并要充分考慮用戶的全面需求和中國(guó)海事電子海圖的應(yīng)用。在電子海圖的分幅中有必要增加綜述和一般比例尺系列，形成涵蓋6 種航海目的和用途的電子海圖系列。

4.1.2 網(wǎng)格等級(jí)劃分的影響因素

網(wǎng)格等級(jí)劃分時(shí)主要考慮下列因素：①中國(guó)海事未來規(guī)劃的其他比例尺海圖序列；②結(jié)合現(xiàn)有海圖生產(chǎn)實(shí)際，保持與HPD 源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層的一致性；③符合S-101 標(biāo)準(zhǔn)，且與S-65 1.0 版航海用途設(shè)置的推薦標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合；④盡可能避免電子海圖嵌套、重疊而進(jìn)行裁切挖空等拼接處理。

4.1.3 網(wǎng)格等級(jí)劃分規(guī)則

經(jīng)研究，本文提出中國(guó)海事電子海圖網(wǎng)格等級(jí)與航海用途設(shè)置規(guī)則，見表1。

表1 中國(guó)海事電子海圖網(wǎng)格等級(jí)與航海用途設(shè)置對(duì)應(yīng)Tab.1 Correspondence Between Grid Level of China ’s Maritime Electronic Chart and Settings of Maritime Use

4.1.4 網(wǎng)格等級(jí)劃分細(xì)則的優(yōu)點(diǎn)

1）解決了電子海圖間嵌套重疊圖幅數(shù)量過多的問題。已出版發(fā)行的540 幅中國(guó)海事海圖中，因有嵌套重疊而被取消電子海圖編繪的共有20 幅。當(dāng)前，中國(guó)海事電子海圖單元航海用途4 中有230 幅圖（1∶4.5 萬有59 幅，1∶2.2 萬有171 幅），將其劃分成新的網(wǎng)格等級(jí)4 和5，解決了原來航海用途4 嵌套重疊、圖幅數(shù)量過多的問題。重新劃分后，嵌套重疊的圖幅大幅減少，僅有4幅，在1∶5萬的《港珠澳大橋及附近》取消編繪后，僅網(wǎng)格等級(jí)5 中1∶3.5 萬的《興化水道》和1∶2.5萬的《海壇海峽南部》存在嵌套重疊。

2）充分利用了航海用途6。將原來航海用途5中可用于船舶?？康母劭谌縿澐种列碌木W(wǎng)格等級(jí)6，這一網(wǎng)格等級(jí)中雖然有3個(gè)可用的編輯比例尺，紙海圖圖幅數(shù)量達(dá)234 幅，但由于這些海圖所在水域均為港內(nèi)或港口，比例尺大、獨(dú)立性強(qiáng)，且多為單獨(dú)或幾幅連續(xù)在一起，嵌套、重疊情況較少。

3）與HPD 源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層比例尺區(qū)間基本一致，避免出現(xiàn)用兩個(gè)不同源數(shù)據(jù)產(chǎn)品層制作同一航海用途電子海圖的情況。

4）為目前正在規(guī)劃尚未出版的其他序列海圖預(yù)留了相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格等級(jí)。

5）規(guī)范了中國(guó)海事電子海圖網(wǎng)格編號(hào)和命名。

4.2 電子海圖多級(jí)網(wǎng)格分幅

根據(jù)2020年《中國(guó)沿海港口航道圖目錄》，并參考《中國(guó)沿海港口航道圖規(guī)劃目錄（2017）》，本文提出中國(guó)海事網(wǎng)格電子海圖分幅原則，確定中國(guó)海事沿海現(xiàn)有的網(wǎng)格電子海圖單元范圍及名稱。

4.2.1 確定網(wǎng)格等級(jí)

參考百萬地形圖網(wǎng)格劃分規(guī)則，對(duì)中國(guó)海事電子海圖的分布特點(diǎn)及沿海海域基本情況進(jìn)行分析，并充分考慮電子海圖單元數(shù)據(jù)大小及中國(guó)海事規(guī)劃小比例尺圖范圍，提出以6°（經(jīng)度）×4°（緯度）大小的范圍進(jìn)行劃分。在105°E～129°E、3°N～43°N 之間的區(qū)域內(nèi)，共劃分出25個(gè)初級(jí)網(wǎng)格。這個(gè)區(qū)域能將現(xiàn)有中國(guó)海事電子海圖及南海海域等重點(diǎn)水域完全包括進(jìn)來。網(wǎng)格編號(hào)從北到南、從西到東依次用大寫英文字母A～Y 表示。以初級(jí)網(wǎng)格為基礎(chǔ)，劃分出5個(gè)不同等級(jí)的網(wǎng)格。

1）初級(jí)網(wǎng)格（1 級(jí)網(wǎng)格），對(duì)應(yīng)航海用途“綜述”系列，參考陸地地形圖百萬網(wǎng)格的分幅方式，并根據(jù)中國(guó)海域特點(diǎn)以及今后要拓展的海事電子海圖的覆蓋范圍，從3°N、105°E 開始，緯度自南向北每4°為一行，經(jīng)度自西向東每6°為一列，既能將整個(gè)南海水域完全包含在內(nèi)，又不額外增加網(wǎng)格數(shù)量，便于編號(hào)。

2）2 級(jí)網(wǎng)格，對(duì)應(yīng)航海用途“一般”系列，以3°（經(jīng)度）×2°（緯度）作為需求旺盛、實(shí)用性強(qiáng)的1∶30 萬比例尺系列海圖的圖幅格網(wǎng)。

3）3 級(jí)網(wǎng)格，對(duì)應(yīng)航海用途“沿?！毕盗?，以1°（經(jīng)度）×40′（緯度）作為連續(xù)的1∶15 萬沿海系列海圖的圖幅格網(wǎng)。

4）4級(jí)網(wǎng)格，對(duì)應(yīng)航海用途“近岸”系列，以30′（經(jīng)度）×20′（緯度）作為近岸1∶5萬系列圖的圖幅格網(wǎng)。

5）5 級(jí)網(wǎng)格，對(duì)應(yīng)航海用途“港口”系列，中國(guó)海事的港口圖大多在1∶2.5 萬左右，為了方便數(shù)據(jù)的維護(hù)、用戶的使用，以15′（經(jīng)度）×10′（緯度）作為1∶2.5 萬港口圖系列的圖幅格網(wǎng)。

6）6 級(jí)網(wǎng)格，對(duì)應(yīng)航海用途“碼頭泊位”系列，以7.5′（經(jīng)度）×5′（緯度）作為1∶1 萬左右碼頭泊位系列的圖幅格網(wǎng)。部分內(nèi)河（如海河、黃浦江）則采用原紙海圖圖幅大小分幅，方便電子海圖編繪生產(chǎn)和用戶使用。雖然圖幅數(shù)量多，但該系列圖基本上相互獨(dú)立（獨(dú)立的港池、港區(qū)、泊位等）。

4.2.2 確定網(wǎng)格電子海圖單元

確定網(wǎng)格電子海圖單元需要遵循以下原則：①電子海圖單元網(wǎng)格等級(jí)按照中國(guó)海事電子海圖的網(wǎng)格等級(jí)劃分規(guī)則確定；②如網(wǎng)格內(nèi)所包含的區(qū)域全部為陸地，或者網(wǎng)格僅包含少量水域，該水域如有更小一級(jí)網(wǎng)格單元，且數(shù)據(jù)基本一致，則不生產(chǎn)該網(wǎng)格的電子海圖；③當(dāng)電子海圖單元數(shù)據(jù)嵌套（即同一水域在同一網(wǎng)格等級(jí)里有多個(gè)比例尺圖）時(shí)，選取一個(gè)主比例尺制作電子海圖，另一個(gè)比例尺不做電子海圖。

根據(jù)上述原則確定中國(guó)海事各網(wǎng)格等級(jí)，網(wǎng)格等級(jí)2、3、4、5、6 電子海圖單元數(shù)量分別為32、134、204、473、472，按紙海圖范圍制作的電子海圖單元數(shù)量為42，共1 357個(gè)單元。

4.3 電子海圖網(wǎng)格分幅命名

在S-101 標(biāo)準(zhǔn)中，電子海圖單元數(shù)據(jù)集文件名為“101CCCC0000000000.EEE”，文件名長(zhǎng)度可以是8～17個(gè)字符，不再是8 位固定不變，文件名中不包含航海用途這一項(xiàng)，各部分意義如下：①前3個(gè)字符“101”代表此文件為S-101 數(shù)據(jù)集（強(qiáng)制）；②第4～7 位的4個(gè)字符“CCCC”為官方生產(chǎn)機(jī)構(gòu)代碼（強(qiáng)制），生產(chǎn)機(jī)構(gòu)代碼為2個(gè)或3個(gè)字符的，剩余部分用0 填充；③第8～17 位的10個(gè)字符“0000000000”是可選的，生產(chǎn)者可以使用A～Z、0～9 和“_”這些字符表示；④“EEE”為文件名后綴，電子海圖單元新版或再版時(shí)使用000，更新則從001 開始遞增到999（強(qiáng)制）。

1）按網(wǎng)格分幅命名。中國(guó)海事電子海圖單元命名方式如圖3 所示。其中，網(wǎng)格采用“初級(jí)網(wǎng)格編號(hào)（1 位）+行號(hào)（2 位）+列號(hào)（2 位）”（共5 位）的形式進(jìn)行編號(hào)，網(wǎng)格等級(jí)與電子海圖的航海用途一致，所以網(wǎng)格等級(jí)即為航海用途。

圖3 中國(guó)海事電子海圖單元命名方式Fig.3 Naming Method of China’s Maritime Electronic Chart Unit

2）按紙海圖范圍分幅命名。深入內(nèi)陸的江河圖，如黃浦江、海河、閩江等的中國(guó)海事電子海圖，因其過于細(xì)長(zhǎng)等特殊性，更適合根據(jù)紙海圖的范圍來確定電子海圖單元。內(nèi)陸江河圖的電子海圖單元命名方式如圖4 所示，例如，黃浦江電子海圖單元文件名為101CN00644251.000。

圖4 內(nèi)陸江河圖的電子海圖單元命名方式Fig.4 Naming Method of Electronic Chart Unit in Inland River Map

5 結(jié)束語

本文對(duì)中國(guó)海事電子海圖分幅以及美國(guó)、日本、加拿大、澳大利亞等國(guó)家的電子海圖分幅現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究，參考IHO 最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)S-101 的規(guī)定，對(duì)現(xiàn)有同一航海用途層的單元數(shù)據(jù)嵌套重疊問題提出了解決方案，提出了用電子海圖網(wǎng)格等級(jí)劃分替代航海用途設(shè)置的建議，并確定了網(wǎng)格化分幅電子海圖單元的命名方式。該方法的適用性和科學(xué)性主要體現(xiàn)在如下方面：①網(wǎng)格分幅方案以現(xiàn)有HPD 生產(chǎn)實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)，具備生產(chǎn)技術(shù)流程的可操作性，同樣適用于現(xiàn)有海圖生產(chǎn)模式。②解決了同一級(jí)網(wǎng)格中存在嵌套更新的電子海圖單元數(shù)量過多的問題，嵌套造成的拼接等一系列困擾電子海圖生產(chǎn)和使用的實(shí)際問題也隨之解決。③網(wǎng)格分幅方案既符合中國(guó)海事目前電子海圖生產(chǎn)實(shí)際，又充分考慮了未來規(guī)劃航海圖的需求。④網(wǎng)格分幅方案以最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)S-101 為基礎(chǔ)，為推進(jìn)S-101 電子海圖生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。