助航标志信息自动导入电子海图研究

随着电子计算机技术和航海技术的发展，产生了以数字形式表示的，描写海域地理信息和航海信息的电子海图，它的出现引起了海道测绘领域和航海领域的一场技术革命，使海图的研究、生产和使用跨入了一个新的纪元，也使航海自动化迈上了一个新的台阶。助航标志简称航标，通常设在沿海、港口等海域，用来帮助航海人员辨认航道、测定船位、避开沉船等危险物，从而引导船舶安全航行，避免发生触礁、搁浅等事故。电子海图是船舶航行的眼睛，作为电子海图中重要内容的助航标志信息，它的准确性将直接影响着航海的安全。而在现阶段，由于在电子海图制作过程中，不能把助航标志信息自动导入，需要通过人机交互的方式输入，影响助航标志信息的准确率（表1），因此，迫切需要找到一种能自动导入助航标志信息的方法，提高助航标志信息录入的速度和准确率。

2.电子海图生产现状

2.1航标数据库现状

从90年代开始，上海海事局就采用数据库的方式来管理助航标志信息，然而原先的航标数据库是按照纸质海图要求设计的，因此与现在的电子海图生产不相适应（表2）。

2.2电子海图制作现状

上海海事局从1996年开发电子海图到现在批量生产电子海图，经过了不断吸收、提高的过程。目前使用的是CARIS公司专门用于生产S-573.1版电子海图的HOM软件，汉化了数据字典，设置了54到84的转换参数及最小比例尺因子，现在电子海图的制作水平、制作质量有了很大的提高。

现在电子海图是按照纸海图的分幅来进行制作：首先得到相应区域纸海图的电子文件，然后按S-57的要求进行交互编辑，最后经过检查，生成电子海图产品。这种生产方式在同一地区在不同比例尺图上的表现有时会出现差异，特别是助航标志信息是通过人工交互的方式输入，增加了工作量，也致使生成的助航标志信息不统一。

3.主要问题的解决

3.1定义新的航标数据库结构

要实现自动导入助航标志信息，需要结合原有航标数据库的数据基础以及今后航标管理的需要，建立符合电子海图国际标准(S-57)的数据结构，因此重新设计定义了航标数据库的结构。

3.2将原有航标数据库中的资料导入到新的数据库中

在定义好数据库的结构之后，需要对原有的航标数据库资料进行分类整理，把一些字段进行拆分，最终把原数据库中的数据全部导入到新的数据库中。

3.3开发航标信息管理系统

根据航标管理和航标导入到CARISHOM的要求，开发了基于网络的航标信息管理系统。实现了对航标的录入、查询和修改，并能够将其输出成电子表格和HOM所能接受的数据库格式。

3.4充分利用电子海图制作软件CARISHOM的功能

有了与电子海图结构相适应的航标数据库之后，我们利用电子海图制作软件CARISHOM中的数据库导入模块“ObjectImportUtility”的功能，使其与航标数据库联系起来，最终通过接收航标信息管理系统导出的数据实现了航标的自动导入。

3.5建立航标导入模板

在航标自动导入功能开发成功之后，我们又建立了相应的操作模板，使该方法便于在实际的生产中使用，进一步增强了可操作性。

4.关键技术分析

4.1适应电子海图生产的航标数据库的建立

航标数据库采用SQL数据库技术和B/S结构，它包括全国沿海发布的所有航标数据，保存在内网服务器的SQL数据库中，保证了电子海图使用的航标信息的唯一性。其管理、维护、查询输出均使用浏览器方式，在海事局内部网络上的计算机用户均可以网页方式查询航标信息。同时可以按按航标所在地区、图号、范围、位置和修改日期等多字段查询。航标输出格式有两种：一种是CARISHOM软件使用的数据，用于航标信息的自动导入；另外一种是按航标表格式输出的EXCEL文件，用于打印成册。

为了能适应电子海图生产的需要，设计航标数据库时，我们按照电子海图的要求，把一个航标分成4个部分：标体、顶标、灯光及辅助部分，然后通过制作软件自动组合生成一个整体。

同时，系统应用程序可以按WGS84或BJ54经纬度坐标输入位置，可以对查询结果进一步作高级复杂查询，可以输出WGS84或BJ54的查询结果。可以与WGS84改正通告、海图等兼容。

4.2原有航标信息的生成

首先，根据原数据库的图形代码，生成电子海图物标，然后，根据其灯质等其它属性，自动完成属性值的输入。如：左侧浮标的图形代码为NABYPBG2，则自动创建了一个电子海图物标，其中标体为侧面浮标（BOYLAT），浮标形状（BOYSHP）属性的属性值为4（柱形），侧面标志（CATLAM）属性的属性值为1（左侧标）；顶标（TOPMAR）中的顶标形状（TOPSHP）属性值为5（圆柱形）；灯标（LIGHTS）中的颜色（COLOUR）属性值为3（红色），其它的信号组、周期、射程等属性也自动识别生成。

5.结语

从2005年10月开始，我们就采用自动导入助航标志信息方式生产S-573.1版电子海图，至今已完成50多幅电子海图制作工作，助航标志信息的正确率从原先的96.7%提高到了99.7％（见表3），同一地区不同比例尺电子海图数据的统一性、制作质量、速度都有了较大的提高，得到了港航用户的好评。参考文章：电子海图、AIS、雷达

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