CN108701335A - 通过连接基于s-100的海事数据与大数据来生成标准信息的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种通过连接基于S‑100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统及方法。所述系统包括：数据收集模块，从外部系统的外部遗留数据库接收基于S‑100的基于特征的实时地理数据及批次处理式基于信息的操作数据；数据预处理/精进模块，移除或纠正由数据收集模块收集的数据的错误值或遗漏值；数据识别模块，根据操作数据模型的数据元素是否包括图形表示形式来将操作数据分类成GIS域数据、部分‑GIS域数据以及非‑GIS域数据；以及数据转换模块，根据由数据识别模块分类的域来直接使用操作数据作为标准数据模型或者对操作数据进行转换，以使得可建立在从船舶离开港口到船舶到达港口的整个过程中用于安全保障的标准化及一致的数据利用系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生成标准信息的系统及方法，且更具体来说，本发明涉及一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统及方法从而生成标准信息，其中所述标准信息能够为用于海事安全的e-Navigation策略作准备。
背景技术
国际水道测量组织(IHO)及国际海事组织(IMO)已使用S-57数据处理标准系统以便处理海事领域数据。然而，由于电子航海(e-Navigation)的引入，在通过S-57数据处理标准来使各种海事及陆地信息彼此整合及利用方面存在限制。因此，IHO已开发出了S-100，且已采用作为IHO的通用水道测量数据模型UHDM(Universal Hydrographic Data Model)，其是一种能够使海事及陆地数据彼此整合及利用以便克服此种限制的海事数据处理标准。此外，作为未来e-Navigation策略推广的一部分，IMO已确定使用S-100作为标准以便建立用于海事信息标准化的共同海事数据结构CMDS(Common Maritime Data Structure)。同样，国际灯塔协会(IALA)已选择S-100作为海事数据模型(IHDM，IALA Harmonization DataModel)，并将S-100确定为e-Navigation的核心推广项目。
如上所述，作为一种可通过将与陆地GIS(Geographic Information System)标准对应的空间地理国际标准(ISO19100)系列空间信息标准延伸到海事领域而使得由不同组织(例如，水道测量领域(Hydrographic)、海事安全及保障领域(Maritime Safety&Security)、航标领域(Aids to navigation)等)产生的各种海事相关信息能够普遍用于各种应用系统中的国际海事数据处理标准，S-100标准"被设计成易于建立图像数据、3D数据及实时数据的处理及基于网络的应用服务，从而提供与现有的S-57数据处理标准系统相比经改善的数据处理环境。目前，相对于所有的海事数据使用S-100标准的观点已增多，因此预期的作用将变大。
然而，同时，除显示在电子海图显示与信息系统(ECDIS，Electronic ChartDisplay&Information System)上的GIS数据类型以外，作为GIS型信息模型的S-100标准还应包括用于向陆地报告的所有操作数据(Operational data)，以便建立用于CMDS的典范数据模型(CDM，Canonical Data Model)，因此需要一种用于使两种不同类型的数据彼此整合的系统。
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明的目的是提供一种通过连接基于S-100的实时地理数据与批次处理式操作数据来生成标准信息的系统及方法。
[解决问题的技术手段]
根据本发明的一个方面，一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统包括：数据收集模块，从外部系统的外部遗留数据库接收基于S-100的基于特征的实时地理数据及批次处理式基于信息的操作数据；数据预处理/精进模块，移除或纠正由所述数据收集模块收集的所述数据的错误值或遗漏值；数据识别模块，根据操作数据模型的数据元素是否包括图形表示形式来将所述操作数据分类成GIS域数据、部分-GIS域数据、以及非-GIS域数据；以及数据转换模块，根据由所述数据识别模块分类的所述域来直接使用所述操作数据作为标准数据模型或者对所述操作数据进行转换。
根据本发明的另一方面，一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的方法包括：从外部系统的外部遗留数据库接收基于S-100的基于特征的实时地理数据及批次处理式基于信息的操作数据；移除或纠正所述所接收数据的错误值或遗漏值；根据操作数据模型的数据元素是否包括图形表示形式来将所述操作数据分类成GIS域数据、部分-GIS域数据、以及非-GIS域数据；以及根据所述所分类的域来直接使用所述操作数据作为标准数据模型或者对所述操作数据进行转换。
[发明的效果]
如上所述，通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统及方法提供以下效果。
通过在将海事数据与大数据系统连接时同时利用实时及批次处理式数据处理对船舶相关信息及陆地相关信息进行收集、连接、管理、分析、并相互组合，使得可建立在从船舶离开港口到船舶到达港口的整个过程中用于安全保障的标准化及一致的数据利用系统。
此外，可通过在利用海事数据的船舶与利用操作数据的陆地应用之间高效地共享数据来支持安全经济的船舶航海。
此外，可提供例如船舶航海优化、基于状态的船舶设备维护等各种服务来促进船舶安全及经济的效率改良，并最终有助于激活海洋运输ICT产业。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的概念图，其说明一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统及方法的基本概念。
图2是根据本发明示例性实施例的方块图，其示意性地说明一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统的整个配置。
图3是根据本发明示例性实施例的说明性图表，其说明通过由数据识别模块及数据转换模块对操作数据进行分类并根据经分类的操作数据来生成特征目录而获得的结果。
图4是根据本发明示例性实施例的流程图，其示意性地说明一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的方法的整个流程。
具体实施方式
通过参照附图阅读以下对示例性实施例的说明，本发明的各种优点及特征以及用于实现所述优点及特征的方法将变得显而易见。然而，本发明并不仅限于以下将阐述的示例性实施例，而是可实施为许多不同形式，提供这些示例性实施例仅是为了使本发明完整并使得所属领域的技术人员完整地了解本发明的范围，且本发明将由权利要求书的范围界定。
以下提供的根据本发明用于生成标准信息的系统及方法显示一种基于装置的情形，在此种装置中安装了关于一种系统及方法的计算机程序作为示例性实施例，所述系统及方法通过从外部海事数据供应商或大数据供应商系统接收实时海事数据或批次处理式大数据并连接所述实时海事数据与批次处理式操作数据来生成标准信息。图1是根据本发明示例性实施例的概念图，其说明一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统及方法的基本概念。
以下，将参照附图详细阐述根据本发明的一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统。
图2是根据本发明示例性实施例的方块图，其示意性地说明一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统的整个配置。
如图2所示，根据本发明示例性实施例通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统(100)被配置成包括数据收集模块(110)、数据预处理/精进模块(120)、数据识别模块(130)、数据转换模块(140)以及数据库模块(150)。这些模块可通过例如LAN、WAN等信息网络而彼此连接。
首先，数据收集模块(110)从外部系统收集将彼此整合的各种遗留数据(legacydata)，并将所收集的数据存储在数据库模块(150)中。详细来说，数据收集模块(110)从外部系统(例如，海洋和渔业部系统、海事云服务系统、e-Navigation一般操作服务(MSP，Management Service Provider)系统等)的外部遗留数据库接收将根据本发明示例性实施例彼此整合的基于S-100的实时地理数据或批次处理式操作数据。
此处，参考图5，基于S-100的地理数据是用于以图形地图形式进行图形绘制的基于特征的数据(例如，关于航海危险区的信息、航海交通线、周围船舶位置等)对象(例如，电子海图数据)，其可为GIS型数据，且操作数据作为可使用数值计算(例如，过去分析、结果预测、统计数据计算等)的数据(例如，关于船用引擎的信息等)对象是除地理相关数据以外还包括各种信息域且除如下e-Navigation以外还连接到各种域的数据。
换句话说，地理数据是其中无意义地排列有空间信息的实时的基于数据的数据，而操作数据是具有随时间的意义的批次(batch)式大数据。地理数据与操作数据在其中使用数据对象的域方面彼此不同，由于根据语义(semantics，含义)细节的差异而可能无法辨识整个上下文(full context)，从而使得所述地理数据与操作数据可取决于系统配置及使用，且定位(position fix)可因复杂的上下文而根据来源(source)、整合(integration)、获取时间(time of acquisition)、信号质量(uality of signal)、天线时间(antennaposition)等而彼此不同。因此，为了建立用于CMDS(Common Maritime Data Structure)的典范数据模型(CDM，Canonical Data Model)，这两种不同类型的数据需要由如下所述根据本发明的系统进行彼此整合，所述系统通过连接地理数据与操作数据来生成标准信息。
当在由数据收集模块(110)收集的数据中包括错误值或在所收集的数据中遗漏数据时，数据预处理/精进模块(120)移除并纠正错误值或遗漏值。当数据被遗漏时，将所有其中存在遗漏值的数据删除或可通过计算其他实例的平均值、通过选择最常用的值、执行统计方法或使通过其任意组合来基于类似情形由替换值替换遗漏值。
根据操作数据模型的数据元素是否包括图形表示形式，数据识别模块(130)在操作数据模型数据元素只包括图形表示形式时将操作数据分类成i)通用GIS域数据，在所述操作数据模型的所述数据元素部分地包括所述图形表示形式(例如，海事安全信息(MSI，Maritime Safety Information)或海事信息对象(MIO，Maritime Information Object))时将所述操作数据分类成ii)部分-GIS域数据，且在所述操作数据模型的所述数据元素不包括所述图形表示形式时将所述操作数据分类成iii)不与GIS对应的非-GIS域数据。
数据转换模块(140)根据由数据识别模块(130)分类的所述域来直接使用操作数据作为CMDS标准数据模型或者对所述操作数据进行转换。
详细来说，数据转换模块(140)在操作数据被数据识别模块(130)分类成GIS域数据时直接使用操作数据模型的数据元素作为CMDS标准数据模型而不执行单独的数据转换，且收集特征目录(Feature Catalogue)。原因在于基于S-100的S-10x数据产品规范(ProducSpecifications)是通过由数据范围、数据结构及成分、元数据、编码方法等定义用于制造并分配对应领域的数据的参考值而制造，且用于基于特征的数据(例如，电子海图数据)的产品规范因此包括特征目录，在所述特征目录中，构成数据的特征的特性被规定为属性。
此外，数据转换模块(140)在操作数据被数据识别模块(130)分类成部分-GIS域数据或非-GIS域数据时生成可在语义上连接到另一个域的模型的单独的特征目录并使用所生成的所述特征目录将所述操作数据转换成CMDS标准数据模型。此处，特征目录是包括任意特征、特征属性、与应用到一个或多个地理数据的集合的任意特征操纵一起出现的特征关系在内的特征定义及技术，且数据转换模块(140)规定了如下特征的特性：所述特征使用对应领域的共用词汇来构成所述对应领域的数据。
图3是根据本发明示例性实施例的说明性图表，其说明通过由数据识别模块(130)及数据转换模块(140)对操作数据进行分类并根据经分类的操作数据来生成特征目录而获得的结果。在图3中，由“PS”指定的方框指示可能的产品规格，且由“FC”指定的方框指示特征目录。
数据库模块(150)可存储由数据收集模块(110)从外部系统接收的数据、由数据预处理/精进模块(120)预处理/精进的数据、由数据识别模块(130)分类成相应域的数据、以及由数据转换模块(140)通过CMDS标准数据模型标准化的数据。
接下来，将阐述一种根据本发明利用如上所述配置的系统通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的方法。此将在以下进行详细阐述。
图4是根据本发明示例性实施例的流程图，其示意性地说明一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的方法的整个流程。
参照图4，当由数据收集模块(110)从外部系统的外部遗留数据库接收根据本发明示例性实施例将彼此整合的基于S-100的实时地理数据与批次处理式操作数据(S410)时，通过数据预处理/精进模块(120)执行用于移除及纠正在S410中所收集的数据中所包含的错误值或遗漏数据的数据预处理/精进(S420)。
然后，通过数据识别模块(130)决定操作数据模型的数据元素是否包括图形表示形式(S430)，当操作数据模型的数据元素包括图形表示形式(S430为是)时，决定操作数据模型的数据元素是否只包括图形表示形式(S440)，当操作数据模型的数据元素只包括图形表示形式(S440为是)时，将操作数据分类成通用GIS域数据(S450)，且在操作数据模型的数据元素部分地包括图形表示形式(S440为否)时，将操作数据分类成部分-GIS域数据(S460)。此外，在操作数据模型的数据元素不包括图形表示形式(S430为否)时，将操作数据分类成不与GIS对应的非-GIS域数据(S470)。
然后，通过数据转换模块(140)根据由数据识别模块(130)分类的所述域在操作数据被分类成GIS域数据(S450)时直接使用操作数据模型的数据元素作为CMDS标准数据模型而不执行单独的数据转换(S480)，在操作数据被分类成部分-GIS域数据或非-GIS域数据(S460及S470)时生成可在语义上连接到另一个域的模型的单独的特征目录(S462及S472)并使用所生成的所述特征目录将操作数据转换成CMDS标准数据模型(S480)。此处，对特征目录的详细说明如上所述。
尽管已参照若干示例性实施例对本发明进行了更详细地阐述，但本发明未必仅限于这些示例性实施例，而是可在不背离本发明的范围及精神的情况下进行各种修改。
Claims (8)
1.一种通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的系统，其特征在于，包括：
数据收集模块，从外部遗留系统以及外部系统的数据库接收基于S-100的基于特征的实时地理数据及批次处理式基于信息的操作数据；
数据预处理/精进模块，移除或纠正由所述数据收集模块收集的所述数据的错误值或遗漏值；
数据识别模块，根据操作数据模型的数据元素是否包括图形表示形式来将所述操作数据分类成GIS域数据、部分-GIS域数据、以及非-GIS域数据；以及
数据转换模块，根据由所述数据识别模块分类的所述域来直接使用所述操作数据作为标准数据模型或者对所述操作数据进行转换。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据识别模块在所述操作数据模型的所述数据元素只包括所述图形表示形式时将所述操作数据分类成通用GIS域数据，在所述操作数据模型的所述数据元素部分地包括所述图形表示形式时将所述操作数据分类成所述部分-GIS域数据，且在所述操作数据模型的所述数据元素不包括所述图形表示形式时将所述操作数据分类成不与GIS对应的所述非-GIS域数据。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述数据转换模块在所述操作数据被所述数据识别模块分类成所述GIS域数据时直接使用所述操作数据模型的所述数据元素作为所述标准数据模型而不执行单独的数据转换，且在所述操作数据被所述数据识别模块分类成所述部分-GIS域数据或所述非-GIS域数据时生成在语义上连接到另一个域的模型的单独的特征目录并使用所生成的所述特征目录将所述操作数据转换成所述标准数据模型。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述特征目录规定了如下特征的特性：所述特征使用对应领域的共用词汇来构成所述对应领域的数据。
5.一种由用于生成标准信息的系统通过连接基于S-100的地理数据与操作数据来生成标准信息的方法，其特征在于，包括：
从外部系统的外部遗留数据库接收基于S-100的基于特征的实时地理数据及批次处理式基于信息的操作数据；
移除或纠正所述所接收数据的错误值或遗漏值；
根据操作数据模型的数据元素是否包括图形表示形式来将所述操作数据分类成GIS域数据、部分-GIS域数据、以及非-GIS域数据；以及
根据所述所分类的域来直接使用所述操作数据作为标准数据模型或者对所述操作数据进行转换。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在对所述操作数据进行所述分类时，在所述操作数据模型的所述数据元素只包括所述图形表示形式时将所述操作数据分类成通用GIS域数据，在所述操作数据模型的所述数据元素部分地包括所述图形表示形式时将所述操作数据分类成所述部分-GIS域数据，且在所述操作数据模型的所述数据元素不包括所述图形表示形式时将所述操作数据分类成不与GIS对应的所述非-GIS域数据。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述根据所述所分类的域来直接使用所述操作数据作为所述标准数据模型或者对所述操作数据进行所述转换包括：
在所述操作数据被分类成所述GIS域数据时直接使用所述操作数据模型的所述数据元素作为所述标准数据模型而不执行单独的数据转换，以及
在所述操作数据被分类成所述部分-GIS域数据或所述非-GIS域数据时生成在语义上连接到另一个域的模型的单独的特征目录并使用所生成的所述特征目录将所述操作数据转换成所述标准数据模型。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述特征目录规定了如下特征的特性：所述特征使用对应领域的共用词汇来构成所述对应领域的数据。
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