CN110838153B - 基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用 - Google Patents
基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110838153B CN110838153B CN201911052613.9A CN201911052613A CN110838153B CN 110838153 B CN110838153 B CN 110838153B CN 201911052613 A CN201911052613 A CN 201911052613A CN 110838153 B CN110838153 B CN 110838153B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electronic channel
- chart
- inland river
- channel chart
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/29—Geographical information databases
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/50—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of still image data
Abstract
本发明公开了一种基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用，S1，建立GDB模板；S2，数据采集和预处理；S3，构建地物要素对照表；S4，内河电子航道图制作。本发明以ESRI ArcGIS体系为基础，通过数据采集、处理和制图的内河电子航道图制作方法，建立了一个容易操作的内河电子航道图制作更新技术方法体系，降低了技术门槛；以文件地理信息数据库GDB模板为基础，贯穿于数据采集和预处理过程，避免了不同格式的数据间转换和坐标转换，实现数据采集与生产编辑的无缝对接，保障数据精度和属性的完整；同时支持符合IHO S‑57标准的内河电子航道图文件，提高了内河电子航道图的生产和更新效率，更加利于电子航道图推广应用，拓展了内河电子航道图的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及内河航道助航技术领域，尤其是涉及基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用。
背景技术
随着内河航运的飞速发展，船舶逐步大型化标准化、船舶流量逐年加大、影响通航安全的跨临河建筑物增多等因素影响，传统的纸质航道图、视觉航标已无法完全满足内河航道助航需求，人工解译为主的信号台也无法适应控制河段船舶通行指挥的需求。目前，现有内河电子航道图技术存在的不足如下：
1、整个生产体系过程复杂，工具软件标准不统一，技术门槛较高：现有内河电子航道图制作中的数据采集及预处理，其数据采集是以AutoCAD平台为基础的二次开发软件，数据处理采用以Caris、ESRI等为主的电子航道图数据处理平台。由于数据采集及预处理的技术工序中，需要运用AutoCAD、GIS、RS以及电子海图多种不同类别软件协同处理，且各类平台软件的原本设计层面未考虑电子航道图制作与应用需求，导致软件之间协同应用困难，整体技术要求和业务掌握门槛较高。2、现有内河电子航道图与其他平台对接时空间数据坐标不一致，转换过程中存在精度误差与属性丢失情况：由于数据采集软件采用的坐标系为1954年北京坐标系，而内河电子航道图采用WGS84坐标系，二者之间需要进行空间坐标转换。另外，目前数据采集成图大多为CAD格式，无论导入CARIS还是ESRI的ArcGIS平台都需要特定工具进行对接，从而造成地物要素的属性丢失情况时有发生。3、现有内河电子航道图制图成本高：目前国内主流的内河电子航道图制图生产软件只要有Caris与ESRI两种，其中Caris软件相对封闭，不具有二次开发功能，生产出的内河电子航道图不能完全满足内河航行要求，且软件采购与维护成本较高。ESRI（易智瑞）平台软件使用ArcGIS Maritime:Charting模块制作内河电子航道图，该方法主要针对现有内河电子航道图的更新、修改以及对已有地物要素数据区域的内河电子航道图的制作，但是至今尚无一套涉及数据采集、处理和制图的全流程内河电子航道图制作流程和方法。4、现有内河电子航道图推广应用成本高，数据更新困难：目前内河电子航道图主要在政府部门和300吨级以上船舶中使用，政务应用系统需要运行在政务网中，与互联网隔离，大型船舶显示电子航道图需要安装电子海图系统（ECS与ECDIS），使用成本高昂。传统船舶搭载的电子海图系统，电子航道图更新只能通过U盘离线安装方式，且仅能显示本船位置，船舶助航局限性大。5、以电子航道图为基础的航务海事应用较少：由于电子航道图主要服务于航务海事部门，面向其他政府部门与社会大众的应用较少。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法，本发明另一目的是提供该现代内河电子航道图的应用。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法，包括下述步骤：
S1，建立GDB（GeoDatabase，空间地理数据库）模板：
为建立适应内河电子航道图特点的所述GDB模板，采用了ArcGIS系列软件，为了规范制图过程和提高生产效率，所述内河电子航道图制作全流程使用GDB模板进行地物要素采集、入库和航道图制作；所述GDB模板规格：坐标系统采用CGCS2000坐标系（国家大地坐标系）；XY容差（XY容差是指坐标之间的最小距离）采用默认容差0.000000008983153；所述GDB模板图层：本方案设计的GDB模板由点、线、面三类要素组成，共有22个图层；其中，点要素有6个图层，分别是航标、码头、渡口、码头渡口海事处地名、自然地名和等深点；线要素有3个图层，分别是湖泊岸线、等深线和航线；面要素有13个图层，分别是居民地、大坝、桥梁、道路、危险区、等深面、河流、湖泊、未测区、渔业区、植被、陆地和航道；
S2，数据采集和预处理：
S2.1，地物要素采集：
地物要素采集采用ArcGIS体系的ArcMap软件进行，将前期制作好的正射影像图TIFF格式文件（英文Tag Image File Format的缩写,标签图像文件格式）和GDB模板加载至该ArcMap软件，使用要素采集和编辑工具采集相关地物要素的图形和属性到对应的GDB模板图层；
S2.2，内河电子航道图数据采集：
为提高数据采集的质量、效率和自动化水平，本技术方案研制出通过内河电子航道图数据采集APP，该数据采集APP底层数据库基于GDB模板，实现数据的新增、删除和修改等操作；该APP工具主要服务于内河电子航道的数据采集，用户在线、离线对数据进行修改，上传地物要素现场照片，添加和修改环境变量等；内河电子航道图数据采集流程见图3。
S2.3，数据预处理：对于采集的所述地物要素进行预处理操作，包括格式转换、添加属性字段和质量检查作业流程；
S3，构建地物要素对照表：
所述地物要素对照表记录着内河电子航道图数据GDB模板与IHO S-57物标的对应关系；建立制图要素对应关系的目的在于使得内河电子航道图数据模型与海图信息系统（NIS）之间实现逻辑上对应，为建立内河电子航道图数据采集空间地理数据库GDB模板提供依据，便于后续电子航道图自动化制作；所述地物要素对照表见表1；表1记录了GDB模板中地物要素与IHO S-57物标的对应关系；
表1
S4，内河电子航道图制作：
内河电子航道图基于ArcGIS for Maritime：Charting软件制作，海图信息系统数据库（NIS,Nautical Information System）是该模块支撑航道图数据内容的数据模型结构，产品数据库（PL,Product Library）用于制作、更新和管理电子航道图的数据结构；基于GDB模板的电子航道图制作方案的核心是制作电子航道图数据采集GDB模板和建立地物要素与IHO S-57的物标对应关系；GDB模板的制作依据了NIS模型、CJ-57标准（长江电子航道图制作规范）和地物要素的种类，该模板用于数据采集、编辑、存储和电子航道图的制作；地物要素与IHO S-57的物标对应关系记录着GDB模板中每一要素类与NIS模型中要素类的对应关系；然后，将经过处理的数据导入NIS库，依据图幅范围制作内河电子航道图；基于GDB模板的电子航道图制作流程如图4所示。
S4.1，创建NIS库和PL库；采用Oracle（Oracle数据库系统是美国ORACLE公司(甲骨文)提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品）数据库创建NIS库和PL库；
S4.2，制作电子航道图文件：
S4.2.1，制作电子航道图兴趣区域AOI（英文Area of Interest的缩写）：
将电子航道图数据库模型PL库中的兴趣区域AOI要素图层添加到当前编辑图层中，然后使用鼠标拖拽的方式绘制多边形兴趣区域AOI，或采用输入坐标的方式创建兴趣区域AOI，最后结束编辑并保存；AOI区域创建完毕后，需要同时更新相关属性字段；
S4.2.2，创建电子航道图产品：
海图信息系统（NIS）的工作空间被用来定位和存储数据，依据NIS模型创建电子航道图产品，并且允许在PL库目录树上不同的节点处设置NIS库；在系列级别节点上通过右键新建电子航道图产品，然后选择相应的兴趣区域AOI，即可建立电子航道图产品；
S4.2.3，导出电子航道图文件：
采用ArcGIS for Maritime：Charting海图工具“Export Geodatabase to S-57”导出和制作电子航道图，该工具依赖基于Oracle数据库创建的PL库，从而实现电子航道图产品的版本化管理；
S4.2.4，制作CATALOG.031数据交换文件：
使用ArcGIS软件提供的“Create S57 Exchange Set”工具，依据制作的内河电子航道图文件，创建内河电子航道图数据交换文件。
S2.1中，使用要素采集和编辑工具采集相关地物要素的图形和属性到对应的GDB模板图层的步骤如下：
S2.1.1，数据采集以GDB模板为基础，确保地物要素正确存放在对应图层；
S2.1.2，原则上由内业定位、外业定性。内业对有把握并能够判准的地物、地貌元素，按照影像图斑边沿直接采集；对无把握的地物、地貌元素（包括隐蔽地区、阴影部分和微小地物等），应尽量采集，并作出标记由外业调绘时进行准确定位和补调；
S2.1.3，对于影像轮廓清晰可见的地物、地貌元素，要用测标中心切准地物外轮廓线或定位点直接绘出，做到不遗漏、不变形、不移位；
S2.1.4，分幅或分区作业时，每幅图需测至图幅或分区边界线外5mm，保证图幅间接边要素的完整性。
所述GDB模板中各图层的基本属性参数如下：
1、航标：颜色、状况、侧面标志类、位置数据质量、验证状态、能否删除和能否合并；
2、码头：物标名称、用本国语言表示的物标名称、岸线建筑物类、验证状态、能否删除和能否合并；
3、渡口：物标名称、用本国语言表示的物标名称、岸线建筑物类、验证状态、能否删除和能否合并；
4、码头渡口海事处地名：物标名称、用本国语言表示的物标名称、建筑物区类、验证状态、能否删除和能否合并；
5、自然地名：物标名称、用本国语言表示的物标名称、验证状态、能否删除和能否合并；
6、等深点：深度、验证状态、能否删除和能否合并；
7、湖泊岸线：长度、岸线类、验证状态、能否删除和能否合并；
8、等深线：长度、等深线值、验证状态、能否删除和能否合并；
9、航线：长度、交通流向、推荐航线类、验证状态、能否删除和能否合并；
10、居民地：面积、建筑物区类、验证状态、能否删除和能否合并；
11、大坝：面积、水坝类、验证状态、能否删除和能否合并；
12、桥梁：面积、桥梁类、验证状态、能否删除和能否合并；
13、道路：面积、道路类、验证状态、能否删除和能否合并；
14、危险区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
15、等深面：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并；
16、河流：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并；
17、湖泊：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并。
18、未测区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
19、渔业区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
20、植被：面积、植被类、验证状态、能否删除和能否合并；
21、陆地：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
22、航道：面积、推荐航线类、交通流向、验证状态、能否删除和能否合并。
本发明所述现代内河电子航道图的应用，包括下述步骤：
S5，内河电子航道图的动态发布与更新：
所述内河电子航道图服务主要用于航道图要素查询、水深查询和作为参考底图；内河电子航道图服务依托于ArcGIS Maritime Server软件，是ArcGIS Server的海图扩展模块；通过该模块将电子航道图数据发布为标准协议服务，如MapServer（ArcGIS 定义的服务标准）、WMSServer(开放地理空间信息联盟（Open Geospatial Consortium-OGC）定义的Web Map Server(WMS)标准)、AISServer(船舶自动识别系统（AIS）定义的服务标准)三种形式；其主要作用是直接使用电子航道图数据IHO S-57等标准数据，通过ArcGIS Server 的SOE（英文Server Object Extension的缩写,服务器对象扩展）技术进行封装了MaritimeChart Service引擎，所有的请求与返回均通过ArcGIS Server标准协议进行；其次是电子航道图服务的可配置性，即可以通过配置文件来支持数据的投影转变、图层配置以及S-52样式显示以及符号定制；
基于ArcGIS Maritime Server电子航道图服务配置简单，只需进入ArcGISServer管理界面添加扩展MaritimeServer.seo文件即可。服务发布简单，只需将直接将S-57数据ENC文件拷贝到服务对应的配置目录datasets中即可，直接将电子航道图数据S-57数据发布成标准的GIS服务。目前标准的所述GIS服务发布成功之后，电子航道图服务具有其特定的访问地址；这个服务地址是依赖于ArcGIS Server发布的SampleWorldCities服务，在此基础上开启了电子航道图功能。该方式改变了以往传统GIS方式发布电子航道图服务的模式，避免了使用传统的ETL（Extract Transform Load，数据抽取、转换、装载的过程）以及配图的方式，极大的减少了工作量。
S6，离线地图加载：
离线地图加载主要包含离线电子航道图加载和离线电子底图加载；离线电子地图加载主要应用于网络条件恶劣、无法加载在线电子地图服务，或者电子地图服务加载速度较慢、省流量等应用场景；电子地图加载主要步骤包含：离线地图包的制作、开发产品选择、离线地图内部调用流程；基于ArcGIS技术的离线地图加载流程包含以下过程：首先基于电子地图瓦片数据文件，利用ArcGIS Desktop/Pro桌面工具制作.TPK（英文Tile Package的缩写,切片包）/.MMPK（英文Mobile Map Package的缩写,移动地图包）等离线地图文件；离线电子航道图数据则可直接利用ENC文件；其次利用ArcGIS Runtime SDK、ArcGISJavaScript API产品，开发人员直接加载调用离线地图文件，进行基于电子航道图的业务开发，创建基于离线电子航道图应用，提供显示、查询、分析等丰富的功能。ArcGIS RuntimeSDK产品覆盖大部分主流桌面及移动端操作系统，支持多种开发语言，并可实现跨平台海事复杂业务应用的开发。
本发明优点体现在以下方面：
1、以ESRI ArcGIS体系为基础，通过数据采集、处理和制图的内河电子航道图制作方法，建立了一个容易操作的内河电子航道图制作更新技术方法体系，降低了技术门槛。
2、以文件地理信息数据库GDB模板为基础，贯穿于数据采集和预处理过程，避免了不同格式的数据间转换和坐标转换，实现数据采集与生产编辑的无缝对接，保障数据精度和属性的完整。
3、降低了内河电子航道图制图成本与应用成本，实现内河电子航道图的及时更新，解决了电子航道图更新难的问题。同时支持符合IHO S-57标准的内河电子航道图文件，并提供动态发布、按需更新和离线加载等服务，为基于内河电子航道图的多元应用提供了基础保障。
4、提高了内河电子航道图的生产和更新效率，更加利于电子航道图推广应用，结合海事业务部门的业务需求、旅游企业的管理需求以及船员和游客的个性化需求，拓展了内河电子航道图的应用领域。
附图说明
图1是本发明所述基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用的整体流程图。
图2是本发明所述基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作流程图。
图3是本发明所述内河电子航道图数据采集流程。
图4是本发明所述电子航道图制作流程图。
图5是本发明所述创建NIS库流程图。
图6是本发明所述创建PL库流程图。
图7是本发明所述制作电子航道图文件流程图。
图8是本发明所述基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图应用技术流程图。
图9是本发明所述内河电子航道图服务的动态发布流程。
图10是本发明所述离线地图加载流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图2所示，本发明所述基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法，包括下述步骤：
S1，建立GDB（英文GeoDatabase的缩写，空间地理数据库）模板：
为建立适应内河电子航道图特点的所述GDB模板，采用了ArcGIS系列软件，为了规范制图过程和提高生产效率，所述内河电子航道图制作全流程使用GDB模板进行地物要素采集、入库和航道图制作；
所述GDB模板规格：坐标系统采用CGCS2000坐标系（国家大地坐标系）；XY容差（XY容差是指坐标之间的最小距离）采用默认容差0.000000008983153；
所述GDB模板图层：
本方案设计的GDB模板由点、线、面三类要素组成，共有22个图层；其中，点要素有6个图层，分别是航标、码头、渡口、码头渡口海事处地名、自然地名和等深点；线要素有3个图层，分别是湖泊岸线、等深线和航线；面要素有13个图层，分别是居民地、大坝、桥梁、道路、危险区、等深面、河流、湖泊、未测区、渔业区、植被、陆地和航道；GDB模板中各图层的基本属性参数如下：
1、航标：颜色、状况、侧面标志类、位置数据质量、验证状态、能否删除和能否合并；
2、码头：物标名称、用本国语言表示的物标名称、岸线建筑物类、验证状态、能否删除和能否合并；
3、渡口：物标名称、用本国语言表示的物标名称、岸线建筑物类、验证状态、能否删除和能否合并；
4、码头渡口海事处地名：物标名称、用本国语言表示的物标名称、建筑物区类、验证状态、能否删除和能否合并；
5、自然地名：物标名称、用本国语言表示的物标名称、验证状态、能否删除和能否合并；
6、等深点：深度、验证状态、能否删除和能否合并；
7、湖泊岸线：长度、岸线类、验证状态、能否删除和能否合并；
8、等深线：长度、等深线值、验证状态、能否删除和能否合并；
9、航线：长度、交通流向、推荐航线类、验证状态、能否删除和能否合并；
10、居民地：面积、建筑物区类、验证状态、能否删除和能否合并；
11、大坝：面积、水坝类、验证状态、能否删除和能否合并；
12、桥梁：面积、桥梁类、验证状态、能否删除和能否合并；
13、道路：面积、道路类、验证状态、能否删除和能否合并；
14、危险区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
15、等深面：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并；
16、河流：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并；
17、湖泊：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并。
18、未测区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
19、渔业区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
20、植被：面积、植被类、验证状态、能否删除和能否合并；
21、陆地：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
22、航道：面积、推荐航线类、交通流向、验证状态、能否删除和能否合并；
S2，数据采集和预处理：
S2.1，地物要素采集：
地物要素采集采用ArcGIS体系的ArcMap软件进行，将前期制作好的正射影像图TIFF格式文件（英文Tag Image File Format的缩写,标签图像文件格式）和GDB模板加载至该ArcMap软件，使用要素采集和编辑工具采集相关地物要素的图形和属性到对应的GDB模板图层；如图3所示，具体步骤如下：
S2.1.1，数据采集以GDB模板为基础，确保地物要素正确存放在对应图层；
S2.1.2，原则上由内业定位、外业定性。内业对有把握并能够判准的地物、地貌元素，按照影像图斑边沿直接采集；对无把握的地物、地貌元素（包括隐蔽地区、阴影部分和微小地物等），应尽量采集，并作出标记由外业调绘时进行准确定位和补调；
S2.1.3，对于影像轮廓清晰可见的地物、地貌元素，要用测标中心切准地物外轮廓线或定位点直接绘出，做到不遗漏、不变形、不移位；
S2.1.4，分幅或分区作业时，每幅图需测至图幅或分区边界线外5mm，保证图幅间接边要素的完整性。
S2.2，内河电子航道图数据采集：
为提高数据采集的质量、效率和自动化水平，通过内河电子航道图数据采集APP，该数据采集APP底层数据库基于GDB模板，实现数据的新增、删除和修改等操作；该APP工具主要服务于内河电子航道的数据采集，用户在线、离线对数据进行修改，上传地物要素现场照片，添加和修改环境变量等；
S2.3，数据预处理：对于采集的所述地物要素进行预处理操作，包括格式转换、添加属性字段和质量检查作业流程；
S3，构建地物要素对照表：
所述地物要素对照表记录着内河电子航道图数据GDB模板与IHO S-57物标的对应关系；建立制图要素对应关系的目的在于使得内河电子航道图数据模型与海图信息系统（NIS）之间实现逻辑上对应，为建立内河电子航道图数据采集空间地理数据库GDB模板提供依据，便于后续电子航道图自动化制作；所述地物要素对照表见表1；表1记录了GDB模板中地物要素与IHO S-57物标的对应关系；
表1
S4，内河电子航道图制作：
如图4所示，内河电子航道图基于ArcGIS for Maritime：Charting软件制作，海图信息系统数据库（NIS,Nautical Information System）是该模块支撑航道图数据内容的数据模型结构，产品数据库（PL,Product Library）用于制作、更新和管理电子航道图的数据结构；基于GDB模板的电子航道图制作方案的核心是制作电子航道图数据采集GDB模板和建立地物要素与IHO S-57的物标对应关系；GDB模板的制作依据了NIS模型、CJ-57标准（长江电子航道图制作规范）和地物要素的种类，该模板用于数据采集、编辑、存储和电子航道图的制作；地物要素与IHO S-57的物标对应关系记录着GDB模板中每一要素类与NIS模型中要素类的对应关系；然后，将经过处理的数据导入NIS库，依据图幅范围制作内河电子航道图；
S4.1，创建NIS库和PL库：
如图5、图6所示，本发明采用Oracle（Oracle数据库系统是美国ORACLE公司(甲骨文)提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品）数据库创建NIS库和PL库；
S4.2，如图7所示，制作电子航道图文件：
S4.2.1，制作电子航道图兴趣区域AOI（英文Area of Interest的缩写）：
将电子航道图数据库模型PL库中的兴趣区域AOI要素图层添加到当前编辑图层中，然后使用鼠标拖拽的方式绘制多边形兴趣区域AOI，或采用输入坐标的方式创建兴趣区域AOI，最后结束编辑并保存；AOI区域创建完毕后，需要同时更新相关属性字段；
S4.2.2，创建电子航道图产品：
海图信息系统（NIS）的工作空间被用来定位和存储数据，依据NIS模型创建电子航道图产品，并且允许在PL库目录树上不同的节点处设置NIS库；在系列级别节点上通过右键新建电子航道图产品，然后选择相应的兴趣区域AOI区域，即可建立电子航道图产品；
S4.2.3，导出电子航道图文件：
采用ArcGIS for Maritime：Charting海图工具“Export Geodatabase to S-57”导出和制作电子航道图，该工具依赖基于Oracle数据库创建的PL库，从而实现电子航道图产品的版本化管理；
S4.2.4，制作CATALOG.031数据交换文件：
使用ArcGIS软件提供的“Create S57 Exchange Set”工具，依据制作的内河电子航道图文件，创建内河电子航道图数据交换文件。
如图8所示，本发明基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图应用，包括下述步骤：
S5，内河电子航道图的动态发布与更新：
如图9所示，内河电子航道图服务主要用于航道图要素查询，水深查询，作为参考底图等。内河电子航道图服务依托于ArcGIS Maritime Server软件，是ArcGIS Server的海图扩展模块。通过该模块将电子航道图数据发布为标准协议服务，如MapServer（ArcGIS 定义的服务标准）、WMSServer(开放地理空间信息联盟（Open Geospatial Consortium-OGC）定义的Web Map Server(WMS)标准)、AISServer(船舶自动识别系统（AIS）定义的服务标准)三种形式。其主要作用是直接使用电子航道图数据IHO S-57等标准数据，通过ArcGISServer 的SOE（Server Object Extension,服务器对象扩展）技术进行封装了MaritimeChart Service引擎，所有的请求与返回均通过ArcGIS Server标准协议进行。其次是电子航道图服务的可配置性，即可以通过配置文件来支持数据的投影转变、图层配置以及S-52样式显示以及符号定制。
基于ArcGIS Maritime Server电子航道图服务配置简单，只需进入ArcGISServer管理界面添加扩展MaritimeServer.seo文件即可。服务发布简单，只需将直接将S-57数据ENC文件拷贝到服务对应的配置目录datasets中即可，直接将电子航道图数据S-57数据发布成标准的GIS服务。目前标准的所述GIS服务发布成功之后，电子航道图服务具有其特定的访问地址；这个服务地址是依赖于ArcGIS Server发布的SampleWorldCities服务，在此基础上开启了电子航道图功能。该方式改变了以往传统GIS方式发布电子航道图服务的模式，避免了使用传统的ETL（Extract Transform Load，数据抽取、转换、装载的过程）以及配图的方式，极大的减少了工作量。
S6，如图10所示，离线地图加载：
离线地图加载主要包含离线电子航道图加载和离线电子底图加载；离线电子地图加载主要应用于网络条件恶劣、无法加载在线电子地图服务，或者电子地图服务加载速度较慢、省流量等应用场景。电子地图加载主要步骤包含：离线地图包的制作、开发产品选择，离线地图内部调用等流程。基于ArcGIS技术的离线地图加载流程包含以下过程：首先基于电子地图瓦片数据文件，利用ArcGIS Desktop/Pro桌面工具制作.TPK（英文Tile Package的缩写,切片包）/.MMPK（英文Mobile Map Package的缩写,移动地图包）等离线地图文件；离线电子航道图数据则可直接利用ENC文件；其次利用ArcGIS Runtime SDK、ArcGISJavaScript API产品，开发人员直接加载调用离线地图文件，进行基于电子航道图的业务开发，创建基于离线电子航道图应用，提供显示、查询、分析等丰富的功能。ArcGIS RuntimeSDK产品覆盖大部分主流桌面及移动端操作系统，支持多种开发语言，并可实现跨平台海事复杂业务应用的开发。
本技术方案发明了一种仅依托ArcGIS软件体系的解决方案，完成从外业数据至内河电子航道图的采集、入库与制图的生产流程，同时在数据生产的过程中研发了一套针对水上物标的外业数据快速入库、转换与航道图生产的工具。成果主要包括电子航道图地物要素对照表、电子航道图数据自动化生产工具和研究区电子航道图。
针对内河水域多为静稳水域，渔业养殖区及岛屿众多的情况，在数据采集、数据处理等多方面可以满足内河、湖泊、库区电子航道图快速、低成本和规模化生产。
本技术方案研发出一系列标准接口规范，该规范依托ArcGIS Enterprise和自主研发的车载机数据数据转换平台，转化为标准的数据服务接口。主要包含了电子航道图地图服务，基础地理信息服务，业务数据服务以及车载机数据转换平台及流程服务，并在此基础上研究一套航道安全管理模块。针对不同内河业务需求的差异，能够实现航道安全管理平台的定制研发，真正实现航道的安全管理。
Claims (4)
1.一种基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法，其特征在于：包括下述步骤：
S1，建立GDB模板：
所述GDB模板规格：坐标系统采用CGCS2000坐标系；XY容差采用默认容差0.000000008983153；所述GDB模板图层：由点、线、面三类要素组成，共有22个图层；其中，点要素有6个图层，分别是航标、码头、渡口、码头渡口海事处地名、自然地名和等深点；线要素有3个图层，分别是湖泊岸线、等深线和航线；面要素有13个图层，分别是居民地、大坝、桥梁、道路、危险区、等深面、河流、湖泊、未测区、渔业区、植被、陆地和航道；
S2，数据采集和预处理：
S2.1，地物要素采集：
地物要素采集采用ArcGIS体系的ArcMap软件进行，将前期制作好的正射影像图TIFF格式文件和GDB模板加载至该ArcMap软件，使用要素采集和编辑工具采集相关地物要素的图形和属性到对应的GDB模板图层；
S2.2，内河电子航道图数据采集：
通过内河电子航道图数据采集APP，用户在线或离线对数据进行新增、修改和删除，上传地物要素现场照片，添加和修改环境变量；
S2.3，数据预处理：对于采集的所述地物要素进行预处理操作，包括格式转换、添加属性字段和质量检查作业流程；
S3，构建地物要素对照表：
所述地物要素对照表记录着内河电子航道图数据GDB模板与IHO S-57物标的对应关系；建立制图要素对应关系的目的在于使得内河电子航道图数据模型与海图信息系统之间实现逻辑上对应，为建立内河电子航道图数据采集空间地理数据库GDB模板提供依据，便于后续电子航道图自动化制作；所述地物要素对照表见表1；表1记录了GDB模板中地物要素与IHO S-57物标的对应关系；
表1
S4，内河电子航道图制作：
内河电子航道图基于ArcGIS for Maritime：Charting软件制作，海图信息系统数据库是该模块支撑航道图数据内容的数据模型结构，产品数据库用于制作、更新和管理电子航道图的数据结构；
S4.1，创建NIS库和PL库：采用Oracle数据库创建NIS库和PL库；
S4.2，制作电子航道图文件：
S4.2.1，制作电子航道图兴趣区域AOI：将电子航道图数据库模型PL库中的兴趣区域AOI要素图层添加到当前编辑图层中，然后使用鼠标拖拽的方式绘制多边形兴趣区域AOI，或采用输入坐标的方式创建兴趣区域AOI，最后结束编辑并保存；
S4.2.2，创建电子航道图产品：NIS的工作空间被用来定位和存储数据，依据NIS模型创建电子航道图产品，并且允许在PL库目录树上不同的节点处设置NIS库；在系列级别节点上通过右键新建电子航道图产品，然后选择相应的兴趣区域AOI，建立电子航道图产品；
S4.2.3，导出电子航道图文件：采用ArcGIS for Maritime：Charting海图工具“ExportGeodatabase to S-57”导出和制作电子航道图，该工具依赖于Oracle数据库创建的PL库，从而实现电子航道图产品的版本化管理；
S4.2.4，制作CATALOG.031数据交换文件：使用ArcGIS软件提供的“Create S57Exchange Set”工具，依据制作的内河电子航道图文件，创建内河电子航道图数据交换文件。
2.根据权利要求1所述基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法，其特征在于：S2.1中，使用要素采集和编辑工具采集相关地物要素的图形和属性到对应的GDB模板图层的步骤如下：
S2.1.1，数据采集以GDB模板为基础，确保地物要素正确存放在对应图层；
S2.1.2，由内业定位、外业定性；内业对有把握并能够判准的地物、地貌元素，按照影像图斑边沿直接采集；对无把握的地物、地貌元素应尽量采集，并作出标记由外业调绘时进行准确定位和补调；
S2.1.3，对于影像轮廓清晰可见的地物、地貌元素，采用测标中心切准地物外轮廓线或定位点直接绘出；
S2.1.4，分幅或分区作业时，每幅图需测至图幅或分区边界线外5mm，保证图幅间接边要素的完整性。
3.根据权利要求1所述基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法，其特征在于：所述GDB模板中各图层的基本属性参数如下：
1、航标：颜色、状况、侧面标志类、位置数据质量、验证状态、能否删除和能否合并；
2、码头：物标名称、用本国语言表示的物标名称、岸线建筑物类、验证状态、能否删除和能否合并；
3、渡口：物标名称、用本国语言表示的物标名称、岸线建筑物类、验证状态、能否删除和能否合并；
4、码头渡口海事处地名：物标名称、用本国语言表示的物标名称、建筑物区类、验证状态、能否删除和能否合并；
5、自然地名：物标名称、用本国语言表示的物标名称、验证状态、能否删除和能否合并；
6、等深点：深度、验证状态、能否删除和能否合并；
7、湖泊岸线：长度、岸线类、验证状态、能否删除和能否合并；
8、等深线：长度、等深线值、验证状态、能否删除和能否合并；
9、航线：长度、交通流向、推荐航线类、验证状态、能否删除和能否合并；
10、居民地：面积、建筑物区类、验证状态、能否删除和能否合并；
11、大坝：面积、水坝类、验证状态、能否删除和能否合并；
12、桥梁：面积、桥梁类、验证状态、能否删除和能否合并；
13、道路：面积、道路类、验证状态、能否删除和能否合并；
14、危险区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
15、等深面：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并；
16、河流：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并；
17、湖泊：面积、深度范围值1、深度范围值2、验证状态、能否删除和能否合并；
18、未测区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
19、渔业区：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
20、植被：面积、植被类、验证状态、能否删除和能否合并；
21、陆地：面积、验证状态、能否删除和能否合并；
22、航道：面积、推荐航线类、交通流向、验证状态、能否删除和能否合并。
4.根据权利要求1所述基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法制作的现代内河电子航道图的应用方法，其特征在于：包括下述步骤：
S5，内河电子航道图的动态发布与更新：
所述内河电子航道图服务主要用于航道图要素查询、水深查询和作为参考底图；内河电子航道图服务依托于ArcGIS Maritime Server软件，是ArcGIS Server的海图扩展模块；通过该模块将电子航道图数据发布为标准协议服务，直接使用电子航道图数据IHO S-57标准数据，通过所述ArcGIS Server 的SOE技术进行封装Maritime Chart Service引擎，所有的请求与返回均通过ArcGIS Server标准协议进行；其次是电子航道图服务的可配置性，即可以通过配置文件来支持数据的投影转变、图层配置以及IHO S-52样式显示以及符号定制；
S6，离线地图加载：
离线地图加载主要包含离线电子航道图加载和离线电子底图加载；离线电子地图加载应用于网络条件恶劣、无法加载在线电子地图服务，或者电子地图服务加载速度较慢、省流量应用场景；电子地图加载主要包含离线地图包的制作、开发产品选择、离线地图内部调用步骤；基于ArcGIS技术的离线地图加载流程包含以下过程：首先基于电子地图瓦片数据文件，利用ArcGIS Desktop/Pro桌面工具制作.TPK/.MMPK离线地图文件；离线电子航道图数据则直接利用ENC文件；其次利用ArcGIS Runtime SDK、ArcGIS JavaScript API产品，开发人员直接加载调用离线地图文件，进行基于电子航道图的业务开发，创建基于离线电子航道图应用，提供显示、查询、分析功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911052613.9A CN110838153B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911052613.9A CN110838153B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110838153A CN110838153A (zh) | 2020-02-25 |
| CN110838153B true CN110838153B (zh) | 2023-03-24 |
Family
ID=69575990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911052613.9A Active CN110838153B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110838153B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111159327A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-05-15 | 速度时空信息科技股份有限公司 | 一种国标模型到军标模型的矢量空间数据模型转换方法 |
| CN111639342B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-07-08 | 福州市勘测院有限公司 | 一种地图瓦片数据空白漏洞快速检测及修复方法 |
| CN112985362A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-18 | 浙江数智交院科技股份有限公司 | 一种基于云网交互的内河航道图更新系统及方法 |
| CN113158840B (zh) * | 2021-04-01 | 2022-02-01 | 中国科学院南京地理与湖泊研究所 | 一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法 |
| CN114048280B (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-29 | 成都国星宇航科技有限公司 | 矢量切片的处理方法、装置、服务器及存储介质 |
| CN115859414B (zh) * | 2023-02-27 | 2023-06-16 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种全球尺度地理信息底图跨坐标系使用方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0978794A1 (en) * | 1998-08-05 | 2000-02-09 | Geofermat | Method and system for processing spatially-referred information such as cartographic information, applications and apparatus implementing said method |
| CN102095425A (zh) * | 2011-02-17 | 2011-06-15 | 长江南京航道局 | 一种基于长江标准的电子航道图生产方法 |
| CN102722854A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-10-10 | 长江航道局 | 一种基于数据库的长江电子航道图生产应用方法 |
| WO2018097490A1 (ko) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | 주식회사 케이엘넷 | Ｓ-100 기반의 지리적 데이터 및 운용 데이터를 연계하여 표준 정보를 생성하기 위한 시스템 및 방법 |
-
2019
- 2019-10-31 CN CN201911052613.9A patent/CN110838153B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0978794A1 (en) * | 1998-08-05 | 2000-02-09 | Geofermat | Method and system for processing spatially-referred information such as cartographic information, applications and apparatus implementing said method |
| CN102095425A (zh) * | 2011-02-17 | 2011-06-15 | 长江南京航道局 | 一种基于长江标准的电子航道图生产方法 |
| CN102722854A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-10-10 | 长江航道局 | 一种基于数据库的长江电子航道图生产应用方法 |
| WO2018097490A1 (ko) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | 주식회사 케이엘넷 | Ｓ-100 기반의 지리적 데이터 및 운용 데이터를 연계하여 표준 정보를 생성하기 위한 시스템 및 방법 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 基于ArcGIS平台的长江电子航道图生产系统;周璐等;《中国水运(下半月)》;20121115(第11期);全文 * |
| 基于Maritime Charting的内河电子航道图制作优化研究与应用;路轩轩等;《中国水运》;20181015(第10期);全文 * |
| 江海联运电子航道图构建技术研究;解静等;《水道港口》;20170428(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110838153A (zh) | 2020-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110838153B (zh) | 基于ArcGIS体系的现代内河电子航道图制作方法及应用 | |
| CN106777811B (zh) | 一种交通渠化地图设计开发方法 | |
| CN104008162B (zh) | 一种基于模板的一键式专题地图自动成图方法及系统 | |
| CN106846478A (zh) | 水电水利工程地质三维实景野外编录填图系统 | |
| US20230074265A1 (en) | Virtual scenario generation method and apparatus, computer device and storage medium | |
| CN108388620B (zh) | 一种土地审批测绘数据处理信息系统 | |
| CN110189405A (zh) | 一种顾及建筑物密度的实景三维建模方法 | |
| KR101214996B1 (ko) | 해양지리 정보 구축 및 서비스 방법 | |
| CN110688756B (zh) | 一种采集和制图一体化的竣工图制作方法 | |
| KR20100025144A (ko) | 지리 정보 시스템과 건축도면을 기반으로 하는 건축물 전산관리 시스템 및 그 방법 | |
| Bi et al. | Research on the construction of City information modelling basic platform based on multi-source data | |
| CN114817433A (zh) | 一种基于osgEarth的跨+-180经度的标绘算法 | |
| CN116842122A (zh) | 一种用于数字孪生城市平台的地理信息系统 | |
| CN114385591B (zh) | 一种乡村生态景观全要素四维信息模型构建方法 | |
| KR101008019B1 (ko) | 인접 건축물의 독립 폴리건 자동 형성 방법을 이용한 수치지도 제작 시스템 | |
| CN116222539A (zh) | 高精度地图数据差异化更新方法及系统 | |
| Ergun et al. | Level of detail (LoD) geometric analysis of relief mapping employing 3D modeling via UAV images in cultural heritage studies | |
| CN205139374U (zh) | 一种管道线路工程外业移动装置 | |
| CN110888954A (zh) | 一种基于电子海图系统的标绘方法 | |
| CN107833278B (zh) | 地形模拟方法、装置及电子设备 | |
| Sun et al. | Digital Cartography | |
| CN114863033B (zh) | 一种基于点云数模的断面提取方法 | |
| Nyangweso et al. | Cartographic Generalization in Multi-scale Environment: Case study of Lamu County, Kenya | |
| CN102495859B (zh) | 基于ArcGIS Engine的水文复杂数据类型扩充方法 | |
| Zhou et al. | Research on 3D Model Construction Method Based on Geographic Information System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |