CN117056445A - 用于港口水域规划的电子海图要素转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，方法包括：应用FME软件批量打开电子海图水深点数据，选择转换输出格式并进行数据转换，提取转换格式后的水深点数据；应用ArcGIS软件，对目标电子海图的水深点数据进行坐标投影与转换，并保存为可由AutoCAD软件兼容的格式；应用AutoCAD软件，显示水深点位置坐标并提取水深坐标；应用AutoCAD插件，使表示水深的数字正确显示在点位上，从而将所述目标电子海图无损转换为AutoCAD格式文件。本发明能够有效将电子海图中的水深点、等深线、现状锚地等要素进行无损转化，并用于港口航道、锚地规划方案制定，解决了港口规划中面临的数据缺失实际问题。

Description

用于港口水域规划的电子海图要素转换方法

技术领域

本发明属于数据转换领域，具体涉及用于港口水域规划的电子海图要素转换方法。

背景技术

港口总体规划作为国土空间规划体系中的专项规划，在编制和审查过程中需与国土空间规划有效衔接，基于GIS平台完成“一张图”的矢量核对，实现港口资源的合理利用。港口总体规划图集是直观表现港口规划内容的手段，图集一般包括港口岸线利用规划、港区划分和分工、水陆域布置方案、港口界限以及集疏运等配套设施规划方案。

目前，传统港口总体规划图集绘制工作主要是在计算机辅助设计软件如AutoCAD平台上完成，在整个规划方案编制过程中设计人员主要是依靠CAD图纸信息作为传输媒介，借助于空间及图形语言更直观、生动和全面地展现港口总体规划的成果。ArcGIS软件拥有强大的综合、储存功能，可将零散的数据和图像资料加以结合并存储在一起，便于有效的使用；同时也为经常不断地、长期地存储和更新空间资料及其相关信息提供了一个有效的工具。鉴于ArcGIS软件本身的优势及港口总体规划在编辑过程中需时常与环境影响评价等相关单位进行交流对接，需要使用一致的数据格式等业务要求，ArcGIS软件成为港口总规图集绘制工作的最新工具。

但是港口总体规划中航道、锚地规划是关键内容之一，在规划图件绘制中通常面临着港口水域水深点、等深线等地理信息数据获取转换困难的问题，规划范围较小的项目可通过专题委托勘察单位开展水深测量，形成航道、锚地规划所需要的水深条件等信息，但往往大面积的港口规划无法开展类似水深测量工作，费用高、耗时长。由于包含内容丰富，需详细标示海底地形(水深)、航行障碍物、助航标志、港口设施、潮流、海流等海域要素。S-57是IHO国际海道测量组织规定的官方电子海图数据传输标准，且S-57海图数据具有很好的封装性，采用的封装结构是一种高压缩的数据交换格式，是用户不可见的.000数据格式，数据结构较为复杂，数据按ISO/IEC8211封装，提供了独立于机器构造的文件格式，此种数据交换结构有助于数据规范化传输，但不利于数据操纵，直接读取难度较大，转换比较复杂，直接读取难度较大且易导致数据缺失。

发明内容

本发明提出了用于港口水域规划的电子海图要素转换方法能够有效将电子海图中的要素进行无损转化，并用于港口航道、锚地规划方案制定，解决了港口规划中面临的数据缺失实际问题。

本发明提供的用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，所述方法包括：

S100、应用FME软件，批量打开电子海图水深点数据，选择转换输出格式并进行数据转换，提取转换格式后的水深点数据；

S200、应用ArcGIS软件，对所述目标电子海图的水深点数据进行坐标投影与转换，并保存为可由AutoCAD软件兼容的格式；

S300、应用AutoCAD软件，显示水深点的位置xy轴坐标并提取水深坐标z轴数据；

S400、应用AutoCAD插件，使表示水深的z轴数据正确显示在点位上，从而将所述目标电子海图无损转换为AutoCAD格式文件。

进一步地，所述S100中，所述转换输出格式为shp格式。

进一步地，所述S200中，坐标投影与转换的方法为：

S201、在ArcGIS中“添加数据”，将从FME提取的水深点数据导入ArcGIS中；

S202、修改ArcGIS模型数据框坐标系为目标坐标系，选择对应图层，并设置输出位置，进行坐标投影与转换；

S203、导出已转换为投影坐标体系的数据，并在ArcGIS中加载；

S204、选择新加载的数据，并保存为可由AutoCAD软件兼容的dwg格式。

进一步地，所述S300中在AutoCAD中显示水深点位置的方法包括：

S301、在AutoCAD中打开经S204处理得到的文件，应用数据提取功能，将x、y、z坐标导出为.xls文件Ⅰ；

S302、在Excel中，在x、y、z坐标中间分别插入两列英文状态下的“,”，使用CONCATENATE函数，将坐标组合为：“point x,y,z坐标”形式填充内容；

S303、从Excel中复制S302中处理的两列数据，粘贴至新建的记事本.txt文档Ⅰ中，一次性向AutoCAD中导入点坐标；

S304、新建AutoCAD空白图形文件.dwg文件Ⅱ，使用“点命令”工具，在命令栏粘贴记事本文档Ⅰ中的点坐标数据，自动生成多个点，以显示投影坐标系下的水深点位置xy轴坐标。

进一步地，所述S400中显示水深坐标z轴数据的方法包括：

将.xls文件Ⅰ中的数据复制至新的记事本.txt文档Ⅱ，在S304已打开的.dwg文件Ⅱ中，命令栏输入appload，加载“展点-数字”插件，命令栏输入“uu”加载记事本.txt文档Ⅱ，从而显示水深点的数字。

本发明和现有技术相比具有如下有益效果：本发明针对港口规划范围大，不便开展或无法及时开展水深测量工作造成水域基础数据缺失等问题，提出了基于FME的电子海图要素转换方法，设计了转化操作流程，使用FME等软件功能模块，可以将电子海图中的要素进行无损转化为ArcGIS软件、AutoCAD软件适用的格式，并用于港口规划方案制定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例中用于港口水域规划的电子海图要素转换方法的流程示意图；

图2为本发明实施例1中电子海图要素转换方法过程中的文件转换示意图。

图3为本发明实施例中指定FME Workbench输入输出的数据格式和路径示意图；

图4为本发明实施例中坐标提取插件链接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出的用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，是一种基于FME的电子海图数据转换方法，FME(Feature Manipulate Engine)是加拿大Safe Software公司开发的空间数据转换处理系统，它是完整的空间ETL解决方案。

FME(Feature Manipulate Engine)产品主要包括FME Desktop(桌面端)、FMEServer(服务器端)、FME Cloud(云端)三种，其中：FME Desktop用于创建数据处理模板，即工作空间(Workspace),它有两个重要组件——Workbench(工作台)和Data Inspector(数据检查器)，前者用于制作转换模板，后者用于在转换前、中、后查看数据。在FME Workbench中创建模板有三个最重要的环节：加载源数据—转换数据—导出为目标数据，这三个环节落实到FME中分别是：读模块(Reader)导入源数据，然后用转换器(Transformer)进行处理，最后通过写模块(Writer)导出。FME是空间与非空间数据交换、集成与互操作的流程定制软件，并可通过服务器和网络共享FME方案和处理结果。

根据本发明的技术手段与操作流程，港口规划人员可以在没有学习FME操作技能的情况下，轻松、准确地完成S-57海图数据的快速转换，发挥FME软件各方面优势来解决港口规划人员遇到的数据转换问题。本技术方案包括以下步骤，如图1所示：

S100、应用FME软件，批量打开的电子海图水深点数据(S-57格式)，选择转换输出格式并进行数据转换，提取转换格式后的水深点数据。

其中，数据转换输出格式可以选择shp、dwg等常用格式。考虑到S-57海图采用的坐标系为WGS84，港口总体规划图集大多采用2000国家大地坐标系(简称CGCS2000)，为便于下一步坐标提取和转换，推荐输出格式选择shp数据格式。

S200、应用ArcGIS软件，对所述目标电子海图的水深点数据进行坐标投影与转换，并保存为可由AutoCAD软件兼容的格式，如dwg格式。

其中，坐标投影与转换的方法为：

S201、在ArcGIS中“添加数据”，将从FME提取的水深点数据导入ArcGIS中；

S202、修改ArcGIS模型数据框坐标系为目标坐标系，选择对应图层，并设置输出位置，进行坐标投影与转换；

S203、导出已转换为投影坐标体系的数据，并在ArcGIS中加载；

S204、选择新加载的数据，并保存为可由AutoCAD软件兼容的dwg格式。

S300、应用AutoCAD软件，显示水深点位置(x/y轴)并提取水深坐标(z轴)。

其中，在AutoCAD中显示水深点位置的方法包括：

S301、在AutoCAD中打开经S204处理得到的文件，应用数据提取功能，将x、y、z坐标导出为.xls文件Ⅰ；

S302、在Excel中，在x、y、z坐标中间分别插入两列英文状态下的“,”，使用CONCATENATE函数，将坐标组合为：“point x,y,z坐标”形式填充内容；

S303、从Excel中复制S302中处理的两列数据，粘贴至新建的记事本.txt文档Ⅰ中，方便一次性向AutoCAD中导入点坐标；

S304、新建AutoCAD空白图形文件.dwg文件Ⅱ，使用“点命令”工具，在命令栏粘贴记事本文档Ⅰ中的点坐标数据，自动生成多个点，以显示投影坐标系下的水深点位置xy轴坐标。

S400、应用AutoCAD插件，使表示水深的数字(z轴)正确显示在点位上，从而将所述目标电子海图无损转换为AutoCAD格式文件。

其中，显示水深坐标z轴数据的方法包括：

将.xls文件Ⅰ中的数据复制至新的记事本.txt文档Ⅱ，在S304已打开的.dwg文件Ⅱ中，命令栏输入appload，加载“展点-数字”插件，命令栏输入“uu”加载记事本.txt文档Ⅱ，从而显示水深点的数字(z轴)。

本发明提出的用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，设计了转化操作流程，使用FME、ArcGIS、CAD等软件功能模块，可以将电子海图中的要素进行无损转化为ArcGIS软件适用的格式，从而能够完全适用于港口规划方案制定。

实施例1

为进一步解释说明本发明提供的方法内容，特提供一个实施例，其文件转换流程如图2所示。

S100：准备海图数据，选定数据转换格式。

准备好电子海图数据后，根据实际需求设置转化数据输入、输出格式。在FMEWorkbench中指定输入、输出的存储路径，加载所选择的海图数据，如图3所示。本实施例中，输出格式选择.shp数据Ⅰ格式。

在FME软件左侧“Transformer Gallery”目录树下选择“Categorized”-“Coordinates”，添加坐标提取插件“Coordinate Extractor”，如图4所示。

设置输出端输出数据的属性字段为“Automatic”，点击运行，等待转换完成，以从S100转换得到的.shp数据Ⅰ中提取海图水深点数据。

S200：转换数据坐标系。

从FME转出的水深数据默认为WGS_84坐标(地理坐标系)，而在传统CAD软件中是使用投影坐标系进行绘制，因此需要利用ArcGIS进行投影转换，将.shp数据Ⅰ从地理坐标系转为投影坐标系。具体操作如下：

S201、在ArcGIS中“添加数据”，将从FME提取的.shp数据Ⅰ的水深数据坐标导入ArcGIS中。

S202、修改ArcGIS模型数据框坐标系为目标坐标系，选择对应图层，右键点击“数据-导出数据”，在弹出的对话框中选择使用与数据框相同的坐标系，并选择输出要素类的位置，点击“确认”。

S203、导出已转换为投影坐标体系的.shp数据Ⅱ，并在ArcGIS中加载。

S204、选择新加载的数据，右键点击“数据-导出至CAD”，将水深点数据导出为.dwg文件Ⅰ。

S300：在CAD中显示水深点的坐标位置。

S301、在AutoCAD中打开经S204处理得到的文件，应用数据提取功能，将x、y、z坐标导出为.xls文件Ⅰ；

S302、在Excel中，在x、y、z坐标中间分别插入两列英文状态下的“,”，使用CONCATENATE函数，将坐标组合为：“point x,y,z坐标”形式填充内容；

S303、从Excel中复制S402中刚处理的两列数据，粘贴至新建的记事本文档Ⅰ中，方便一次性向CAD中导入点坐标。其中，点坐标指是point x,y,z的坐标组合。

S304、新建CAD空白图形文件.dwg文件Ⅱ，使用“点命令”工具(在命令栏直接输入“point”后回车)，在命令栏粘贴记事本文档Ⅰ中的数据(点坐标)，自动生成多个点。此时显示投影坐标系下的各点位置即水深点坐标位置，但还没有水深点的数字。

S400：在CAD中显示水深点的数据。

将.xls文件Ⅰ中的数据复制至新的记事本.txt文档Ⅱ，在S304已打开的.dwg文件Ⅱ中，命令栏输入appload，加载“展点-数字”插件，命令栏输入“uu”加载记事本.txt文档Ⅱ，显示水深点的数字，从而将电子海图转换为含有水域基础信息的.dwg格式文件Ⅱ，即可供港口规划中航道、锚地方案研究使用。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，其特征在于，所述方法包括：

S100、应用FME软件，批量打开电子海图水深点数据，选择转换输出格式并进行数据转换，提取转换格式后的水深点数据；

S200、应用ArcGIS软件，对所述目标电子海图的水深点数据进行坐标投影与转换，并保存为可由AutoCAD软件兼容的格式；

S300、应用AutoCAD软件，显示水深点的位置xy轴坐标并提取水深坐标z轴数据；

S400、应用AutoCAD插件，使表示水深的z轴数据正确显示在点位上，从而将所述目标电子海图无损转换为AutoCAD格式文件。

2.根据权利要求1所述的用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，其特征在于，

所述S100中，所述转换输出格式为shp格式。

3.根据权利要求1所述的用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，其特征在于，

所述S200中，坐标投影与转换的方法为：

S201、在ArcGIS中“添加数据”，将从FME提取的水深点数据导入ArcGIS中；

S202、修改ArcGIS模型数据框坐标系为目标坐标系，选择对应图层，并设置输出位置，进行坐标投影与转换；

S203、导出已转换为投影坐标体系的数据，并在ArcGIS中加载；

S204、选择新加载的数据，并保存为可由AutoCAD软件兼容的dwg格式。

4.根据权利要求3所述的用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，其特征在于，

所述S300中在AutoCAD中显示水深点位置的方法包括：

S301、在AutoCAD中打开经S204处理得到的文件，应用数据提取功能，将x、y、z坐标导出为.xls文件Ⅰ；

S302、在Excel中，在x、y、z坐标中间分别插入两列英文状态下的“,”，使用CONCATENATE函数，将坐标组合为：“point x,y,z坐标”形式填充内容；

S303、从Excel中复制S302中处理的两列数据，粘贴至新建的记事本.txt文档Ⅰ中，一次性向AutoCAD中导入点坐标；

S304、新建AutoCAD空白图形文件.dwg文件Ⅱ，使用“点命令”工具，在命令栏粘贴记事本文档Ⅰ中的点坐标数据，自动生成多个点，以显示投影坐标系下的水深点位置xy轴坐标。

5.根据权利要求4所述的用于港口水域规划的电子海图要素转换方法，其特征在于，

所述S400中显示水深坐标z轴数据的方法包括：

将.xls文件Ⅰ中的数据复制至新的记事本.txt文档Ⅱ，在S304已打开的.dwg文件Ⅱ中，命令栏输入appload，加载“展点-数字”插件，命令栏输入“uu”加载记事本.txt文档Ⅱ，从而显示水深点的数字。