CN118069584A - 一种海图文档管理系统及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海图文档管理技术领域，具体为一种海图文档管理系统及操作方法，该海图文档管理系统包括海图底图发布模块、海图文档管理模块、数据资源目录导航服务模块、平台系统后台信息发布模块和用户管理功能模块，该海图文档管理系统通过海图底图发布模块、海图文档管理模块、数据资源目录导航服务模块、平台系统后台信息发布模块和用户管理功能模块的配合共同完成工作，有效完善了海图文档管理系统的服务器端程序与数据管理，且改进了前端应用，可以更好的满足航海工作。
Description
技术领域
本发明涉及海图文档管理技术领域，具体为一种海图文档管理系统及操作方法。
背景技术
电子海图系统是航海导航技术、海洋测绘技术、地理信息系统GIS技术、计算机网络等多学科交叉发展的产物，广泛应用于船舶导航、港口监控、水文气象测量等领域。电子海图系统的基本功能是为用户提供全球范围电子海图数据的可视化态势展现，以此为核心搭建多样的电子海图应用服务。随着人类开发海洋、利用海洋的技术不断成熟，特别是智能船舶、智慧航行概念的提出，使得电子海图的应用场景从以往的岸基平台监控、船舶航行导航以及海上平台监视等单一结点应用不断向着网络化、船岸协同、船岸一体化应用方向发展。
海图数据是电子海图系统各类应用的基础，因此针对电子海图数据国际海事组织、国际水道测量组织颁布了一系列规范与标准，对电子海图数据的传输、组织结构、显示、符号化都进行了详尽规范。但这些标准并非针对网络化电子海图应用制定，标准的S57/S63海图数据由于需要数据解析、数据处理、图形渲然等步骤无法直接应用于船岸分布式电子海图系统。在现有的船岸通信网络环境下，如何电子海图数据的布置与更新是实现船岸分布式电子海图系统应用的关键技术之一。
目前的海图文档管理系统的服务器端程序与数据管理方面不够完善，且前端应用也存在较多不足，严重影响了海图文档管理系统的正常使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海图文档管理系统及操作方法，以解决上述背景技术中提出的目前的海图文档管理系统的服务器端程序与数据管理方面不够完善，且前端应用也存在较多不足，严重影响了海图文档管理系统的正常使用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海图文档管理系统，该海图文档管理系统包括海图底图发布模块、海图文档管理模块、数据资源目录导航服务模块、平台系统后台信息发布模块和用户管理功能模块。
优选的，一种如权利要求1所述的海图文档管理系统的操作方法，该海图文档管理系统的操作方法具体步骤流程如下：
a)底图服务添加与更新：添加与更新基于海图应用中地图底图的资源，添加其元数据信息在线浏览、查看功能；
b)海图文档添加与更新：实现对S57格式的海图文档上传、解析、存储与入库功能，上传过程中可添加元数据信息；在页面浏览中可查看海图元数据说明及空间位置；
c)底图与海图整理：定期对底图和海图文档进行分类管理，当需要对信息检索时，方便快速对信息进行查找检索；
资源检索：基于全文检索功能，实现对底图资源与海图文档的快速检索；
e)数据信息检验：对底图资源和海图文档进行信息错误的验证，判断其是否会对航海产生错误的影响；
f)资源筛选：将检索出来有关于底图资源和海图文档的信息进行筛选，根据情况进行判断，判断哪些有利于正常航海，哪些不利于正常航海；
g)用户管理：管理用户对信息增、删、改、查操作的权限；
h)导航：设置导航窗格，使用户便筛选所需数据或文档，便于查看。
优选的，所述海图文档管理模块包括海图文件库、海图文件管理模块、海图调度模块，所述海图文件库用于存储海图文件，所述海图文件管理模块用于管理海图文件库，所述海图调度模块用于获取实时的屏幕显示区域信息，根据接收的实时屏幕显示区域信息更新内存中第一海图文件集。
优选的，在系统设计中鉴于系统发布资源的异构性，采用Service的设计模式，海图相关应用使用单独的服务进行发布，用户网站通过接口进行调用，在技术实现上，服务器端基于Python语言与Tornado框架进行开发，使用PostgreSQL开源数据库进行信息存储，实现管理功能，前端使用HTML5、CSS3及JQuery框架与Bootstrap框架实现用户界面。
优选的，针对于地理环境信息服务构架研究方面，在地图服务架构设计方面，设计遵循OGC在线Web服务开放标准，以满足地理环境信息系统与其他应用系统之间的互访互操作能力，满足多应用场景、多客户端并发访问的需求，为大数据、智能化持续升级建立可扩展、可升级的技术架构，海图服务发布基于QGIS Server可提供0GC WMS 1.1.1与WMS 1.3.0标准服务，为了加快前端加载的速度，使用瓦片技术作为地图渲染的缓存，瓦片服务使用MapProxy作为中间件，以WMTS与TMS标准对外服务。
优选的，针对于基于WebGIS的地理、环境信息可视化技术方面：在功能方面，实现基于开源GIS软件与工具的海图与GIS数据资源在线发布，基于Ubuntu 22.04操作系统，QGIS Server与MapProxy工具，在前端实现海图浏览的一些基本功能，对于海图可视化，基于QGIS 3转换进行海图制图，通过对S52标准文档的理解，对加载的图层进行物标样式设置与配色，由于目前QGIS 3的样式库中没有与S52对应的样式，需要制作物标样式文件，此方面工作已经开展，但是工作量超出项目预期，目前完成部分物标的样式渲染，前面开发使用Leaflet开源WebGIS框架，实现了海图浏览、自定义图符标绘、显示，点、线、面区域量测的功能。进一步应用方面的需求，包括要素查询，要素过滤显示，显示模式控制，船舶目标叠加显示，风场、温度场、云图等海洋环境叠加显示，已有技术方案并进行部分实现。
优选的，针对于海洋地理环境信息数据交换格式研究与转换工具开发方面：基于GDAL开源底层类库与命令行工具，实现将S57转换为空间数据库存储，通过读取S57数据，对应数据库，可分为无空间信息表、有空间信息表、有空间信息表，又可以分为单要素数据表与组合要素数据表，在向空间数据库转换过程中，单要素数据可直接对应转换；组合要素数据则需要遍历各个要素，根据要素的不同类型分别转换到输出的结果中，根据目前进展，在GDAL3.5.0版本中能够实现要素的转换，但在应用系统中的集成需要进一步开发与测试。
针对于示范应用前端人机交互应用研发方面：在前端应用方面，基于NodeJS、VueJS3、Quasar2框架，实现对海图可视化应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该海图文档管理系统通过海图底图发布模块、海图文档管理模块、数据资源目录导航服务模块、平台系统后台信息发布模块和用户管理功能模块的配合共同完成工作，有效完善了海图文档管理系统的服务器端程序与数据管理，且改进了前端应用，可以更好的满足航海工作。
附图说明
图1为海图文档管理系统组成图；
图2为海图文档管理系统操作方法步骤流程图。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种海图文档管理系统，该海图文档管理系统包括海图底图发布模块、海图文档管理模块、数据资源目录导航服务模块、平台系统后台信息发布模块和用户管理功能模块。
一种如权利要求1所述的海图文档管理系统的操作方法，该海图文档管理系统的操作方法具体步骤流程如下：
a)底图服务添加与更新：添加与更新基于海图应用中地图底图的资源，添加其元数据信息在线浏览、查看功能；
b)海图文档添加与更新：实现对S57格式的海图文档上传、解析、存储与入库功能，上传过程中可添加元数据信息；在页面浏览中可查看海图元数据说明及空间位置；
c)底图与海图整理：定期对底图和海图文档进行分类管理，当需要对信息检索时，方便快速对信息进行查找检索；
资源检索：基于全文检索功能，实现对底图资源与海图文档的快速检索；
e)数据信息检验：对底图资源和海图文档进行信息错误的验证，判断其是否会对航海产生错误的影响；
f)资源筛选：将检索出来有关于底图资源和海图文档的信息进行筛选，根据情况进行判断，判断哪些有利于正常航海，哪些不利于正常航海；
g)用户管理：管理用户对信息增、删、改、查操作的权限；
h)导航：设置导航窗格，使用户便筛选所需数据或文档，便于查看。
所述海图文档管理模块包括海图文件库、海图文件管理模块、海图调度模块，所述海图文件库用于存储海图文件，所述海图文件管理模块用于管理海图文件库，所述海图调度模块用于获取实时的屏幕显示区域信息，根据接收的实时屏幕显示区域信息更新内存中第一海图文件集。
在系统设计中鉴于系统发布资源的异构性，采用Service的设计模式，海图相关应用使用单独的服务进行发布，用户网站通过接口进行调用，在技术实现上，服务器端基于Python语言与Tornado框架进行开发，使用PostgreSQL开源数据库进行信息存储，实现管理功能，前端使用HTML5、CSS3及JQuery框架与Bootstrap框架实现用户界面。
针对于地理环境信息服务构架研究方面，在地图服务架构设计方面，设计遵循OGC在线Web服务开放标准，以满足地理环境信息系统与其他应用系统之间的互访互操作能力，满足多应用场景、多客户端并发访问的需求，为大数据、智能化持续升级建立可扩展、可升级的技术架构，海图服务发布基于QGIS Server可提供0GC WMS 1.1.1与WMS 1.3.0标准服务，为了加快前端加载的速度，使用瓦片技术作为地图渲染的缓存，瓦片服务使用MapProxy作为中间件，以WMTS与TMS标准对外服务。
针对于基于WebGIS的地理、环境信息可视化技术方面：在功能方面，实现基于开源GIS软件与工具的海图与GIS数据资源在线发布，基于Ubuntu 22.04操作系统，QGIS Server与MapProxy工具，在前端实现海图浏览的一些基本功能，对于海图可视化，基于QGIS 3转换进行海图制图，通过对S52标准文档的理解，对加载的图层进行物标样式设置与配色，由于目前QGIS 3的样式库中没有与S52对应的样式，需要制作物标样式文件，此方面工作已经开展，但是工作量超出项目预期，目前完成部分物标的样式渲染，前面开发使用Leaflet开源WebGIS框架，实现了海图浏览、自定义图符标绘、显示，点、线、面区域量测的功能。进一步应用方面的需求，包括要素查询，要素过滤显示，显示模式控制，船舶目标叠加显示，风场、温度场、云图等海洋环境叠加显示，已有技术方案并进行部分实现。
针对于海洋地理环境信息数据交换格式研究与转换工具开发方面：基于GDAL开源底层类库与命令行工具，实现将S57转换为空间数据库存储，通过读取S57数据，对应数据库，可分为无空间信息表、有空间信息表、有空间信息表，又可以分为单要素数据表与组合要素数据表，在向空间数据库转换过程中，单要素数据可直接对应转换；组合要素数据则需要遍历各个要素，根据要素的不同类型分别转换到输出的结果中，根据目前进展，在GDAL3.5.0版本中能够实现要素的转换，但在应用系统中的集成需要进一步开发与测试。
针对于示范应用前端人机交互应用研发方面：在前端应用方面，基于NodeJS、VueJS3、Quasar2框架，实现对海图可视化应用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种海图文档管理系统，其特征在于，该海图文档管理系统包括海图底图发布模块、海图文档管理模块、数据资源目录导航服务模块、平台系统后台信息发布模块和用户管理功能模块。
2.一种如权利要求1所述的海图文档管理系统的操作方法，其特征在于：该海图文档管理系统的操作方法具体步骤流程如下：
a)底图服务添加与更新：添加与更新基于海图应用中地图底图的资源，添加其元数据信息在线浏览、查看功能；
b)海图文档添加与更新：实现对S57格式的海图文档上传、解析、存储与入库功能，上传过程中可添加元数据信息；在页面浏览中可查看海图元数据说明及空间位置；
c)底图与海图整理：定期对底图和海图文档进行分类管理，当需要对信息检索时，方便快速对信息进行查找检索；
资源检索：基于全文检索功能，实现对底图资源与海图文档的快速检索；
d)数据信息检验：对底图资源和海图文档进行信息错误的验证，判断其是否会对航海产生错误的影响；
e)资源筛选：将检索出来有关于底图资源和海图文档的信息进行筛选，根据情况进行判断，判断哪些有利于正常航海，哪些不利于正常航海；
f)用户管理：管理用户对信息增、删、改、查操作的权限；
g)导航：设置导航窗格，使用户便筛选所需数据或文档，便于查看。
3.根据权利要求1所述的一种海图文档管理系统，其特征在于：所述海图文档管理模块包括海图文件库、海图文件管理模块、海图调度模块，所述海图文件库用于存储海图文件，所述海图文件管理模块用于管理海图文件库，所述海图调度模块用于获取实时的屏幕显示区域信息，根据接收的实时屏幕显示区域信息更新内存中第一海图文件集。
4.根据权利要求1所述的一种海图文档管理系统，其特征在于：在系统设计中鉴于系统发布资源的异构性，采用Service的设计模式，海图相关应用使用单独的服务进行发布，用户网站通过接口进行调用，在技术实现上，服务器端基于Python语言与Tornado框架进行开发，使用PostgreSQL开源数据库进行信息存储，实现管理功能，前端使用HTML5、CSS3及JQuery框架与Bootstrap框架实现用户界面。
5.根据权利要求2所述的一种海图文档管理系统的操作方法，其特征在于：针对于地理环境信息服务构架研究方面，在地图服务架构设计方面，设计遵循OGC在线Web服务开放标准，以满足地理环境信息系统与其他应用系统之间的互访互操作能力，满足多应用场景、多客户端并发访问的需求，为大数据、智能化持续升级建立可扩展、可升级的技术架构，海图服务发布基于QGIS Server可提供0GC WMS 1.1.1与WMS 1.3.0标准服务，为了加快前端加载的速度，使用瓦片技术作为地图渲染的缓存，瓦片服务使用MapProxy作为中间件，以WMTS与TMS标准对外服务。
6.根据权利要求2所述的一种海图文档管理系统的操作方法，其特征在于：针对于基于WebGIS的地理、环境信息可视化技术方面：在功能方面，实现基于开源GIS软件与工具的海图与GIS数据资源在线发布，基于Ubuntu 22.04操作系统，QGIS Server与MapProxy工具，在前端实现海图浏览的一些基本功能，对于海图可视化，基于QGIS 3转换进行海图制图，通过对S52标准文档的理解，对加载的图层进行物标样式设置与配色，由于目前QGIS 3的样式库中没有与S52对应的样式，需要制作物标样式文件，此方面工作已经开展，但是工作量超出项目预期，目前完成部分物标的样式渲染，前面开发使用Leaflet开源WebGIS框架，实现了海图浏览、自定义图符标绘、显示，点、线、面区域量测的功能。进一步应用方面的需求，包括要素查询，要素过滤显示，显示模式控制，船舶目标叠加显示，风场、温度场、云图等海洋环境叠加显示，已有技术方案并进行部分实现。
7.根据权利要求2所述的一种海图文档管理系统的操作方法，其特征在于：针对于海洋地理环境信息数据交换格式研究与转换工具开发方面：基于GDAL开源底层类库与命令行工具，实现将S57转换为空间数据库存储，通过读取S57数据，对应数据库，可分为无空间信息表、有空间信息表、有空间信息表，又可以分为单要素数据表与组合要素数据表，在向空间数据库转换过程中，单要素数据可直接对应转换；组合要素数据则需要遍历各个要素，根据要素的不同类型分别转换到输出的结果中，根据目前进展，在GDAL 3.5.0版本中能够实现要素的转换，但在应用系统中的集成需要进一步开发与测试。
8.根据权利要求2所述的一种海图文档管理系统的操作方法，其特征在于：针对于示范应用前端人机交互应用研发方面：在前端应用方面，基于NodeJS、VueJS3、Quasar2框架，实现对海图可视化应用。
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