南浏段数字航道IENCs物标要素特点与检验

奚凌云 李昱 翟信德

摘 要：本文分析了南浏段电子航道图数据（IENCs）物标要素特点及存在的一些问题，利用dkart检测软件，

对南浏段IENCs进行数据质量检测，检验出该段IENCs中的错误，及时修复，实现了IENCs实时更

新，从而能更好地提供及时、准确的航道信息，更好地体现长江航道的“三个服务精神”，为船运企业

和沿江经济的发展提供更好地服务。

关键词： IENCs dKart 数据质量 S-57 CJ-57

为了合理利用、治理和开发我国的河流资源，我国的水利工作者又提出了“数字流域”、“数字河流”这一概念，所谓“数字河流”就是把全国河网装进计算机，从而可方便地模拟、分析、研究全国河流的自然现象，探索其内在规律，为河流治理、开发和管理的各种方案决策提供科学技术支持。“南浏段数字航道系统”正是基于“数字地球”和“数字河流”的概念提出来的新思路，它是集长江航道地理信息系统、现代通信技术、全球定位系统、遥感遥测遥控及智能化分析与决策于一体的智能航道管理系统。

电子航道图系统简介

长江南浏段数字航道上起苏皖交界的慈湖河口，下至江苏太仓浏河口，全长369.5公里。目前，已建成的数字航道系统主要由电子航道图系统、综合监控系统、信息管理系统及系统支撑平台等组成，通过航道信息数字化、航道监控实时化、航道服务网络化，努力实现航道维护管理从被动矫正型向主动预防型转变，从完成任务型向主动服务型转变，从劳动密集型向技术管理型的转变，从而最大限度地利用自然资源，挖掘航运潜能，提高航道通过能力，提升公共服务水平。

南浏段数字航道系统的核心部分正是电子航道图系统。电子航道图系统主要负责IENCs的生产、维护、审核、发布，IENCs的生产、审核、检验、发布依据的主要标准是CJ-57、CJ-58、CJ-63标准，其中CJ-57标准是在IHO S-57理论模型、产品规范和数据结构的约束下，扩展了S-57物标分类及属性定义，并根据长江内河航运的特点，新增了相关的数据格式交换标准和有关的物标标准。

系统存在问题

南浏段数字航道系统作为我国内河首条“智能航道”，其在系统设计理念、系统架构、系统性能、系统扩展性等方面都有一定的前瞻性。但由于我国的IENCs生产起步较晚、对IENCs产品规范的理解上还存在不足，在IENCs产品中还存在或多或少的问题。目前，南浏段IENCs数据的主要问题表现在以下几个方面：

1、资料现势性问题

由于南浏段IENCs数据生产周期较长，及南浏段地处长江中下游地区，地区社会经济发展迅速，导致IENCs数据要素有较大的变化，为保证数据的时效性，有必要及时对IENCs数据要素及时更新补充。

2、IENCs数据的数学基础、数据结构、数据精度、物标属性

由于早期在IENCs数据的生产过程中，对S-57标准的理解程度不够及生产时间的紧迫性，导致南浏段IENCs数据在数学基础、数据结构、数据精度、物标属性定义等方面存在一定的问题。

Dkart软件介绍

IENCs产品质量检验在产品形成过程中发挥着重要作用，它既是IENCs形成过程中的必要工序，又是控制和改进IENCs质量的重要手段。前者起到了维持IENCs质量达到规定水平的把关作用，后者起到了提高IENCs质量的作用。

基于质量检验的重要性及存在的问题，我们采用国际通行的海图数据检测软件-----Dkart来检测数据中存在的问题，并对之进行修复。Dkart是一个功能强大的电子海图的质量控制软件，由杰普森公司于1996年推出，一经问世就赢得了来自于各国水文组织和S-57数据生产商的广泛认同。

该软件可以通过全面检查IENCs数据结构是否符合S-57标准，同时利用对IENCs的数学基础、数据精度、物标属性等进行检查，保证了IENCs数学基础以及图中每一物标的位置、属性等信息的准确性。

该软件功能强大，可以检查以下9个方面：

检查几何属性方面的问题，例如检查图幅是否为规则的矩形、线性物标是否存在自相交等拓扑方面的问题。

检查空间冗余度方面的问题。例如可以用来检验线物标上是否有多余的点。

检查图幅中是否存在未加入当前数据集中孤立的点、线或面。

特征物标几何信息及属性信息问题检查，例如检查物标的强制属性为空、空间相连接的同一物标未合并等方面问题。

检查图中采用的坐标系统、参考椭球体、高程基准等方面是否存在问题。

检查特征物标是否可以包含子物标方面的问题，例如：控制点、雷达站、信号台等物标不能包含子物标。

检查编码规范方面的问题。如检查图幅中存在未赋予特征物标的点线面、相邻水深区水深值不连续、同一条线被赋予大于一个特征物标、无效的物标属性值等。

检查水深编码规范方面的问题，此类检查主要用来检查是否有不合理的水深值在等深区内。

主要用来检查图幅边界与矩形框是否一致的问题。

IENCs数据质量检验方法和检验流程

IENCs数据质量检验，是按照事先规定的质量标准和控制程序，对IENCs形成过程中出现的质量缺陷进行判断或检证，并及时采取纠正措施予以消除。南浏段IENCs数据检验流程主要有以下几个步骤。

1、编辑平台位图比照

由于长江中下游地区社会经济的迅速发展及长江沿线各单位对长江干线实施了一系列的整治工程，导致了长江沿线发生了很多变化，新增了很多整治建筑物、码头、护岸等，另外在系统建成后，水深数据及航标数据也需要及时的更新，这些需要利用编辑平台中位图比照功能导入最新的CAD资料图，对各要素进行比对，用户可以通过人机交互的方式来实现岸线、码头、桥梁、航标等数据的实时更新。

2、Dkart软件检测

利用位图比照功能能对IENCs要素进行更新，但无法检测出该数据中是否有不符合S-57规范的数据存在，此时可以利用Dkart软件来检测。将已更新完毕的IENCs数据保存在英文路径下，运行Dkart软件打开需检测000格式文件，运行test—Run Tests，单击run，在界面的下侧边栏显示检测结果，如图所示。

图 Dkart检测结果

如图所示，Dkart检测结果分为两类，一种是Error(错误)，对此类问题用户必须进行改正，另一种是Warning(警告)，对此类问题，用户可以忽略，也可以进行改正。南浏段IENCs主要存在的问题主要分为两类，一是前期数据制作过程中，由于对S-57规范的理解不足，对物标类型的定义、物标属性的赋予、数据冗余、拓扑关系等方面存在的问题，另一方面由于南浏段IENCs是基于CJ-57标准生产的，而CJ-57标准在S-57标准的基础上新增了一些物标及自定义了部分物标属性，导致了Dkart软件检测时遇到此类物标就会报错，这就需要用户将此类物标改为符合S-57标准的物标。例如，在南浏段IENCs数据中，“专用标”的“catspm”属性中有一CJ-57标准中新定义的属性值——“码头调头区”，此时用户需要将此属性值更改为既符合S-57规范亦符合内河航运特点的属性值——“一般警告标志”。

小结

通过Dkart软件检测的IENCs数据，就可以在国际通用的电子航道图显示平台显示，可以为进入长江航道的国际海轮提供实时的内河航运信息，实现内河航运与海运的无缝对接。这对促进长江中下游地区社会经济的发展起到一定的积极作用。此外，Dkart软件检测所依据的S-57标准也存在一定的不足，S-57标准是一种面向结构的设计模式，维护缺乏弹性，目前IHO已将其冻结在3.1版，并推出S-100标准。S-100标准是采用面向对象的设计模式，采用的是UML建模语言，是与当前主流的GIS信息技术的发展保持一致的，更符合空间信息技术的发展需求。此外，S-100标准完整提供了非IHO会员国维护海道测量相关注册表和产品规范模式，这将为IENCs的发展提供了更广大的空间。