陳雅雯 程新平 韓 紅(長(zhǎng)江宜昌航道局,湖北 宜昌 443002)

清華山維在長(zhǎng)江電子航道圖局部更新制作中的應(yīng)用*

陳雅雯 程新平 韓 紅
(長(zhǎng)江宜昌航道局,湖北 宜昌 443002)

掌握長(zhǎng)江電子航道圖中的水深和岸上地形等航道數(shù)據(jù)的更新過(guò)程是廣大一線技術(shù)人員必備的專業(yè)技能,其制作流程以及注意事項(xiàng)和優(yōu)缺點(diǎn),是我們需要及時(shí)總結(jié)和思考的,以便為后續(xù)長(zhǎng)江電子航道圖的改進(jìn)和完善提供更多好建議,為長(zhǎng)江電子航道圖高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源提供重要保障。

清華山維成圖軟件;長(zhǎng)江航道信息更新;長(zhǎng)江電子航道圖

1 概述

長(zhǎng)江全線跨度大,各段航道情況復(fù)雜且變化頻繁,隨之而來(lái)的是航道測(cè)量數(shù)據(jù)的頻繁更新,如果業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)處理人員不能掌握較熟練的操作技能并保持高效的工作狀態(tài),很難保證高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源,從而為長(zhǎng)江航道的管理和維護(hù)提供重要保障。

所謂“電子航道圖”,通俗地講就是傳統(tǒng)紙質(zhì)航道圖的數(shù)字化,以數(shù)字化形式直觀準(zhǔn)確地展現(xiàn)長(zhǎng)江及兩岸地物要素的數(shù)字地圖產(chǎn)品。近年來(lái),隨著長(zhǎng)江水運(yùn)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的紙質(zhì)航行參考圖由于更新周期長(zhǎng),航道、航標(biāo)信息不能及時(shí)有效更新,已不能完全滿足船舶航行要求,航道通告、通電、信息聯(lián)播等傳統(tǒng)的航道信息服務(wù)方式,也不能滿足船舶運(yùn)輸?shù)膫€(gè)性化需求。新研發(fā)的長(zhǎng)江電子航道圖通過(guò)數(shù)字化形式及時(shí)更新,為長(zhǎng)江上的行輪提供了準(zhǔn)確的助航標(biāo)志、水深數(shù)據(jù)、地物地貌等航行信息,以利設(shè)計(jì)最佳航線并保證其安全航行。

隨著長(zhǎng)江電子航道圖2.0版本的順利試運(yùn)行,數(shù)據(jù)更新在長(zhǎng)江航道管理和維護(hù)中起著越來(lái)越重要的作用,其中航道信息的更新更是用戶最關(guān)心的問(wèn)題之一。作為一線技術(shù)人員,掌握局部更新的過(guò)程、操作流程及原理是立足崗位工作必備的技能,應(yīng)當(dāng)總結(jié)在工作中遇到的問(wèn)題及解決問(wèn)題的好方法,為長(zhǎng)江電子航道圖后續(xù)的完善和發(fā)展建言獻(xiàn)策。

2 清華山維在長(zhǎng)江電子航道圖形(區(qū)域局)更新制作中的應(yīng)用

2.1 子航道圖建庫(kù)

清華山維成圖軟件采用數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式,利用模板技術(shù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行有序存儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)一致的規(guī)范化管理。模版代表了規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn),而向不同的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換時(shí),其標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定、要求必定有所不同。因此在實(shí)際工作中,需要定制不同的模版來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換目標(biāo)[1]。以長(zhǎng)江宜昌航道局為例,其轄區(qū)范圍包括大埠街-中水門,廟河-鳊魚溪兩個(gè)河段,在常規(guī)的電子航道圖中,我們有中水門-城陵磯和涪陵-廟河兩個(gè)編輯平臺(tái),可利用主界面工作臺(tái)面定制下的增加或缺省模版導(dǎo)入來(lái)增加和定制相應(yīng)模版,也可利用新建工程自定義模版。

最新模版常以數(shù)據(jù)庫(kù)為模板基礎(chǔ),將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)巧妙地結(jié)合起來(lái),把對(duì)模版和地圖符號(hào)庫(kù)的制作與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換巧妙地銜接起來(lái),使得較復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問(wèn)題變?yōu)橄鄬?duì)簡(jiǎn)單的符號(hào)制作問(wèn)題,最終實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

2.2 原始數(shù)據(jù)預(yù)處理

清華山維預(yù)處理是對(duì)現(xiàn)有的圖進(jìn)行處理,使之符合電子航道圖預(yù)處理的要求。其中,對(duì)于水深提取、絕對(duì)高程、相對(duì)高程以及彼此之間的相互轉(zhuǎn)換是原始數(shù)據(jù)預(yù)處理最重要的工作。水深提取是在測(cè)深儀獲取的ssd文件中,保留其中的水深和X、Y值。同時(shí),利用公式:絕對(duì)高程=水位-水深,相對(duì)高程=航行基準(zhǔn)面-絕對(duì)高程,即相對(duì)高程=航行基準(zhǔn)面-水位+水深,進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和轉(zhuǎn)換。

2.3 數(shù)據(jù)編輯

通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)化,導(dǎo)入符合清華山維要求格式的初始數(shù)據(jù),如cass中的原始數(shù)據(jù)格式為點(diǎn)號(hào)N、Y、X、Z,而清華山維默認(rèn)的坐標(biāo)文件格式為X、Y、Z,可通過(guò)EXCEL表格進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。

導(dǎo)入數(shù)據(jù)后,對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注,此時(shí)利用地模處理中的生成三角網(wǎng)進(jìn)行構(gòu)網(wǎng),接著進(jìn)行三角網(wǎng)的編輯,然后在清華山維中自動(dòng)生成等高線。通?？梢哉{(diào)入上一測(cè)次該轄區(qū)的電子航道圖進(jìn)行對(duì)比,也可通過(guò)等高線的走勢(shì)判斷水深點(diǎn)是否正確。明顯的陡峭走勢(shì)和某個(gè)點(diǎn)外存在一系列計(jì)曲線則可初步認(rèn)定該點(diǎn)為假水深,此時(shí),打開(kāi)上一測(cè)次圖層對(duì)比即可判斷。

在剔除假水深后,我們需要進(jìn)行等深線的編繪和岸上地圖的套用,形成初步電子航道圖。

2.4 數(shù)據(jù)更新

由于某些河段屬于淺水區(qū),因此,為保證航道的暢通,外業(yè)調(diào)繪人員需要頻繁的進(jìn)行水深測(cè)量,內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理需要及時(shí)更新水深點(diǎn),這就對(duì)長(zhǎng)江電子航道圖的生產(chǎn)效率提出了相當(dāng)苛刻的要求。

在實(shí)際航道維護(hù)工作中,常年航道的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)使得外業(yè)調(diào)繪人員清楚的知道該河段哪部分是變化頻繁的區(qū)域,哪部分是相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域。為了縮短電子航道圖更新成果圖的制作時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,通常采用的是局部更新的方法。

通常在等深線編輯完成之后,需要繪制更新范圍線、刪除舊的水深點(diǎn)及等深線、接邊并形成最新預(yù)處理成果、形成水深數(shù)據(jù)更新edb文件及水深數(shù)據(jù)更新edb文件、整理水深數(shù)據(jù)文本文件和提交數(shù)據(jù)這幾個(gè)步驟,然后形成初步的電子航道圖局部更新成果圖(見(jiàn)圖1)。

圖1 電子航道圖局部更新成果圖

2.5 數(shù)據(jù)檢查

制圖標(biāo)準(zhǔn)和制圖模版的不統(tǒng)一,數(shù)據(jù)質(zhì)量管理制度及資料制度的不健全,導(dǎo)致清華山維數(shù)據(jù)預(yù)處理的質(zhì)量不高,因此,需要有相應(yīng)的檢查手段和可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)輔助檢查工具來(lái)提高并保證高質(zhì)量數(shù)據(jù)源的輸出。

清華山維自帶的工具中有數(shù)據(jù)檢查項(xiàng),與此同時(shí),基于電子航道圖數(shù)據(jù)預(yù)處理規(guī)范的第三方數(shù)據(jù)檢查軟件也能更好保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,為長(zhǎng)江電子航道圖的建設(shè)及更新維護(hù)提供技術(shù)支持[2]。以對(duì)宜昌局枝江處最新預(yù)處理成果進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查為例(見(jiàn)圖2),得到以下檢查結(jié)果:

圖2 第三方數(shù)據(jù)檢查軟件對(duì)宜昌局枝江處最新預(yù)處理成果數(shù)據(jù)檢查結(jié)果

2.6 成果輸出

清華山維的輸入輸出中定義了多種輸出模式,以供不同需要。包括:輸出epsw98數(shù)據(jù)(COR/NOT)cor Files、輸出EXF文本格式交換(1.0,2.0)exf Files、輸出EDF(EPS Data Files)、輸出EPS CE數(shù)據(jù)(CEF),模版(COD)、輸出坐標(biāo)文件數(shù)據(jù)txt files和輸出外部數(shù)據(jù)。

3 清華山維在更新制作過(guò)程中的注意事項(xiàng)

3.1 腳本工具的應(yīng)用

清華山維中所有預(yù)處理相關(guān)的輔助工具均為腳本形式,文件類型為“.vbs”。在目前的應(yīng)用中主要用到的有制圖腳本輔助工具和質(zhì)量檢查腳本輔助工具兩大類。其中制圖腳本輔助工具包括主機(jī)轉(zhuǎn)地名和屬性維護(hù)工具;質(zhì)量檢查腳本輔助工具包括必備屬性檢查、整數(shù)值水深點(diǎn)壓線檢查和等深線懸掛線檢查。

腳本的制作可以用TC簡(jiǎn)單開(kāi)發(fā)軟件或者在Visual C++平臺(tái)下進(jìn)行簡(jiǎn)單基本的腳本自定義。從而滿足不同需要下的功能運(yùn)用。以加入閉合線檢查項(xiàng)為例,進(jìn)行腳本的定制(見(jiàn)圖3)。

圖3 加入“閉合線檢查”項(xiàng)的腳本檢查定制

3.2 預(yù)處理工作要求

主要包括地名、行政區(qū)域以及航道管理處的分界線、其他要素三個(gè)方面的預(yù)處理。其中其他要素(碼頭、錨地、新增要素等)的變化又主要包括新增、刪除、屬性改變、位置改變(如浮碼頭位置移動(dòng))、編碼/物標(biāo)改變(如浮碼頭變?yōu)楣潭ùa頭,編碼由4770變?yōu)?761)、要素的某一部分發(fā)生變化(如一條陡坎的一小段發(fā)生了坍塌)六種情況,其中位置改變、編碼改變及要素的某一部分發(fā)生變化可以等同于刪除原有位置的要素后,再增加一個(gè)新要素。在提交的長(zhǎng)江電子航道圖成果文件時(shí),需同時(shí)提供地名預(yù)處理成果文件、刪除要素預(yù)處理成果文件、新增要素預(yù)處理成果文件、屬性改變要素預(yù)處理成果文件、最新預(yù)處理成果文件,且每個(gè)文件的命名都必備包括更新時(shí)間,管理處名稱及操作內(nèi)容[3]。無(wú)論水深地形更新還是地物更新,均需形成最終預(yù)處理成果,以此作為下一次更新時(shí)比對(duì)的基礎(chǔ)。

3.3 數(shù)據(jù)生產(chǎn)預(yù)處理規(guī)范

目前,清華山維制圖模版將所有航道要素劃分為22個(gè)圖層(見(jiàn)表1)。

4 總結(jié)和展望

4.1 遇到的問(wèn)題

在使用清華山維進(jìn)行長(zhǎng)江電子航道圖(區(qū)域局)更新的過(guò)程中,遇到以下問(wèn)題:(1)清華山維中有各類要素,一般成圖中需要在指定位置進(jìn)行查詢,而不能通過(guò)輸入快捷命令找到。(2)清華山維在操作過(guò)程中,如果誤操作后關(guān)閉界面,重新打開(kāi)后顯示的為誤操作后的界面,由于關(guān)閉后再打開(kāi),也無(wú)法進(jìn)行撤銷命令。(3)在提交的更新成果圖中,由于不允許修改套用部分,范圍線內(nèi)外等深線的銜接是采用打開(kāi)捕捉進(jìn)行等深線、岸線接邊,這就導(dǎo)致,一方面等深線不夠圓滑,影響圖形美觀;另一方面,由于多次局部更新,導(dǎo)致同一值下的等深線出現(xiàn)多處斷開(kāi),影響了等深線的連貫性和整體美觀。(4)在實(shí)際外業(yè)調(diào)繪中,由于儀器工具等的限制,某些地區(qū)尤其是岸邊淺水區(qū),人或船無(wú)法到達(dá),造成部分測(cè)量數(shù)據(jù)的不完整,通常內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)會(huì)進(jìn)行部分加點(diǎn)處理,在清華山維中,只能進(jìn)行復(fù)制或者移動(dòng),對(duì)于點(diǎn)的Z值無(wú)法自行標(biāo)出。(5)在清華山維輸出圖打印的過(guò)程中,部分情況無(wú)法打印出所需要的格式和版面,也沒(méi)有消隱等打印設(shè)置。(6)在清華山維中,為了方便管理數(shù)據(jù)和分開(kāi)數(shù)據(jù),常常會(huì)新建很多圖層,但是在最終成果圖里,很多圖層會(huì)進(jìn)行合并,但是之前添加的圖層仍然存在,不能進(jìn)行圖層的清理。

表1 航道要素的圖層分析

4.2 解決方法

圍繞上述問(wèn)題,筆者提出下述解決方法:(1)目前,我們利用要素翻譯,可以準(zhǔn)確地將各類要素與相應(yīng)編碼對(duì)應(yīng),成圖需要時(shí),可直接在Excel表格中找到。(2)一方面利用腳本編輯定時(shí)自動(dòng)保存功能,另一方面,基于Visual C++平臺(tái)自定義腳本,使得文件能像CAD一樣,有一個(gè)類似.bak的備份文件,從而通過(guò)更改后綴名,恢復(fù)找出上一步操作圖形的命令得以實(shí)現(xiàn)。(3)對(duì)于上一次套用部分利用修建部分,將套用部分的斷開(kāi)處銜接起來(lái),其他地方均不得銜接。(4)利用二維插值原理,編輯新的操作腳本和平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)插值。(5)更改打印設(shè)置選項(xiàng),提供更多可供操作選項(xiàng),同時(shí)改進(jìn)頁(yè)面設(shè)置,新增消隱功能。(6)利用CAD平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā),將CAD中圖層清理原理應(yīng)用于清華山維腳本中,從而實(shí)現(xiàn)圖層的清理。

4.3 展望

清華山維軟件功能強(qiáng)大:首先,它對(duì)于等值線的編輯操作更加簡(jiǎn)潔方便;其次,它的特征屬性項(xiàng)將數(shù)據(jù)的自身特性與應(yīng)用所需結(jié)合起來(lái),看起來(lái)更直觀,使用范圍也更廣泛。最后,EPS平臺(tái)模板控制技術(shù)、EPS平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字地模與工程應(yīng)用(土方計(jì)算等)這些方面的技術(shù),不僅能讓我們掌握軟件的基本原理,更能讓我們?cè)诖似脚_(tái)上進(jìn)行不斷完善和開(kāi)發(fā)。保證數(shù)據(jù)預(yù)處理的高質(zhì)量,提高長(zhǎng)江電子航道圖的生產(chǎn)效率,為長(zhǎng)江電子航道圖的建設(shè)及更新維護(hù)提供更好的技術(shù)支撐和保障服務(wù)。

[1]李邵喜,李超,郝江凌,胡景峰,趙德鵬.長(zhǎng)江電子航道圖制作的關(guān)鍵技術(shù)[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào),2010,(2): 33-34.

[2]李莉,呂霖.長(zhǎng)江電子航道圖水深點(diǎn)與等深線匹配檢查工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2013, (2):70-74.

[3]中交天津航道局有限公司,中交天津港航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司.水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范(JTS131-2012) [S].北京:人民交通出版社,2012:13-16.

10.3969/j.issn.1672-9846.2014.01.019

U612.26

A

1672-9846(2014)01-0078-04

2014-01-09

陳雅雯(1989-),女,湖北宜昌人,長(zhǎng)江宜昌航道局助理工程師,主要從事長(zhǎng)江電子航道圖預(yù)處理及航道測(cè)繪研究。

程新平(1972-),男,湖北宜昌人,長(zhǎng)江宜昌航道局測(cè)量工程師,主要從事長(zhǎng)江電子航道圖預(yù)處理及航道測(cè)繪研究。

韓 紅(1966-),男,湖北宜昌人,長(zhǎng)江宜昌航道局測(cè)量工程師,主要從事航道測(cè)量研究。