李忠新

摘 要：本文介紹了電子海圖生產(chǎn)現(xiàn)狀，同時對國內(nèi)外現(xiàn)有的S-101電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)進行了分析，提出了不同的建設(shè)方案，并進行了分析比較。

關(guān)鍵詞：S-101；電子海圖 ；建設(shè)方案

1 問題的提出

電子海圖生產(chǎn)職責以及我國國際海事成員國身分決定了S-101電子海圖生產(chǎn)的強制性需求。在IHO正式發(fā)布S-101產(chǎn)品規(guī)范后，必須第一時間向用戶提供S-101標準的電子海圖。

當前的電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)是基于S-57標準的應(yīng)用系統(tǒng)，不符合S-101電子海圖生產(chǎn)標準，因此必須通過系統(tǒng)升級，形成S-101電子海圖生產(chǎn)能力。

2 系統(tǒng)現(xiàn)狀要求

電子海圖在海事管理、港航企業(yè)、船舶用戶、科研、跨領(lǐng)域應(yīng)用中的需求越來越廣泛。電子海圖之所以引起高度重視，是因為它具有傳統(tǒng)紙海圖無法比擬的優(yōu)點。數(shù)字形式的電子海圖可以與其他信息進行集成與融合，從而形成多學(xué)科間的協(xié)調(diào)應(yīng)用。隨著S-100標準地理信息數(shù)據(jù)模型的發(fā)布以及國家對海洋強國建設(shè)的期望，這種協(xié)調(diào)應(yīng)用將越發(fā)明顯，電子海圖在社會各領(lǐng)域中的需求將會達到一個新的高度。

在S-101電子海圖正式發(fā)布后，船舶上將會搭載支持S-101電子海圖的導(dǎo)航系統(tǒng)。利用電子海圖系統(tǒng)可以進行自動航線設(shè)計、航向航跡監(jiān)測、自動存儲本船航跡、歷史航程重新演示、航行自動警報（如偏航、誤入危險區(qū)等）、快速查詢各種信息（如水文、港口、潮汐、海流等）、船舶動態(tài)實時顯示（如每秒刷新船位、航速、航向等）。

中國海事局長期以來以CARIS HPD作為電子海圖的生產(chǎn)系統(tǒng)，已經(jīng)建立了生產(chǎn)S-57標準的電子海圖流程體系。在數(shù)據(jù)庫中保存有大量歷史海道測量和編繪生產(chǎn)數(shù)據(jù)。為此，在系統(tǒng)建設(shè)時需要符合如下性能：

（1）系統(tǒng)應(yīng)可以與現(xiàn)有流程體系無縫集成，不破壞當前的生產(chǎn)模式，以可以優(yōu)化流程為目標；

（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)與當前數(shù)據(jù)庫無縫兼容，不應(yīng)存在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作，以免造成數(shù)據(jù)丟失或錯誤；

（3）系統(tǒng)應(yīng)具有保持高安全性和可靠性設(shè)計，工作條件下每年不超過8小時停機時間。

3 方案分析比較

3.1 獨立研發(fā)與采購

近年來，交通運輸部海事局一直緊跟IHO S-100的最新進展，翻譯出版了S-101產(chǎn)品規(guī)范（2013版），研究了S-57到S-101轉(zhuǎn)換以及S-101顯示中的若干關(guān)鍵技術(shù)，從技術(shù)角度來講具備研發(fā)電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)的能力。獨立研發(fā)電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)可以更加靈活地處理和定制電子海圖生產(chǎn)流程，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，對我國科技創(chuàng)新具有推進作用。但是，從過往經(jīng)驗來看，研發(fā)一套電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟成本和時間成本過于昂貴，平均周期在3～5年以上，費用在2 000萬～5 000萬元人民幣左右（包含后期維護升級）。

相比于獨立研發(fā)，直接購置電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)則相對容易，且商業(yè)化產(chǎn)品具有質(zhì)量保證和專業(yè)的用戶服務(wù)，在經(jīng)濟和時間成本上也更占優(yōu)勢。獨立研發(fā)與采購的對比情況見表1。

3.2 電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)之間的對比

加拿大CARIS公司、美國ESRI公司、德國Seven CS是當前具備開發(fā)S-101電子海圖的三家國際大型企業(yè)。CARIS HPD系統(tǒng)是一套基于無縫空間數(shù)據(jù)庫的綜合性航海圖書資料生產(chǎn)系統(tǒng)，當前，中國海事局利用HPD可以生產(chǎn)紙海圖、電子海圖、專題圖、航標表、障礙物表、改正通告（待）等多種航海圖書資料，可以基于HPD系統(tǒng)建立起完善的電子海圖生產(chǎn)流程體系，且支持部分用戶化功能。ESRI公司是GIS技術(shù)最為先進的企業(yè)，基于它的ArcGIS Desktop應(yīng)用，擴展了ArcGIS for Maritime模塊，可用于電子海圖的生產(chǎn)和質(zhì)檢，同樣基于無縫空間數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)的組織和可視化。SevenCS公司開發(fā)的ENC Production Tools同樣也具有電子海圖編繪生產(chǎn)和質(zhì)檢的全部功能，但用戶群體較少，相比之下，其開發(fā)的電子海圖顯示系統(tǒng)的二次開發(fā)模塊用戶范圍更廣。

三家企業(yè)的產(chǎn)品對比后發(fā)現(xiàn)，在價格方面， HPD系統(tǒng)在首次購買以及后期維護費用方面均為最高，ArcGIS和SevenCS的產(chǎn)品價格則相對較低，與HPD系統(tǒng)差距明顯。在功能方面，三者基本相同，均是基于無縫空間數(shù)據(jù)庫管理電子海圖數(shù)據(jù)，且具有電子海圖從編繪到質(zhì)檢的全部功能，對于國際標準的支持一致。

根據(jù)收集信息，對幾種產(chǎn)品之間的差異作如下分析：

（1）在2010年之前，ESRI海上地理信息解決方案處于研發(fā)階段，產(chǎn)品營銷未深入到海上交通行業(yè)，而HPD從創(chuàng)業(yè)起一直關(guān)注海上系統(tǒng)軟件產(chǎn)品的研發(fā)，在當時已建立起全球95%以上的電子海圖用戶使用群體，從而形成了一定的壟斷地位；

（2）SevenCS更多關(guān)注電子海圖信息與顯示系統(tǒng)（ECDIS）相關(guān)的應(yīng)用，以電子海圖處理和可視化系統(tǒng)的二次開發(fā)為主營業(yè)務(wù)，其電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)居次，在系統(tǒng)強健性上遜于CARIS和ESRI；

（3）軟件產(chǎn)品通常需要使用較低的價格吸引用戶，在建立了用戶基礎(chǔ)后，通過后期維護升級費用賺取更多的收益；

（4）電子海圖是數(shù)據(jù)驅(qū)動的產(chǎn)品，HPD、ESRI、SevenCS之間的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)完全不同，從一種數(shù)據(jù)庫架構(gòu)無損轉(zhuǎn)換到另一種數(shù)據(jù)庫架構(gòu)幾乎是一項不可能的任務(wù)，這也是HPD在后期維護費用不斷走高的原因之一。

4 方案選取順序

根據(jù)上述的對比分析，建議對S-101電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)方案的選取順序如下：

（1）第一選擇：CARIS HPD升級或模塊購置

（2） 第二選擇：ESRI ArcGIS for Maritime

（3）第三選擇：獨立研發(fā)

（4）第四選擇：SevenCS ENC Production Tools

原因如下：

（1）中國海事局電子海圖生產(chǎn)流程體系以基于HPD系統(tǒng)建立，已形成標準化作業(yè)流程；

（2）S-101電子海圖與S-57電子海圖在內(nèi)容、編碼以及符號方面變動不大，改動的空間模式、圖示表達處理流程、復(fù)雜屬性以及信息類型等開發(fā)難度并不高，開發(fā)成本不大，可以預(yù)見的是HPD對S-101支持的升級費用不會過高；

（3）現(xiàn)有的各類航海圖書資料的數(shù)據(jù)均保存在HPD源數(shù)據(jù)庫，如采用其他方案，大規(guī)模的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換勢必造成嚴重的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。

5 結(jié)束語

我們通過對電子海圖標準、生產(chǎn)系統(tǒng)以及現(xiàn)有生產(chǎn)現(xiàn)狀進行深入的研究分析，并結(jié)合S-101電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)方案比較，認為購置CARIS HPD S-101電子海圖生產(chǎn)系統(tǒng)還是比較合理的。當然，在建設(shè)過程中，我們還需要完成S-101電子海圖生產(chǎn)流程體系建設(shè)，以滿足S-101電子海圖生產(chǎn)需要。

參考文獻

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