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1、电子海图显示与信息系统的研究与应用电子海图图显示与与信息系系统的研研究与应应用摘 要要电子海图图显示与与信息系系统(EECDIIS)被被认为是是继雷达达/ARRPA之之后在船船舶导航航方面又又一项伟伟大的技技术革命命。本文研究究了电子子海图显显示与信信息系统统(Ellecttronnic Chaart Dissplaay aandIInfoormaatioon SSysttem,ECDDIS)的相关关国际标标准，并并介绍了了在Wiindoows平平台下其其子系统统电子海海图显示示系统的的软件设设计与实实现。首首先，介介绍了开开发电子子海图显显示与信信息系统统的相关关国际标标准：IIHO数数字海
2、道道测量数数据传输输标准(即S-557规范范)和ECDDIS海海图内容容与显示示规范(即S-552规范范)，以及及实现的的关键技技术；然然后，详详细描述述了系统统电子航航海图的的总体设设计，并并基于VVC+和Euuronnav OEMM Kiit实现现了电子子海图显显示系统统；最后后，对实实验结果果进行了了展示和和总结。关键词:电子海海图显示示与信息息系统；系统电电子航海海图；SS-577；S-52；Eurronaav OOEM KittInveestiigattionn annd AAppllicaatioon oof EElecctroonicc Chhartt Diispllay and
3、d Innforrmattionn SyysteemAbsttracctElecctroonicc Chhartt Diispllay andd Innforrmattionn Syysteem iis cconssideeredd ass annothher greeat tecchniiquee reevollutiion aftter thee apppreencee off raadarr inn thhe wwateercrraftt naaviggatiion filled.Thiss thhesiis sstuddiess thhe iinteernaatioonall stta
4、nddardds wwhicch aare rellateed tto EECDIIS, andd diiscuussees tthe sofftwaare dessignn annd rreallizaatioon oof tthe Eleectrroniic CCharrt DDispplayy Syysteem wwhicch iis tthe subbsysstemm off ECCDISS onn Wiindoows plaatfoorm bassed on theese intternnatiionaal sstanndarrds succcesssfuullyy. FFirsst
5、lyy, tthiss thhesiis ddisccussses thee reelatted intternnatiionaal sstanndarrds of ECDDIS devveloopmeent.Theey aare IHOO TRRANSSFERR STTANDDARDD foor DDIGIITALL HYYDROOGRAAPHIIC DDATAAStaandaard S-557),SPEECIFFICAATIOONS FORR CHHARTT COONTEENT ANDD DIISPLLAY ASPPECTTS OOF EECDIISSttanddardd S-52) an
6、nd tthe keyys oof iits reaalizzatiion. Thhen, thhe cconcceptt annd pprinncipple of Sysstemm Ellecttronnic Navvigaatioon CCharrt (SENNC) is putt foorwaard,anddit acttuallizees tthe ECDDIS bassed on thee teechnnoloogy of VC+ aand Eurronaav OOEM Kitt. Att laast, thhe ffuncctioons andd reealiizattionn o
7、ff Ellecttronnic Chaart Dissplaay SSysttem aree inntrooducced andd suummaarizzed in dettaill. Key worrds:ECDDIS;SENNC;SS-577;S-52；Eurronaav OOEM Kitt1. 绪绪论11.1 课题的的背景和和意义111.2 课题涉涉及的相相关概念念11.2.1 电电子海图图显示与与信息系系统11.2.2 系系统电子子航海图图31.2.3 电电子海图图31.2.4 电电子航海海图31.2.5 电电子海图图显示与与信息系系统数据据和数据据库的标标准41.3 电子海海图显示
8、示与信息息系统研研究现状状51.4 论文研研究内容容和章节节安排772. 系系统开发发相关标标准和关关键技术术92.1 IHOO数字海海道测量量数据传传输标准准(S-57)92.1.1 IIHO数数字海道道测量数数据传输输标准(S-557)概概述92.1.2 SS-577理论数数据模型型和数据据结构1102.2 ECDDIS海海图内容容与显示示规范(S-552)1112.2.1 EECDIIS海图图内容与与显示规规范(SS-522)概述述112.2.2 电电子航海海图更新新指南(S-552)1132.2.3 EECDIIS颜色色与符号号规范(S-552附录录2)1442.3 Winndowws
9、程序序设计1162.3.1 运运行机制制162.3.2 VVC+简介1772.4 组件技技术1882.4.1 CCOM对对象1882.4.2 CCOM的的客户/服务器器模型1192.4.3 CCOM的的特性2202.5 本章小小结2113. 系系统电子子航海图图的设计计介绍2223.1 系统电电子航海海图概述述223.2 系统电电子航海海图设计计的总体体要求2223.2.1 符符合IHHO SS-577标准2223.2.2 支支特IMMO EECDIIS性能能标准2223.2.3 支支持IHHO SS-522标准2333.3 系统电电子航海海图的内内容、结结构和设设计简介介233.3.1 系系
10、统电子子航海图图的内容容和结构构233.3.2 系系统电子子航海图图的设计计简介2263.4 本章小小结2884. 基基于Euuronnav OEMM Kiit的电电子海图图显示系系统的实实现2994.1 电子海海图显示示系统概概述2994.1.1系统统显示模模型与显显示驱动动294.1.2 电电子海图图显示系系统结构构324.2 开发工工具选择择344.3 创建MFFC工程程344.4 本章小小结3885. 实实验结果果395.1 海图显显示3995.2 海图缩缩放4115.3 测量距距离4335.4 海图数数据改正正445.5 本章小小结4446. 总总结与展展望455参考文献献46致谢4
11、77741. 绪绪论1.1课课题的背背景和意意义国际上电电子海图图研究始始于700年代初初，19993年年国际海海事组织织(IMMO)正正式颁布布了电子子海图技技术标准准，使得得电子海海图可与与使用了了几百年年并被国国际法规规认可的的纸质海海图等效效，成为为海事基基础性资资料。电子海图图的发展展大致经经历了三三个阶段段：(11)纸质质海图等等同物阶阶段。119700年末到到19884年，人人们主要要是想减减轻海图图作业的的劳动强强度，因因此，仅仅仅是把把纸质海海图经数数字化处处理后存存入计算算机中。(2)功功能开拓拓阶段。到到19886年，人人们开始始挖掘电电子海图图的各种种潜能，如如在电子子
12、海图上上显示船船位、航航线设计计，显示示船速、航航向等船船舶参数数，报警警等等。(3)航航行信息息系统阶阶段，将将电子海海图作为为航行信信息核心心，包括括电子海海图数据据库的完完善及与与雷达、定定位仪、计计程仪、测测深仪等等各种设设备和系系统的接接口和组组合等等等。国际海事事组织(IMOO)和国国际海道道测量组组织(IIHO)于19886年成成立了由由多国专专家组成成的电子子海图委委员会，着着手电子子海图世世界标准准的研究究。19995年年，IMOO第十九九届大会会正式采采纳了电电子海图图执行标标准，从从此ECCDISS的IMOO性能标标准被确确定。而而IHOO先后于于19887年和和1999
13、2发布布了专用用出版物物ECCDISS海图内内容和显显示规范范(即S-552篇)和IHHO数字字海道测测量数据据传输标标准(即S-557篇)，并进行了了多次修修改，到到19997年9月正式式发行了了S-557 VV3.110格式式，使它它成为各各国相关关部门广广泛采用用的国际际民用数数字海图图数据传传输标准准。国际际电工技技术委员员会(IIEC)应IMOO的要求求也于19996年公公布了IIEC的的ECDDIS性性能标准准，对于于按照IIMO和和IHOO的ECDDIS技技术规范范和标准准研制的的有关设设备进行行必要的的性能测测试和评评定，IIEC的的这个标标准已成成为ECCDISS形式认认可技
14、术术规范的的开发基基础。我国海域域辽阔，改改革开放放以来，对对外交流流日益繁繁多，海海运的需需求也随随之剧增增。只有有现代化化的航海海设施及及导航技技术才能能适应我我国经济济发展的的迫切需需要，同同时这也也是世界界航海领领域的大大势所趋趋。除了了海运方方面的需需要之外外，远洋洋考察、渔渔业、海海上石油油勘探、海海洋救援援等也都都需要先先进的电电子海图图显示与与信息系系统。1.2 课题涉涉及的相相关概念念1.2.1 电电子海图图显示与与信息系系统电子海图图显示与与信息系系统(EElecctroonicc Chhartt Diispllay andd InnforrmattionnSysstemm
15、,ECCDISS)是在在专用计计算机控控制下，把把海图信信息、船船位信息息、雷达达信息、船船舶动态态参数集集中处理理，以图图文和音音响综合合表现航航海情况况的船用用自动化化系统。IMO ECDDIS性性能标准准中指出出，ECCDISS是一个个导航信信息系统统，这个个系统具具有充足足的后备备措施，符符合19974年年SOLLAS公公约V/20条条要求的的最新海海图，它它可以有有选择地地显示船船用电子子航海图图中的信信息以及及从导航航传感器器获得位位置信息息以帮助助航海人人员进行行航线设设计和航航路监视视，并且且能够按按要求显显示其它它与航海海相关的的补充信信息。ECDIIS由主主计算机机系统、电
16、电子海图图数据库库、输入入传感器器和输出出终端设设备4个基本本部分构构成。主主计算机机系统是是核心部部分，它它主要负负责大规规模计算算、逻辑辑推理和和计算机机图形图图像处理理。ECCDISS具有如如下主要要功能:(1)海海图显示示。在给给定的投投影方式式下合成成和显示示海图(在使用用墨卡托托投影方方式时，可可适当选选取海图图的基准准纬度，以以减小海海图的投投影变形形)。主要要形式是：以“正北向向上”或“船首向向上”方式显显示海图图；以“相对运运动”或“绝对运运动”方式显显示海图图；随机机改变电电子海图图的比例例尺(缩放显显示及漫漫游)；分层层显示海海图信息息(隐去本本船在特特定航行行条件下下不
17、需要要的信息息)。(2)海海图作业业。在电电子海图图上进行行计划航航线设计计(依照推推荐航线线进行手手工设计计或进行行大圆航航线计算算)；以灵灵活的方方式计算算任意两两点间的的距离和和方位(如利用用电子方方位线、可可变距离离圈等方方式)；标绘绘船位、航航迹和时时间等。(3)海海图改正正。能够够接受由由官方EENC制制作部门门提供的的正式改改正数据据以及由由航海人人员从纸纸质航海海通告或或无线电电航行通通告中提提取的改改正数据据，实现现ENCC的自动动、半自自动和手手工改正正。(4)定定位及导导航。能能够同计计程仪、罗经、测深仪和气象仪等设备连接，接收来自这些传感器的信息，并进行综合处理，确定船
18、位；能够进行各种陆标定位计算。(5)航航海信息息查询。获获取电子子海图上上物标的的详细描描述信息息以及整整个航线线上的航航行条件件信息，如如潮汐、海海流和气气象等。(6)雷雷达信息息处理。提提供本船船、显示示在电子子海图上上本船周周围的静静态目标标与动态态目标三三者之间间的位置置关系。航航海人员员可据此此判断避避碰态势势，做出出避碰决决策。同同时，还还能在电电子海图图上检测测该避碰碰决策是是否可行行。(7)航航路监视视。在船船舶航行行过程中中，ECCDISS能自动动计算船船舶偏离离计划航航线的距距离，必必要时给给出指示示和报警警，实现现航迹保保持。EECDIIS还可可自动检检测航行行前方的的暗
19、礁、禁禁航区和和浅滩等等，实现现避礁、防防浅。1.2.2系统电电子航海海图系统电子子航海图图(Syysteem EElecctriic NNautticaal/NNaviigattionnal Chaart,SENNC)是ECDDIS中中直接读读取和显显示的数数据库，是是ECDDIS内内部的一一个数据据库。它它由ECCDISS对ENCC进行格格式转换换而成，还还包括EENC改改正信息息和由航航海人员员输入的的其它信信息，如如航线信信息，包包括航线线设计使使用的点点、线和和区域以以及ECCDISS图库中中的任何何符号和和文本注注记信息息。这个个数据库库被ECCDISS直接用用来显示示电子海海图以
20、及及完成其其它航海海功能，SENC还包含来自其它信息源的信息。1.2.3 电电子海图图电子海图图(EllecttronnicCCharrt，ECC)是用用数字形形式表示示的以描描写海域域地理信信息和航航海信息息为主的的海图，它它与国际际海上人人命安全全条约(SOLLAS)所需要要的纸质质海图等等效，电电子海图图亦称为为数字海海图(DDigiitall Chhartt)。它它同时是是一个内内容、结结构、格格式均标标准化了了的数据据库，这这个数据据库由官官方授权权的权威威航道测测量部门门制作发发行，供供ECDDIS使使用，其导航航系统显显示界面面如图11.1所所示。1.2.4 电电子航海海图电子航
21、海海图(EElecctriicNaautiicall/NaaviggatiionaalChhartt,ENNC)是指指在内容容、结构构和格式式上均已已标准化化，专为为ECDDIS使使用而由由官方海海道测量量局(HHO)发发行的数数据库。ENC包含安全航行需要的全部海图信息，以及其它一些纸质海图上没有的但被认为是保证航行安全所必需的补充信息(如航路指南、港口概况等)。图1.11 电电子海图图导航系系统显示示界面1.2.5 电子子海图显显示与信信息系统统数据和和数据库库的标准准标准化是是电子海海图发展展必需遵遵循的前前提条件件，它要要求海图图显示和和操作功功能软件件应严格格按照国国际有关关电子海海
22、图制作作与使用用标准的的规定进进行设计计。电子子海图显显示与信信息系统统数据所所要遵循循的标准准主要包包括IMMO的使使用性能能标准，IIHO的的数据显显示、交交换和传传输标准准，IEEC的EECDIS测试试标准等等。19955年l1月召召开的IIMO第第19次大大会正式式通过了了A.8177(199)ECCDISS使用性性能标准准。它主要包包括序言言、ECCDISS的定义义、系统统电子航航海图信信息的显显示、海海图信息息的提供供与改正正、比例例尺、其其他导航航信息的显显示、显显示方式式和相邻邻区域的的生成、颜颜色和符符号、显显示要求求、航线线设计、航航路监视视和航行行记录、精精度、与与其他设
23、设备的连连接、性性能测试试、故障障报警和和指示等等内容，该该标准为为电子海海图的发发展奠定定了坚实实的基础础。与IMOO ECCDIS性能能标准相相呼应，国国际航道道测量组组织IHHO在119966年12月增增补通过过了关于于电子海海图内容容、图标标、颜色色和ECCDISS显示系系统的规规范，简简称IHHO SS-52(第5版)规范。SS-52规范范确保了了不同型型号的EECDIIS之间间的统一一性，为为将S-57中抽抽象描述述的物标标有效地地显示在在ECDDIS屏屏幕上提提供了必必要的信信息。它它解释了了ECDDIS表表示库各各部分之之间的相相互关系系，符合合的显示示方法以以及符号号库的传传
24、递规则则。S-52标准准包括以以下几个个部分：ECDDIS海海图内容容和显示示规范；附录11，ENCC更新指指南；附附录2，颜色色和符号号规范；附录33，ECDDIS相相关术语语集。IHO S-557描述述了用于于各国航航道测量量部门之之间的数数字化航航道测量量数据的的交换以以及向航航海人员员、ECCDISS的生产产商发布布这类数数据的标标准。它它旨在对对各国海海道部门门之间用用于交换换数字化化海道数数据以及及将这些些数据传传递给生生产厂家家、航海海者和其其他数据据用户的的标准加加以说明明。S-57标标准分为为三个部部分：标标准概述述及参照照标准表表和术语语定义表表；理论论数据模模型；定定义了
25、实实现数据据模型所所用的数数据结构构和格式式，并定定义了数数据编码码的基本本规则。与此同时时，国际际电工委委员会IIEC提提出了对对ECDDIS硬硬件设备备的检验验和测试试结果的的标准。其其中，IIEC 609945是是海上航航行和无无线电通通信设备备系统、硬硬件测试试与测试试结果的的总体要要求标准准。IEEC 6611774则是是用于显显示导航航要素和和参数色色彩、符符号的标标准。综上所述述，ECCDIS的功功能要满满足IMMO EECDIS的使使用性能能标准，所所使用的的海图信信息应是是由官方方海道测测量部门门提供的的符合IIHO S-557标准准的最新新信息，ECDIS中电电子海图图的具
26、体体内容、显显示方式式以及颜颜色和符符号的使使用等要要符合IIHOSS-522规范，EECDIS的硬硬件要通通过IEEC的性性能测试试。1.3 电子海海图显示示与信息息系统研研究现状状航海业的的发展是是海图产产生的前前提，地地球表面面7l%以上是是水面，江江、海、湖湖、泊与与人类生生存紧密密相关，从石器器时代就就有关于于船只的的记载，也也就有了了航运业业的发展。我我国在唐唐宋时期期，航海海业已经经繁荣发发展，同时，地地图学也也有很大大发展，并并出现了了一些著著名的地地理知识识作品。从从现存最最早的古古海图海海道指南图图到明明代郑郑和航海海图以以至建国国以来880年代代出版的的第三代代航海图图，
27、在四四、五百百年的时时间内，随随着航运运业和其其他相关关行业的的发展和和需求，海海图发展展从无到到有，从从简单图形形标注发发展为建建立在数数学投影影基础上上，准确确标位和和一系列列图符、制制图、颜颜色标准准的多功功能海图图。计算机及及控制理理论的发发展和应应用，为为社会各各个领域域提供了了巨大的的推动力力，航海海业也是是如此，电电子海图图也就是是在这样样的历史史背景下下产生的的。自770年代代末国外外制造业业在小型型船舶上上采用航航海图象象显示装装置以来来，航海海界一致致认为电电子海图图具有许许多纸质质海图不不可比拟拟的优点点。它既既能动态态实时显显示海图图信息，并在此此基础上上放大和和开窗显
28、显示、根根据需要要有选择择地分层层显示、进进行航迹迹标绘，还能够进行图上信息查询、雷达目标叠加等。这就为船舶的安全航行和导航作业自动化作出了重大的贡献，为此，世界各国都在加紧研制电子海图，并形成由多国专家组成的电子海图委员会，负责电子海图系统的标准化和国际化工作，电子海图兴起并迅速发展起来。在电子海海图发展展过程中中，开发最最早的是是日本，它主要应用于游艇、巡逻船和渔船等。继此之后，加拿大和美国的一些公司也开始研制电子海图，并逐步把各种导航定位信息、雷达及避碰信息结合到电子海图中，形成具有综合导航和雷达避碰能力的电子海图信息和显示系统。我国电子海图及应用系统的研制起步相对晚些，自80年代中期以
29、来，许多导航业、测绘业及图形处理业的研究机构纷纷研制电子海图系统。由于各方的科研基础水平和专业方向不同，各家研制的电子海图系统在功能上各有侧重并各有所长。1994年，根据海军装备发展的需要，我国正式立项电子海图，集各家所长，由数家科研单位合作共同研制电子海图，并称其为电子海图应用系统。该电子海图应用系统利用抗恶劣环境的加固微机，外配专用图形加速卡、网卡和雷达视频转换卡等，分别进行电子海图的多功能显示、组合导航信息处理、向作战指挥系统进行网络传输和视频雷达的光栅叠加等，从而具有满足海军舰艇装备和作战指挥的需求。目前，世世界上比比较成熟熟的电子子海图应应用系统统的产品品有：加加拿大OOffssho
30、rre公司司的ECCPINNS(EElecctroonic ChaartPreccisee Innteggratted Navvigaatioon SSysttem)，该产产品有VVME工工作站和和微机两两大系列列，已广广泛应用用于加美美海军及及海岸警警卫队；美国AATLAAS公司司的NAACOSS(Naaviggatiion Andd CoommaandSSysttem)ECDDIS系系列产品品；挪威威SIMMARAAD公司司的ECCDISS RDDN50系列产产品；澳澳大利亚亚HSAAPL公公司的CCS20000系系列电子子海图显显示和信信息系统统以及我我国研制制的电子子海图应应用系统统。
31、以上五五类产品的的软硬件件平台、完完成功能能、实现方方法及对对外接口口不尽相相同，具具体内容容参见表表1。表1 国内外外电子海海图1.4 论文研研究内容容和章节节安排本论文首首先介绍绍了IHO数字字海道测测量数据据传输标标准和EECDIIS海图图内容与与显示规规范两个个标准，研究了了电子海海图显示示系统设设计实现现的关键键技术；其次，介介绍了系系统电子子海图航航海图的的总体设设计；最最后，在在Winndowws XXP平台台下,基基于Euuronnav OEMM Kiit实现现了电子子海图显显示系统统,并对实实验结果果进行了了展示和和总结。具体内容分为六章:第一章 介绍绍本课题题的选题题背景、
32、意意义及研研究现状状，简要要介绍了了课题所所涉及的的相关概概念，包包括电子子海图显显示与信信息系统统相关概概念以及及电子海海图标准准化所涉涉及的相相关国际际标准等等。第二章介介绍电子子海图显显示与信信息系统统涉及的相相关国际际标准和和开发需需要的关关键技术术。国际际标准包包括IHHO SS-577数字化化海道测测量数据据传输标标准和IIHO S-522海图内内容与显显示规范范,电子子海图显显示系统统开发所所需要的的关键技技术则包包括wiindoows程程序设计计中的VVC+技术和和组件技技术等。第三章 介绍绍了系统统电子航海海图的设设计。系系统电子子航海图图是系统统开发者者根据自自己的目目的对
33、原原始海图图数据进进行加工工整理形形成的数数据库，是是在电子子海图显显示与信信息系统统内部转转化完成成并直接接读取显显示的数数据库，目目的是完完成海图图的准确确快速显显示。第四章 详细细介绍了了作为电电子海图图显示与与信息系系统子系系统的电电子海图图显示系系统的功功能及实实现。系系统采用用先进的的面向对对象程序序设计技技术，实实现了电电子海图图的自适适应显示示、数据据改正和和测距等等功能。第五章 介绍绍了本课课题开发发的电子子海图显显示系统统的实验验结果。展展示了系系统所实实现的自自适应显显示功能能、测距距功能和和数据改改正功能能等。其其中，自自适应显显示功能能包括海海图的缩缩放显示示、异域域
34、显示、根根据天气气坏境变变化显示示等。第六章对对本课题题的主要要研究内内容进行行了总结结并对电电子海图图显示与与信息系系统的应应用前景景进行了了展望。2.系统统开发相相关标准准和关键键技术电子海图图显示与与信息系系统(EECDIIS)是一一个实时时的航行行系统，它它汇集了了各种导导航传感感器以及及自动雷雷达标绘绘仪(AARPAA)和船船舶自动动识别系系统(AAIS)的信息息，并由由航海人人员来显显示和解解译这些些信息。ECDIS可以汇集所有与航行安全相关的导航传感器的信息，还可以使航海者从繁重工作中解脱出来，以实时和可控的方式来做出正确的决策。既提高了航运效率，又能达到保障航运安全的目的。但是
35、，随着ECDIS的逐步推广和普遍应用，如果没有相应的规范标准的约束，势必造成ECDIS产业的混乱，最终将成为制约其前进的主要障碍。许多国际际组织一一直致力力于ECCDISS规范标标准的制制订工作作，并且且已经通通过了许许多相关关的国际际标准和和规范。其其中，国国际海道道测量组组织(IIHO)制定了了与数字字数据格格式相关关的数字字海道测测量数据据传输标标准(IIHO S-557)以以及ECCDISS内容和和显示规规范(IIHOSS-522)。IHOO S-57和和IHOOS-552在19995年11月被被批准为为IMOO有关ECCDISS的国际际通用性性能标准准。此外，由由于本文文后续章章节所
36、涉涉及的系系统是在在Winndowws XXP平台台下，基于于Eurronaav OOEM Kitt并采用面面向对象象的系统统设计方方法，使使用Viisuaal CC+66.0开开发而成成的。所所以在本本章中，针针对系统统开发的的需要，我我们主要要介绍与与之相关关的组件件技术和和VC+技术术等。2.1 IHOO数字海海道测量量数据传传输标准准(S-57)2.1.1 IIHO数数字海道道测量数数据传输输标准(S-557)概概述为了使电电子海图图及其应应用系统统走上国国际统一一的轨道道，国际际海道测测量组织织(IHHO)成成立了电电子海图图显示与与信息系系统工作作委员会会，就电电子海图图及其应应用
37、系统统所涉及及的各个个方面开开展标准准化和规规范化的的研究。国国际海道道测量组组织电子子数据委委员会于于19992年44月第九九届国际际海道测测量大会会上通过过了SS-577篇IHHO数字字海道测测量数据据传输标标准为为IHOO正式标标准的决决议。S-557篇IIHO数数字海道道测量数数据传输输标准旨旨在对各各国海道道部门之之间用于于交换数数字化海海道数据据以及将将这些数数据传递递给生产产厂家、航航海者和和其它数数据用户户的标准准加以说说明。例例如，该该标准可可用作EECDIIS的数数据源，并并且，在在交换传传递过程程中，数数据的含含义不能能有任何何的改变变。2.1.2 SS-577理论数数据
38、模型型和数据据结构S-577标准专专门用于于描述真真实世界界数据的的传输。由由于真实实世界复复杂得难难以完全全描述，因因而必须须使用简简单的高高度专业业化的真真实世界界观察方方法，这这种方法法用模拟拟真实世世界来实实现。该该模型将将真实世世界实体体定义为为特征物物标(FFeatturee Obbjecct)和和空间物物标(SSpattiall Obbjecct)的的组合，在在模型中中这些属属性集定定义为特特征物标标和空间间物标。物物标被定定义为可可标识的的信息组组。物标标可以具具有属性性并且可可能与其其它物标标相关。特特征物标标描述了了实体的的种类、性性质、特特征等属属性信息息，而空空间物标标
39、则描述述了实体体的空间间位置特特性。特征物标标含有描描述属性性但是没没有任何何几何属属性(如如关于真真实世界界实体形形状和位位置的信信息)。空空间物标标可能有有描述属属性但必必须有几几何属性性。特征征物标由由它与一一个或多多个空间间物标的的关系定定位，可可以不参参照空间间物标存存在，但但每个空空间物标标必须参参照一个个特征物物标。特特征物标标由一个个或多个个空间物物标来定定位，特特征物标标也可以以不包含含与之对对应的空空间物标标，但每每个空间间物标必必须有一一个特征征物标与与之参照照。特征征物标之之间也有有相互参参照关系系，以指指示它们们之间的的相互联联系。为了转换换真实世世界的信信息，其其采
40、用分分层逼近近的方式式，产生生的模型型被转换换成被命命名的结结构(即即记录和和字段)。首先先，真实实世界由由于建立立了现实实模型从从而使其其易于理理解，获获得的模模型被转转换成已已命名的的组成部部分(如如记录和和字段)，实现现这种转转换的部部分是指指对组成成部分及及其内容容的各种种规则和和约束的的定义，转转换的结结果便产产生了数数据结构构。图22.1为为模型到到数据结结构的转转换。图2.11 模模型到数数据结构构的转换换关系数据结构构本身不不能直接接从一个个计算机机系统转转换到另另一个系系统，为为了实现现这种转转换，结结构必须须封装于于一种物物体转换换标准中中。S-57采采用ISSO/IIEC
41、882111作为它它的封装装标准。通通常，参参与交换换的物标标不止一一个，因因而，由由于一个个物标构构成一个个记录，一一个交换换集由多多个记录录构成，为为了方便便，将记记录组成成文件，最最后交换换的信息息集被称称作交换换集。记记录组成成文件和和文件组组成交换换集的方方式由产产品规则则制定，一一般遵守守以下四四个规则则:（1）一一个交换换集由一一个或多多个文件件构成；（2）一一个文件件由一个个或多个个记录构构成；（3）一一个记录录由一个个或多个个字段组组成；（4）一一个字段段由一个个或多个个子字段段组成。2.2 ECDDIS海海图内容容与显示示规范(S-552)2.2.1 EECDIIS海图图内
42、容与与显示规规范(SS-522)概述述本规范的的最初草草案于119877年5月月在摩纳纳哥召开开的第113届国国际海道道测量会会议上提提出，后后提交给给IHOO各成员员国的海海道测量量学家们们。此草草案也分分发给了了各国航航运管理理部门、航航海人员员协会和和制造商商以广泛泛征求意意见，自自此以后后，EECDIIS海图图内容与与显示规规范(S-552篇)及其相相关附录录已被修修改了多多次，本本课题介介绍的是是S-552的第第5版。发表在专专用出版版物(SS-522)上的的ECCDISS海图内内容与显显示规范范及其其附录是是IHOO制定的的规范，为为了确保保海道测测量局成成员国所所提供的的海道测测
43、量数据据在使用用时能提提高航行行的安全全性和有有效性，数数据应满满足IMMO的EECDIIS性能能标准中中所提出出的要求求。包含含在ENNC中的的数据质质量指示示符可作作重要海海图要素素精度的的定量评评估，与与卫星导导航位置置精度的的评估共共同使用用时，可可确定距距危险物物的安全全距离。按按照顺序序，航海海人员可可以知道道它使用用的信息息的质量量。ECDIIS系统统的生产产者都可可以设计计自己的的存储格格式或数数据结构构，而使使其系统统满足本本规范所所述的性性能要求求，由此此产生的的数据库库称为系系统ENNC(SSENCC)。任任何ECCDISS应能接接收和转转换官方方HO数数据(EENC)作
44、为各各自的EECDIIS的内内容存储储结构(系统EENC或或SENNC)。这这样的数数据包括括两部分分，即EENC数数据和以以数字格格式传送送的ENNC改正正数据。该该转换过过程应在在ECDDIS内内完成，但但并不意意味着HHO提供供的数据据要做实实时处理理。它只只允许在在接收HHO数据据时做一一次转换换，由HHO提供供的ENNC的正正式拷贝贝应保存存在船上上。由此此拷贝EECDIIS生成成系统EENC,系统EENC是是实际操操作ECCDISS所使用用的数据据库。通通过同样样的转换换方法，可可将官方方的改正正加到系系统ENNC上。若有区域域在ECCDISS的显示示覆盖范范围内，但但该区域域无H
45、OO ENNC(包包括某些些适于通通航的水水域)，则则应给航航海人员员发出一一个指示示，告知知该区域域需要参参考纸质质海图。对对此情况况，下列列限制也也适用：（1）应应保持HHO提供供数据的的精度，即即用度和和小数度度给出的的HO数数据，当当转换为为制造厂厂商专用用格式和和结构并并用于计计算时，也也应保持持同样的的精度；（2）用用数据的的组织和和容量来来优化EENC数数据是海海道测量量局的职职责。制制造商可可使用点点压缩或或平滑操操作来压压缩SEENC中中的海图图信息，用用此方法法产生的的以ENNC比例例尺显示示的海图图影像应应与ENNC影像像的显示示清晰度度相同；（3）HHO数据据是用单单元
46、结构构提供的的。若此此单元结结构被修修改，则则ECDDIS制制造商有有责任保保持单元元相关特特性；（4）若若航海人人员没有有设定安安全等深深线，则则采用330米的的默认值值，若设设定的安安全等深深线在SSENCC中不存存在，则则安全等等深线应应被默认认为是下下面较深深的等深深线。若若由于源源数据的的改变而而使所用用的安全全等深线线不适用用时，则则安全等等深线应应默认为为其下较较深的等等深线。ENC数数据应以以单元来来组织，无无论是对对ECDDIS的的数据操操作还是是对海图图的修改改均如此此。在国国际ENNC中，为为与TNNT海图图相对应应，交流流语言应应是英语语。若要要求用其其他语言言或字母母
47、，则是是一种附附加的选选择，非非英语信信息的显显示不应应降低海海图显示示的能力力。海图信息息显示分分为三部部分:标标准显示示、显示示基础、显显示概要要。在显显示时为为建立数数据的优优先次序序，需要要分层。信信息的不不同类别别之间的的优先次次序和通通用规则则给出如如下: ECDIIS可视视的警报报/指示示(例如如警告、超超比例尺尺显示)； HO数据据:点、线线、面的的官方改改正； 人工输入入的航海海通告和和无线电电导航的的警告； HO警告告(ENNC警告告)； HO颜色色填充区区域的数数据； 根据需要要显示的的HO数数据； 雷达信息息； 航海人员员的数据据:点/线和面面； 制造厂商商的数据据:点/线和面面； 航海人员员颜色填填充区域域的数据据。此外，其其制图框框架分为为水平基基准面、垂垂直基准准面、导导航用图图及比例例尺和EECDIIS的单单位显示示。其中中，为了了使不同同来源的的位置信信息汇合合到一个个数据库库(地区区性的)，只能能采用一一个水平平基准面面。根据据IHOO技术决决议B.11，这这个基准准面应为为WGSS-844，这也也是使用用全球定定位系统统(GPPS)时时适用的的基准面面。各国国HO应应使用官官方的IIHO指指导文件件或等效效文件将将当地基基准面转转换到WWGS-84。而而从不同同的海图图进行数数字化或或从其