《海岛(礁)典型要素判绘信息字典》编制探讨与研究

曾 鸣，沈鸿春

(73603部队，江苏 南京210049)

一、引 言

自建国以来，我国从未对海岛礁(特别是远海无人岛礁)进行过精确测量，相关测绘成果非常欠缺。当前，我国的东海、南海的海洋主权受到诸多国家的干涉，海洋权益争端日益突出，维护我国的海洋权益刻不容缓。为此，国务院于2008年批准启动了“927工程”，由国家测绘局、总参测绘导航局、国家海洋局、海军航保部联合组织实施。

在执行海岛(礁)大比例尺地形图测量任务的过程中，对高分辨影像判读分析的正确率决定了作业成果的质量好坏和任务的进展快慢，进而也决定了海岛(礁)的战略意义和实用价值。但目前我国针对海岛(礁)典型要素的研究，处于一个初步阶段，缺乏翔实、丰富的典型地物参考资料、系统的归纳整理和统一的数据信息标准。

地理信息基础数据字典是以数据库中地理信息数据基本单元为单位，按照一定顺序排列，对其内容作详细说明的数据集。而判绘信息字典则是在地理信息数据字典的基础上进行内容拓展，提供多元化的判读信息，主要包括数据元素的含义、类型、格式、单位、精度、判读特征以及其他相关影像资料。

判绘信息字典的建立不仅能够为开发人员完善数据定义提供丰富的数据资料，而且能够为地物信息采集提供可靠的参考依据。为此，根据现阶段任务需求，笔者就编制《海岛(礁)典型要素判绘信息字典》(以下简称《判绘信息字典》)进行了探讨。

二、《判绘信息字典》的编制原则

1．三结合原则

编制《判绘信息字典》要坚持科研、生产和使用者相互结合的原则。标准编制既要考虑标准的先进性，还要考虑数据生产和应用的适用性。在制定时就充分考虑数据应用单位和数据生产单位的不同需求，有针对性地增加了地物实景、正射影像、立体像对、特征描述、图面表示等信息，既便于测绘人员生产作业使用，又便于非专业人员的解读。

2．协调一致原则

编制《判绘信息字典》应统筹兼顾军用数字地形图中地形目标与国家基础地理信息数据中地形目标的表示协调一致的原则。

3．速查原则

编制《判绘信息字典》应以现有地物分级分类方式标准为起点，结合海岛(礁)典型要素的具体情况，将所收集到海岛(礁)典型要素相关资料进行系统地整理分析，并归纳出一种更为合理的分级分类方式，便于用户的实际操作。

4．可拓展原则

编制《判绘信息字典》应为其他数据标准提供可扩充的内容。在编制时需充分考虑标准的定位，以及在具体内容上与军用测绘地理信息要素、国家测绘地理信息要素数据相协调，当其他标准内容发生变更时，可实现数据内容的同步更新。

三、《判绘信息字典》的结构和内容

1．《判绘信息字典》的要素分类方式

目前常用的海岛(礁)典型要素分类方式有：名称特点、地物要素属性、地物所属地域范围、地物组合整体性质、地物用途等(如图1所示)。

通过对比发现，按地物要素属性分类的方式，是各类地形图图式通用的地物分类方法，内容更为详细，层次更为清晰。但把地物要素属性分类的方式直接作为海岛(礁)典型要素的分类方法，同样会产生问题。

当前用于分类的地物要素属性主要包括居民地、工农业和社会文化设施、交通运输设施、水系及其附属建筑、植被、地貌与土质等。而对于大型工厂、完整的岛礁等一些整体结构性强的地物无法进行归类。此外，对于一些特殊地物，如水上房屋、远海养殖船等也无法进行归类。

针对上述问题，笔者结合海岛(礁)典型要素的具体情况，将所收集到海岛(礁)典型要素相关资料进行系统地整理分析，并归纳出一种全新的分级分类方式。

(1)分类原则

海岛(礁)典型要素分布于海岛、海礁和海域之中，并在不同的区域范围内有各自的特点。其中，海岛是指四面环海(水)并在高潮时露出水面的自然形成的陆地区域。有人岛和有陆生植被的岛屿无论面积大小均为海岛，无植被但面积大于500 m2的岛屿也为海岛。海礁是指孤立水中隐现于水面的岩石岛屿，定义无植被且面积小于500m2的岛屿为礁。海域是海面上指除海岛、海礁外的区域。

海岛(礁)典型要素根据所属区域划分，主要包括海岛范围内的地物要素(海岛典型要素)、海礁范围内的地物要素(海礁典型要素)和海域范围内的地物要素(海域典型要素)。

海岛典型要素主要包括海岛干出线以上(含)范围内的海岛地物;海礁典型要素主要包括海礁干出线以上(含)范围内的海礁地物;海域典型要素主要包括海面上除海岛、海礁干出线闭合范围外的海上地物。

在不同区域范围内，海岛(礁)典型要素所属要素范畴比较固定。所以在区域范围划分的基础上，能够根据地物要素类进行区分。

(2)分类方法

一级类是按所在区域范围进行划分，共分为3类：海岛典型要素、海礁典型要素、海域典型要素。

图1 海岛(礁)典型要素分类方式

二级类是在一级类的基础上，按地物要素进行细化。其中，海岛典型要素主要包括：海岛地貌与土质、海岛特殊居民地、海岛工农业和社会文化设施、海岛水系及其附属建筑、海岛交通运输设施、海岛植被;海礁典型要素主要包括：海礁特征要素、海礁交通运输设施;海域典型要素主要包括：海上交通运输设施、海上工农业设施。

在二级类的基础上，再根据具体地物的实际情况进行要素分类。对于一些尚未有明确地物分类标准的地物统一归纳至所属一级分类下的特殊地物类。

分类方式如图1所示。此分类方式，既能保证所有海岛(礁)典型要素都归总，又能满足用户对信息的快速检索。

2．《判绘信息字典》的结构和内容

(1)《判绘信息字典》的整体结构

其结构分为两个部分：标准正文和规范性附录。按照通用规范要求，标准正文部分规定整个标准的规范内容、适用范围、引用文件、术语和定义以及判绘信息字典结构和内容组成。规范性附录由要素详细字典和索引部分组成，将新定义的海岛(礁)典型要素快速检索目录作为附录A，将按照基础地物信息要素分类检索目录作为附录B。

(2)海岛(礁)典型要素判绘信息的结构和内容

根据海岛(礁)典型要素的结构和内容，采用表格和图文结合的结构方式表达，按地理信息要素分类与代码分层规定组织，在每层前规定本层所有要素总的数据结构形式。

《判绘信息字典》描述的内容包括要素编码、要素名称、要素定义、实例图片(示意图)、地图符号示例、正射影像(示意图)、立体像对(示意图)、属性表、几何表示、采集标准、判读规律和备注。其中，属性表区分属性项名称、属性描述、数据类型、字段长度、示例和约束条件;几何表示区分几何特征、图形代码、表示方法和说明;采集标准包括1∶2000地形图、1∶5000地形图的采集标准;备注区分相关要素、拓扑关系和要素说明。单个要素的属性结构表如图2所示。

图2 单个要素的属性结构表

(3)海岛(礁)典型要素判绘相关信息收集标准

对海岛(礁)典型要素各判绘种信息的内容归总，重点是要明确需要什么样的资料。目前在实际作业生产中，主要通过立体像对、正射影像进行判读。所以在资料收集标准上，需要有丰富的内容汇总，并在此基础上进行扩展。给判读者提供一个立体像对、正射影像、地物实景、特征描述、图上表示方法等信息一一对应的关系，使其实现从地物特征感性认识到判读规律理性分析的全过程。

①地物实景拍摄

a．地物实景拍摄内容主要包括海岛(礁)典型要素中的地貌地物及反映海岛(礁)特征的民风、民俗。

b．数码相机基本设置应满足以下几点要求。时间：拍摄前应将设备设置为北京时间，误差小于1min，不应将时间设置在图片或视频上。

图片数据格式：在采用JPG格式时，应选择“极精致/超精细”设置。

分辨率设置：应选择数码相机最高分辨率(不宜低于200万像素)。

c．拍摄模式

大场面景观拍摄：应选用风景模式/或选光圈优先模式，设定小光圈，至少1张。

近距离地物对象：应选用肖像模式/或选光圈优先模式，设定大光圈，至少1张。

大范围景观区域：应选用拼接模式。

②正射影像

正射影像的获取主要来自ADS40影像的下视影像，同时根据海岛(礁)典型要素的所属范围的面积来决定影像的裁切范围。要求影像的裁切按正方形进行裁切，并满足边长不小于10 cm，分辨率不得低于200像素/英寸。

③立体像对

立体像对的获取主要来自ADS40影像的前视和后视影像，同时根据海岛(礁)典型要素的所属范围的面积来决定立体像对单片的裁切范围。要求左右像对的裁切按正方形进行裁切，并满足边长不小于10 cm，分辨率不得低于200像素/英寸，重叠度不得小于80%。

④判读规律

海岛(礁)典型要素判读规律总结主要通过地物影像的形状特征、大小特征、色调(色彩)特征、阴影特征、纹理图案特征、位置布局特征和活动特征等方面进行分析。并根据实际情况，对于明显的特征结合实景拍摄照片进行描述。

三、《判绘信息字典》的特点

1．结构新颖、内容规范

《判绘信息字典》充分借鉴了国家基本比例尺地图图式、军用地形图图式的结构，考虑了科研、生产和使用三者的方便，设计了新颖、实用的《判绘信息字典》模板结构。采用规范的格式描述海岛(礁)典型要素的要素编码、要素名称、要素定义、实例图片、地图符号示例、正射影像、立体像对、采集标准、判读规律等内容，形成统一的标准。

2．归纳海岛(礁)典型要素分级分类方式

《判绘信息字典》结合海岛(礁)典型要素的具体情况，将所收集到的海岛(礁)典型要素相关资料进行系统的整理分析，归纳出一种以区域范围、要素性质、实际状况为基础的三级分类方式，实现对每一种海岛(礁)典型要素的快速索引。

3．规范海岛(礁)典型要素的各种信息

《判绘信息字典》对海岛(礁)典型要素的地物实景、符号示例、立体像对、正射影像等信息进行汇总，并建立一一对应的关系。规范了各种信息的采集标准，提高了信息管理效率，确保典型要素各种信息收集的完备性，实现了对典型要素信息的统一管理。

4．突出海岛(礁)典型要素特点，总结判读规律

《判绘信息字典》针对海岛(礁)典型要素的形状、大小、色调(色彩)、阴影、纹理图案、活动和位置布局等特征，进行全方位的判读规律总结，增加对地物要素判读特点的理性分析，确保判读规律的准确性，有效地促进了海岛(礁)典型要素判读的规范性、合理性、准确性。

5．突出了信息化服务的特点

《判绘信息字典》实现了要素专业知识的图形化和表格化，便于信息化管理和服务。《判绘信息字典》将图式、规范与判读相关信息融为一体，建立了要素整体概念，便于测绘专业人员和非专业人员获取要素的系统知识。

6．要素齐全，适用范围广

《判绘信息字典》使用了现阶段最新的要素编码、数据格式、图式规范等标准，适用于测绘专业人员和非专业人员。对于提高海岛(礁)环境的认知水平，丰富海岛(礁)环境信息获取的手段和方法，做好相关保障提供辅助依据。

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[2]武军．中国地形要素景观博览[M]．北京：星球地图出版社，2000：113-131．

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．GB/T 20527．1—2007国家基本比例尺地图图式第 1 部分：1∶500 1∶1000 1∶2000 地形图图式[S]．北京：中图标准出版社，2008：99-109．

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．GB/T 20527．1—2007国家基本比例尺地图图式第2部分：1∶5000 1∶10 000地形图图式[S]．北京：中图标准出版社，2006：85-95．