长江电子航道图水深点与等深线匹配检查工具的设计与实现*

李 莉 吕 霖(长江航道测量中心,湖北 武汉 430010)

长江电子航道图水深点与等深线匹配检查工具的设计与实现*

李 莉 吕 霖
(长江航道测量中心,湖北 武汉 430010)

长江电子航道图中,等深线是保证江上船舶航行安全的重要依据。由于长江电子航道图数据生产平台功能限制,同时缺乏《长江电子航道图制作规范》JT/T765-2009应用经验,水深点和等深线匹配关系一直是制约电子航道图数据生产效率以及质量的重要因素。为了保证数据质量,结合长江电子航道图数据预处理平台和源数据生产平台的优势,基于不同程序语言研发一套点线匹配关系自动检查工具。通过智能化的处理方式,实现跨平台检查和错误回溯,在确保数据质量的同时,提高点线匹配关系的检查效率,从而提高数据生产效率。

长江电子航道图;点线关系匹配;质量检查;自动化

作为长江电子航道图的数据基础,源数据的生产直接影响了电子航道图的生产质量与效率。然而,由于《长江电子航道图制作规范》JT/T765-2009是首次应用于内河电子航道图制作,相应质检工具还有待完善,因此,基于该规范进行电子航道图质检工具的研发,为后期工作提供更好的支撑,具有十分重要的现实意义。

在电子航道图中,等深线是保证舰船航行安全重要依据,在正确反映河底地貌的同时,数据的时效性也是影响电子航道图质量的重要因素之一。传统上,等深线的生产是先由计算机程序根据测绘数据进行自动勾绘,再经过人工核对和修改而生成。因此整个生产过程对人员的依赖性较强,同时由于人员误操作而导致的错误也很难被检测出来,严重地影响了生产效率和产品质量。本质检工具利用ArcObject软件开发包在Arc Map平台上通过程序的方式,将相关匹配关系进行约束固化,检查电子航道图源数据中水深点和等深线匹配关系,同时将错误导出为通用格式,且实现跨平台的错误回溯功能,检查正确率达到了100%,实现了检查过程全自动化。

1 设计与思路

1.1 总体思路

梳理源数据中水深点以及等深线的编辑流程,确定导致点线匹配关系错误出现的关键环节,根据《长江电子航道图制作规范》JT/T765-2009以及《长江电子航道图等值线及水陆分界线勾绘规则》固化点线匹配关系检查规则,开发点线匹配检查工具,同时导出错误检查报告,便于错误回溯及及时修改。

1.2 技术方案

等深线的生产编辑流程是首先将原始测量的水深数据导入至清华山维平台中,通过计算机程序设定算法自动生成等深线要素,人工进行修线和检查后,再将等深线要素导入到Arc Map生产平台,转换为源数据中的等深线物标。因此,等深线物标的生产编辑涉及到两个生产平台,以最大检查的正确率以及最简单快速的修改操作为原则,对比Arc Map平台和清华山维平台的优缺点(见表1),将本质检工具分为两个部分:基于Arc-Map平台的点线匹配关系检查以及基于清华山维平台的错误回溯。

表1 清华山维平台和Arc Map平台对比

利用Arc Map平台中物标间空间关系明确且易于得到的优点,基于该平台判断点线匹配关系,并导出通用格式的检查结果文件。将文件导入到清华山维平台中,将错误显示在操作界面上,并提供错误信息,提示操作人员修改。

(1)基于Arc Map平台的点线匹配关系质检。在Arc Map生产编辑平台中,如果计算每个水深点与其对应的等深线的关系,需要遍历该点到整个图幅中每条等深线的垂直距离,找到与其相邻的等深线,再判断水深点的深度值与相邻等深线的深度值是否相符,这样做不仅计算量大,效率低下,而且判断极易出现错误。而点面关系是非常直观、易于判断且准确率高的。因此,在Arc Map平台中判断水深点与等深线是否匹配就转化为判断水深点的深度值与其所在深度区的深度范围是否相符这样一个简单的数学问题。主要流程如下图1:

图1 基于Arc Map检查点线匹配关系主体流程

(2)错误回溯。清华山维预处理平台中提供了脚本语言以支持数据处理功能扩展。脚本语言遵循VBScri t和JScri t语言标准,支持用户二次开发,使用者可根据集成命令、语言规则、函数等方便快捷实现诸如数据整理、数据转换、数据检查等应用。错误文件格式为TXT,主要包含以下内容:X,Y,错误描述(X、Y分别是错误水深点的坐标)。

在清华山维平台中用VBSrcipt语言直接读取错误文件,并调用平台自带模块将错误显示在操作界面中,操作人员可根据错误提示一一修改水深点与等深线的匹配关系。

2 软件编码与实现

2.1 基于Arc Map平台的点线匹配关系质检

AO是ESRI公司ArcGIS家族中应用程序Arc Map,ArcCatalog的开发平台。它是基于COM技术所构建的一系列COM组件集。通过AO可完成很多GIS功能,包括:空间数据的查询检索、编辑和分析;空间数据管理和维护等。

本工具正是使用AO开发,调用空间数据查询等函数实现的。涉及到的主要函数或接口如表2所示:

表2 AO开发涉及的主要函数或接口

程序流程如图2所示:

图2 基于Arc Map平台的点线匹配质检程序流程

部分源代码如下:

(1)遍历检查区域内所有的深度区,确定其深度范围

(2)遍历每个深度区包含的水深点,比较水深点的水深值是否在深度区的深度范围内

2.2 错误回溯至预处理平台

利用VBScript语言读取错误文件中的错误信息,并调用清华山维平台自带的数据检查模块,将错误的水深点展示在操作界面之中,主要是通过调用SSProcess对象中相关函数实现的。SSProcess是清华山维平台缺省定义的对象,无需在脚本中专门定义即可直接使用,是与清华山维平台交互的主要入口对象。错误回溯主要调用SSprocess对象的函数如表3所示:

表3 错误回溯功能调用函数功能

源代码如下:

3 使用效果

目前,点线匹配关系检查工具已应用于电子航道图源数据生产工作中。该工具中点线匹配检查规则可灵活定制,而且“一次定制,多次使用”,不但操作方便,而且检查效率高,检查时间从传统的以天计算提高到以小时计算,大大减轻了人工操作的强度,同时检查准确率也达到了100%,大幅度地提高了电子航道图源数据的质量。

图3上侧为点线匹配关系检查工具的操作界面,下侧为用户自定义检查规则界面。操作人员在设置检查区域、错误文件保存路径以及检查规则后,点击“应用”按钮,计算机程序自动开始检查区域内的点线匹配关系,检查结果用标记的形式显示,操作人员从图形上可以很直观地在Arc Map平台中看到错误之处。而且,用于错误提示的标记仅显示在操作界面中,并未真正保存到源数据库中,因此无需调整数据库结构,也不会影响源数据的存储和管理。Arc Map平台采用的是CGCS2000坐标系,清华山维平台采用的是北京54坐标系,因此,要实现跨平台的错误联动,将Arc Map平台中错误水深点的CGCS2000坐标转换为清华山维平台中的北京54坐标。

图3 点线匹配关系检查工具操作界面

由于在Arc Map平台中修改点线匹配关系,操作复杂,耗时耗力,而且修改正确率也会受到人工操作的影响。操作人员将日志文件导入到清华山维平台中,可以达到修改工时少,修改正确率高,返工率低的目的。错误修改界面中以明显的十字叉“╳”代表错误,与Arc Map平台中的错误提示一一对应,操作人员可根据系统的提示逐个修改错误,避免了漏改的情况。

4 结论

点线匹配关系检查工具解决了电子航道图源数据生产中水深点和等深线匹配检查耗费人力,且正确率不高的关键问题,通过数字化、智能化的处理方式,使点线检查规则灵活可定制,并实现了跨平台检查和修改,在确保生产质量的同时,大大提高了点线匹配关系的检查效率。因此,本研究成果具有较好的推广和应用价值,可直接应用到长江干线航道智能化建设中去,具有非常重要的现实意义和显著的经济效益。

U644.38

A

1672-9846(2013)02-0070-05

2013-03-18

李 莉(1981-),女,湖北武汉人,长江航道测量中心电子航道图研发运行中心工程师,主要从事长江电子航道图研发工作。

吕 霖(1989-),女,湖北监利人,长江航道测量中心电子航道图研发运行中心助理工程师,主要从事电子航道图生产制作研究。