清华山维在长江电子航道图局部更新制作中的应用*

陈雅雯 程新平 韩 红(长江宜昌航道局,湖北 宜昌 443002)

清华山维在长江电子航道图局部更新制作中的应用*

陈雅雯 程新平 韩 红
(长江宜昌航道局,湖北 宜昌 443002)

掌握长江电子航道图中的水深和岸上地形等航道数据的更新过程是广大一线技术人员必备的专业技能,其制作流程以及注意事项和优缺点,是我们需要及时总结和思考的,以便为后续长江电子航道图的改进和完善提供更多好建议,为长江电子航道图高质量的数据源提供重要保障。

清华山维成图软件;长江航道信息更新;长江电子航道图

1 概述

长江全线跨度大,各段航道情况复杂且变化频繁,随之而来的是航道测量数据的频繁更新,如果业内数据处理人员不能掌握较熟练的操作技能并保持高效的工作状态,很难保证高质量的数据源,从而为长江航道的管理和维护提供重要保障。

所谓“电子航道图”,通俗地讲就是传统纸质航道图的数字化,以数字化形式直观准确地展现长江及两岸地物要素的数字地图产品。近年来,随着长江水运的飞速发展,传统的纸质航行参考图由于更新周期长,航道、航标信息不能及时有效更新,已不能完全满足船舶航行要求,航道通告、通电、信息联播等传统的航道信息服务方式,也不能满足船舶运输的个性化需求。新研发的长江电子航道图通过数字化形式及时更新,为长江上的行轮提供了准确的助航标志、水深数据、地物地貌等航行信息,以利设计最佳航线并保证其安全航行。

随着长江电子航道图2.0版本的顺利试运行,数据更新在长江航道管理和维护中起着越来越重要的作用,其中航道信息的更新更是用户最关心的问题之一。作为一线技术人员,掌握局部更新的过程、操作流程及原理是立足岗位工作必备的技能,应当总结在工作中遇到的问题及解决问题的好方法,为长江电子航道图后续的完善和发展建言献策。

2 清华山维在长江电子航道图形(区域局)更新制作中的应用

2.1 子航道图建库

清华山维成图软件采用数据库管理方式,利用模板技术对采集的数据进行有序存储和标准一致的规范化管理。模版代表了规则与标准,而向不同的数据格式转换时,其标准、规定、要求必定有所不同。因此在实际工作中,需要定制不同的模版来实现转换目标[1]。以长江宜昌航道局为例,其辖区范围包括大埠街-中水门,庙河-鳊鱼溪两个河段,在常规的电子航道图中,我们有中水门-城陵矶和涪陵-庙河两个编辑平台,可利用主界面工作台面定制下的增加或缺省模版导入来增加和定制相应模版,也可利用新建工程自定义模版。

最新模版常以数据库为模板基础,将空间数据与属性数据巧妙地结合起来,把对模版和地图符号库的制作与数据的转换巧妙地衔接起来,使得较复杂的数据转换问题变为相对简单的符号制作问题,最终实现了数据的转换。

2.2 原始数据预处理

清华山维预处理是对现有的图进行处理,使之符合电子航道图预处理的要求。其中,对于水深提取、绝对高程、相对高程以及彼此之间的相互转换是原始数据预处理最重要的工作。水深提取是在测深仪获取的ssd文件中,保留其中的水深和X、Y值。同时,利用公式:绝对高程=水位-水深,相对高程=航行基准面-绝对高程,即相对高程=航行基准面-水位+水深,进行相应的计算和转换。

2.3 数据编辑

通过对原始数据的格式转化,导入符合清华山维要求格式的初始数据,如cass中的原始数据格式为点号N、Y、X、Z,而清华山维默认的坐标文件格式为X、Y、Z,可通过EXCEL表格进行格式转换。

导入数据后,对所有数据进行标注,此时利用地模处理中的生成三角网进行构网,接着进行三角网的编辑,然后在清华山维中自动生成等高线。通常可以调入上一测次该辖区的电子航道图进行对比,也可通过等高线的走势判断水深点是否正确。明显的陡峭走势和某个点外存在一系列计曲线则可初步认定该点为假水深,此时,打开上一测次图层对比即可判断。

在剔除假水深后,我们需要进行等深线的编绘和岸上地图的套用,形成初步电子航道图。

2.4 数据更新

由于某些河段属于浅水区,因此,为保证航道的畅通,外业调绘人员需要频繁的进行水深测量,内业数据处理需要及时更新水深点,这就对长江电子航道图的生产效率提出了相当苛刻的要求。

在实际航道维护工作中,常年航道的维护经验使得外业调绘人员清楚的知道该河段哪部分是变化频繁的区域,哪部分是相对稳定的区域。为了缩短电子航道图更新成果图的制作时间,提高生产效率,通常采用的是局部更新的方法。

通常在等深线编辑完成之后,需要绘制更新范围线、删除旧的水深点及等深线、接边并形成最新预处理成果、形成水深数据更新edb文件及水深数据更新edb文件、整理水深数据文本文件和提交数据这几个步骤,然后形成初步的电子航道图局部更新成果图(见图1)。

图1 电子航道图局部更新成果图

2.5 数据检查

制图标准和制图模版的不统一,数据质量管理制度及资料制度的不健全,导致清华山维数据预处理的质量不高,因此,需要有相应的检查手段和可执行的计算机辅助检查工具来提高并保证高质量数据源的输出。

清华山维自带的工具中有数据检查项,与此同时,基于电子航道图数据预处理规范的第三方数据检查软件也能更好保障数据的准确性,为长江电子航道图的建设及更新维护提供技术支持[2]。以对宜昌局枝江处最新预处理成果进行数据检查为例(见图2),得到以下检查结果:

图2 第三方数据检查软件对宜昌局枝江处最新预处理成果数据检查结果

2.6 成果输出

清华山维的输入输出中定义了多种输出模式,以供不同需要。包括:输出epsw98数据(COR/NOT)cor Files、输出EXF文本格式交换(1.0,2.0)exf Files、输出EDF(EPS Data Files)、输出EPS CE数据(CEF),模版(COD)、输出坐标文件数据txt files和输出外部数据。

3 清华山维在更新制作过程中的注意事项

3.1 脚本工具的应用

清华山维中所有预处理相关的辅助工具均为脚本形式,文件类型为“.vbs”。在目前的应用中主要用到的有制图脚本辅助工具和质量检查脚本辅助工具两大类。其中制图脚本辅助工具包括主机转地名和属性维护工具;质量检查脚本辅助工具包括必备属性检查、整数值水深点压线检查和等深线悬挂线检查。

脚本的制作可以用TC简单开发软件或者在Visual C++平台下进行简单基本的脚本自定义。从而满足不同需要下的功能运用。以加入闭合线检查项为例,进行脚本的定制(见图3)。

图3 加入“闭合线检查”项的脚本检查定制

3.2 预处理工作要求

主要包括地名、行政区域以及航道管理处的分界线、其他要素三个方面的预处理。其中其他要素(码头、锚地、新增要素等)的变化又主要包括新增、删除、属性改变、位置改变(如浮码头位置移动)、编码/物标改变(如浮码头变为固定码头,编码由4770变为4761)、要素的某一部分发生变化(如一条陡坎的一小段发生了坍塌)六种情况,其中位置改变、编码改变及要素的某一部分发生变化可以等同于删除原有位置的要素后,再增加一个新要素。在提交的长江电子航道图成果文件时,需同时提供地名预处理成果文件、删除要素预处理成果文件、新增要素预处理成果文件、属性改变要素预处理成果文件、最新预处理成果文件,且每个文件的命名都必备包括更新时间,管理处名称及操作内容[3]。无论水深地形更新还是地物更新,均需形成最终预处理成果,以此作为下一次更新时比对的基础。

3.3 数据生产预处理规范

目前,清华山维制图模版将所有航道要素划分为22个图层(见表1)。

4 总结和展望

4.1 遇到的问题

在使用清华山维进行长江电子航道图(区域局)更新的过程中,遇到以下问题:(1)清华山维中有各类要素,一般成图中需要在指定位置进行查询,而不能通过输入快捷命令找到。(2)清华山维在操作过程中,如果误操作后关闭界面,重新打开后显示的为误操作后的界面,由于关闭后再打开,也无法进行撤销命令。(3)在提交的更新成果图中,由于不允许修改套用部分,范围线内外等深线的衔接是采用打开捕捉进行等深线、岸线接边,这就导致,一方面等深线不够圆滑,影响图形美观;另一方面,由于多次局部更新,导致同一值下的等深线出现多处断开,影响了等深线的连贯性和整体美观。(4)在实际外业调绘中,由于仪器工具等的限制,某些地区尤其是岸边浅水区,人或船无法到达,造成部分测量数据的不完整,通常内业数据处理时会进行部分加点处理,在清华山维中,只能进行复制或者移动,对于点的Z值无法自行标出。(5)在清华山维输出图打印的过程中,部分情况无法打印出所需要的格式和版面,也没有消隐等打印设置。(6)在清华山维中,为了方便管理数据和分开数据,常常会新建很多图层,但是在最终成果图里,很多图层会进行合并,但是之前添加的图层仍然存在,不能进行图层的清理。

表1 航道要素的图层分析

4.2 解决方法

围绕上述问题,笔者提出下述解决方法:(1)目前,我们利用要素翻译,可以准确地将各类要素与相应编码对应,成图需要时,可直接在Excel表格中找到。(2)一方面利用脚本编辑定时自动保存功能,另一方面,基于Visual C++平台自定义脚本,使得文件能像CAD一样,有一个类似.bak的备份文件,从而通过更改后缀名,恢复找出上一步操作图形的命令得以实现。(3)对于上一次套用部分利用修建部分,将套用部分的断开处衔接起来,其他地方均不得衔接。(4)利用二维插值原理,编辑新的操作脚本和平台实现自动插值。(5)更改打印设置选项,提供更多可供操作选项,同时改进页面设置,新增消隐功能。(6)利用CAD平台的二次开发,将CAD中图层清理原理应用于清华山维脚本中,从而实现图层的清理。

4.3 展望

清华山维软件功能强大:首先,它对于等值线的编辑操作更加简洁方便;其次,它的特征属性项将数据的自身特性与应用所需结合起来,看起来更直观,使用范围也更广泛。最后,EPS平台模板控制技术、EPS平台数据库、数字地模与工程应用(土方计算等)这些方面的技术,不仅能让我们掌握软件的基本原理,更能让我们在此平台上进行不断完善和开发。保证数据预处理的高质量,提高长江电子航道图的生产效率,为长江电子航道图的建设及更新维护提供更好的技术支撑和保障服务。

[1]李邵喜,李超,郝江凌,胡景峰,赵德鹏.长江电子航道图制作的关键技术[J].大连海事大学学报,2010,(2): 33-34.

[2]李莉,吕霖.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[J].武汉交通职业学院学报,2013, (2):70-74.

[3]中交天津航道局有限公司,中交天津港航勘察设计研究院有限公司.水运工程测量规范(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

陈雅雯(1989-),女,湖北宜昌人,长江宜昌航道局助理工程师,主要从事长江电子航道图预处理及航道测绘研究。

程新平(1972-),男,湖北宜昌人,长江宜昌航道局测量工程师,主要从事长江电子航道图预处理及航道测绘研究。

韩 红(1966-),男,湖北宜昌人,长江宜昌航道局测量工程师,主要从事航道测量研究。