电子海图自动改正技术的研究

1引言 

作为航海的重要工具之一,航海前航线的拟定、航行计划的制定等,都离不开海图。它是舰船航行的客观依据,直接关系着航行的安全,因此要求他们能反映最新情况。但客观情况总是在不断地变化着,如航道的变迁、助航物的更动和增减、碍航物的发现和清除等,这就需要不断地对资料进行补充和更新。进行海图补充和更新的方式有三种:出新图,新版图、小改正。出新图及新版图均为海图数据文件的更换操作,本文主要研究海图数据小改正。

2海图改正现状 

海图改正的主要依据是《航海通告》,每周一发行纸质版的同时,互联网上发布电子版通告。根据航海通告进行海图的改正主要有如下两种方式:(1)可根据纸质或电子版航海通告,利用系统提供的绘图工具进行手动改正;(2)将电子航海通告磁盘或光盘装入系统进行自动改正。目前国内使用电子海图开发的系统中,仅有极少系统提供了通过人机交互方式进行手动海图改正功能。国外使用电子海图开发的系统中,部分厂商提供了基于C/S模式的海图改正系统,为用户提供了便捷的电子海图自动改正服务。该模式采用的方式为在服务器端通过人机交互方式进行电子海图的改正,并生成改正文件更新包,将该更新包下发到客户端进行使用。该模式从根本上讲,仍为手工方式改正。 

3海图自动改正重要性 

航海通告发行频率高,基本每周都会有发行,且每次均包含数十甚至上百条改正内容。手动改正方式下,操作人员须挨个将航海通告中改正要素绘制到电子海图系统中。不仅造成人力资源的严重浪费,若由于操作人员的失误导致改正出现差错,则会直接影响航线的制定并最终导致任务的失败。海图自动改正方式,由电子海图系统自动对收到的航海通告文件的内容进行识别,并将其保存到本地的改正文件中,大大的提升了改正的效率,并且避免了由于人为失误造成的影响。经对比,发现自动改正有着很大的优势,因此,本文对海图自动改正技术进行了研究。

 4海图自动改正的实现 

海图改正根据航海通告来进行,目前我国发行的电子版和纸质版的航海通告格式均固定,利于采用相关技术可对其进行自然语言的分析与处理。每个航海通告的内容编排分为以下四个单元:(1)说明、航海信息、图书信息;(2)索引、海图改正、临时通告;(3)航行警告;(4)航海书表改正。由于第1部分为说明部分,第3部分为警告,无需修改海图,第4部分为航海图标的改正内容,因此本文仅对航海通告中第2部分海图改正内容进行了研究。在本部分中,主要对以下内容进行了说明:(1)修改类型:包括:加绘、删除、移位、变更。(2)涉及海图:说明了该条海图改正信息涉及到的图号。为了保证原海图数据的完整性,因此改正数据和原始数据要分开存放。在定期获取航海通告后将其转换成电子海图系统内部格式改正文件,供电子海图软件后续加载使用即可。电子海图软件的在接收到航海通告后,首先将其进行读取并解析,获取当前任务相关改正内容,根据其修改类型,将其保存到改正文件中。航海通告信息处理逻辑如图1所示。电子海图软件运行过程中,根据当前显示区域进行海图数据加载时,查找该图元数据中所示海图图号是否存在对应改正文件,存在则同时加载改正文件。 

5船舶系统海图自动改正

 电子海图系统目前广泛的应用于船舶导航系统和辅助决策系统中。同样,海图改正作为确保航海数据正确性的技术手段,也必然将广泛应用于船舶系统中。船舶系统运行电子海图系统过程中,将通过光盘或卫星信号接收系统获取到电子版航海通告通过自然语言的分析与处理技术进行识别后,将获取的改正信息保存成对应海图图号的改正文件后,即可供本次运行及系统重启后加载海图数据的同时加载改正文件使用。在进行海图自动改正过程中,为了提高海图自动改正的效率并为了避免人工查找改正文件的繁琐,电子海图软件对海图改正文件可采用自动加载的方式。在电子海图软件收到改正文件后,根据当前已有海图改正文件建立索引。在电子海图软件启动后,加载该索引文件,为后续调用做准备。在进行海图数据加载时,根据当前海图号信息,查找索引中是否存在该文件对应的海图文件,有则加载该改正文件,否则继续海图的显示控制操作。

 6结束语 

海图是海上信息最直接的反映者,快速将获得的改正信息改正到海图上,对电子海图系统有着重要意义。本文在现有船舶电子海图系统的基础上,提出了电子海图自动改正机制,保证了船舶系统海图数据的时效性和正确性,确保船舶在正确数据的指引下,成功绕开路线中的各种障碍物,顺利到达正确的目的地。