基于ArcGIS Maritime的海图数据库设计

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摘 要：本文基于arcgis maritime的新特性及其对新一代电子海图数据标准的支持，设计了海图数据库总体架构，初步探讨了新海图数据库下的数据生产管理与共享、数据转换等内容，对现代GIS技术、数据库技术下建立新海图数据库具有一定的指导意义。

关键词：海图 ArcGIS Maritime 数据转换 S-100

海图是地图的一种，是以表示海洋区域制图现象的一种地图，是航海必不可少的参考数据，其主要内容包括了岸形、岛屿、礁石、水深、航标和无线电导航台等。广州海事测绘中心十多年来积累了海量数字化或非数字化的海图数据。随着现代海事测绘产品和服务需求的不断升级，这些数据原有以文件式或多类型旧数据库的管理模式已无法满足应用需要。为此，在对原有数据进行整合统一同时，需要面向新型应用对海图数据库进行重新设计与建设。本文在对中心数据现状分析与国内外现状调研基础上，就基于ArcGIS Maritime的海图数据库设计进行探讨。

1.数据现状与技术路线选取

经过多年的数据生产、更新与聚集，广州海事测绘中心拥有大量的海图数据资源，从数据来源看主要包括外业测量，收集购买和内业处理等几类数据；从数据存储格式来看，有HPD数据库、oracle数据库、000格式电子海图、Caris GIS专有格式数据、MapGIS专有格式数据、DWG格式数据、栅格图片数据、3DMAX格式数据、Excel表数据、Word文档数据、纸质文件数据等多种存储方式，其中海图要素数据主要以000格式的S57标准的电子海图和HPD数据库形式存在；从图件比例尺来看涉及到1：5000、1：1万、1：1.5万、1：2万、1：2.5万、1：3万、1：3.5万、1：4万、1：6万、1：7.5万、1：10万、1：12万、1：15万、1：30万等多种比例尺。

这种长久以来积淀的海量海图数据，格式多样，存储方式多种，给数据管理维护与应用带来相当大的困难，为此需要利用新的数据库技术，重新设计海图数据库，对这些多源、多格式、多尺度的海图数据进行统一有序的管理、共享和应用。利用新技术建立的海图数据库应能支撑对数据的高效访问及海量多样化的数据存储能力，并能快速方便地对海图数据进行与共享，需要面向新一代的电子海图数据标准的海图数据存取、管理与应用。为此，本文提出基于ESRI最新推出的ArcGIS Maritime来建立海图数据库，采用ArcSDE和Oracle相结合的数据建库技术路线，能有效支持对新一代电子海图数据标准的海图数据生产、与共享。

2.ArcGIS Maritime

ArcGIS Maritime即ArcGIS for Maritime，是ESRI最新推出，旨在解决海洋、海事、水道测量中产生的一些问题，是一个用于管理海事数据、产品、工作流和质量的完整的解决方案，是面向海图的ArcGIS Nautical升级版，可以通过一体化的工作流程生成符合国际标准的水深模型和航海产品。它由Charting（制图）和Bathymetry（测深）两个模块构成。Charting 能帮助海事相关的单位、制图机构、地图服务商等用户提高生产操作的速度和灵活性，提供了一个真正的基于GIS的平台来改善、规范和加快数据与工作流的管理，使我们能够在短时间内完成从数据采集到产品的生产和分享等流程。Bathymetry允许科研机构、政府部门、商业组织等用户对海底表面创建动态模型，发掘水深数据（bathymetric data）最大的价值，从而做出更好的决策。

3.总体架构

在统一的信息标准规范框架下，按照新一代海图数据标准模型组织数据，选择合适的数据加载方式，通过ArcSDE空间数据引擎和ArcGIS Maritime，将海量的空间数据导入、转换并存储在Oracle大型商用数据库中。对于历史数据，应分类进行规范化、标准化处理，以导入到新数据库中。采用统一的时空框架、统一的信息资源目录体系、统一的面向对象数据组织的基本原则进行数据库设计，完成对新旧各类数据建模、组织和管理，实现多类型、多尺度、多时态成果的集成化管理。本文设计的海图数据库总体架构如图1。

4.数据生产与应用

利用ArcGIS Maritime的Charting模块，在新建立的海图数据库基础上生产、导入、管理、输出和电子海图数据，其基本流程如图2。

5.数据转换

依据新一代电子海图标准（S-100）建立的海图数据库，需要将中心原有的海图数据在ArcGIS Maritime的Charting中进行转换。ArcGIS Maritime支持S-52、S-57、S-58等标准数据的导入，在导入原有数据后，再通过ESRI与NOAA（美国国家海洋和大气管理局）合作开发转换原型，可将旧标准的数据转换成新标准的数据。对于新标准水深栅格数据（S-102）的转换，ArcGIS Desktop提供了一个的桌面组件，用于管理处理后的测深数据和元数据。产品管理基于中心数据库的网格化数据，这个库称为BIS（Bathymetry Information System）。

利用ArcGIS Maritime的Bathymetry解决方案管理.BAG栅格数据（图3），数据存储新海图数据中，可创建一个复合表面模型。这种复合表面模型常以三维点数据的形式生成航海产品，或通过ArcGIS空间分析模块进行表面分析，或通过ArcGIS Server的Image Service服务共享为在线地图数据。

6.结语

本文基于ArcGIS Maritime的新特性及其对新一代电子海图数据标准的支持，提出建立新海图数据库，采用ERSI公司系列产品与Oracle相结合对数据进行生产、管理、输出、与共享，具有海图编制与快捷、管理方便、数据规范、表现丰富等优点，技术路线可行。通过其Bathymetry模块，还可以深化中心海图数据的应用，挖掘水深数据更大的应用价值。

参考文献：

[1]中国海图图式GB 12319-1998.中国测绘网[引用日期2016-09-10].

[2]ArcGIS for Maritim：Charting和ArcGIS for Maritime： Bathymetry.ESRI官网[引用日期2016-09-10].

[3]李宏得，李汉荣，朱建良，汪海.基于IHO S-57标准的海图数据库建设[J].地球信息科学学报，2004，6（1）.

[4]The Challenges of Evolving from S-57 to S-101 Production Systems. [引用日期2016-09-11].