电子海图云服务平台研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇电子海图云服务平台研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

近年来随着海洋权益争夺的升温，云计算技术的成熟，使得面向大数据的电子海图云服务逐渐成为海洋测绘科学领域的研究热点。本文对电子海图云服务平台总体架构以及云平台、云端APP做了研究，并阐述了云服务平台建设的主要意义。

【关键词】电子海图 云计算 云服务

1 研究背景

电子海图云服务是地理科学、海洋科学、测绘科学与计算机技术、网络技术结合发展的产物，旨在为用户提供电子海图数据的存储、查询、可视化及分析等多种个性化、动态化的网络服务。近年随着海洋权益争夺的升温，云计算技术的成熟，使得面向大数据的电子海图云服务逐渐成为海洋测绘科学领域的研究热点。

1.1 电子海图现状

互联网在线数据下载已成为海事电子海图的主要方式。然而，随着电子海图应用的不断推广，以及用户群体的不断扩大，近年来这种方式也暴露出一些不足，限制了海事电子海图的进一步推广应用。主要表现在以下三个方面：

（1）没有安装电子海图系统就无法使用电子海图。目前，中国海事局电子海图主要为大中型运输船舶提供电子海图数据服务，对于沿海一些小型运输船舶和渔船等，安装和更新电子海图的相对成本较高，导致装船数量占比较低。

（2）个人用户不能使用。随着移动互联网的发展和智能手机的普及，基于地图的定位和导航应用已非常普及，但尚未能在智能手机上利用海事电子海图进行定位和导航。

（3）岸基机构用户使用成本较高。比如，为了使用海事局电子海图进行船舶监控和调度，岸基机构用户需要建立专门的电子海图显示系统，提高了使用的成本。

1.2 云计算技术

云计算（Cloud Computing）就是在处理这些大数据时人们经常使用的概念是一种新型的基于互联网的商业计算模型，是网格计算、并行计算、分布式计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。云计算是继大型机、个人微型机、互联网之后的信息产业第四次信息产业革命，在短短的几年时间里已经产生了巨大的影响力。云计算的提出其实是一种商业计算模型的兴起，它的主要思想是将任务分布在大量的计算机构成的资源池上，用户可以通过网络来按照自己的需求获取计算能力，存储空间以及信息服务。

所谓云服务是指部署在云计算环境的网络服务。网络服务是指按照W3C标准规范在网络运行的软件功能单元，具有封装性、耦合性、标准化、集成化等特征。能够以类似动态链接库的方式被其他软件系统通过网络地址进行调用。运用网络服务技术，可以将各种地理空间数据和GIS功能为数据服务和功能服务，用户只需要调用相应的服务接口，就可以使用GIS的数据和功能，是实现地理数据共享、功能复用的现代技术方法。云计算技术的成熟，使得地理信息网络服务的发展更加迅速，使其具备了海量数据的存储能力，密集型运算的计算协同能力，并能够根据客户服务请求的频度变化实现资源动态扩缩，以节约能源，同时利用极强的容错机制保证网络服务的不间断性，可以说云服务是指赋予了云计算特征的网络服务。

当前，社会正处于新兴的大数据时代，现实已经证明云计算技术非常适合于大规模数据的分析处理。在航海导航技术方面运用云计算技术也是具有创新意义的研究和应用。利用电子海图数据，制作可以满足绝大多数低配船舶和涉海岸基用户需求的电子航行示意图瓦片，并通过云计算平台、Web云端和智能手机云端进行是大势所趋。

2 云服务平台总体架构

利用基于云计算服务平台的移动GIS技术，能够建设一个能够支持大量用户访问、性能可靠、用户体验好的电子航行示意图云服务平台，为广大海上低配船舶用户提供免费的、基于互联网的、支持APP应用的电子海图定位、导航和航线推荐服务。总体的框架如下图所示，主要包括离线软件工具，一个云服务平台和两个云端应用。

2.1 离线软件工具

离线软件工具包通过开发一系列的离线软件工具，为云系统平台的功能发挥提供基础准备和前期资源服务。包括以下工具：

2.1.1 离线瓦片生产工具软件

可用于电子海图瓦片的产生。根据电子海图数据和显示标准，对电子海图数据进行预处理，生成不同比例尺下的海图瓦片，实现电子海图从矢量二进制数据到光栅图的转换，并按照通用算法对光栅图切割、命名、索引和存储，作为在线电子海图瓦片图和离线海图数据包的数据来源。

2.1.2 离线包制作工具及部署工具软件

主要用于海图离线数据包的制作，并将已生成的电子海图瓦片和离线数据包到云平台。海图数据离线包主要用于用户在没有网络接入的情况下，同样可以使用电子航行示意图软件进行定位导航。电子航行示意图离线包制作工具是通过连接已有的海图服务，在可视化的界面，用户可以自主选择需要生成区域的范围和海图比例尺，自动生成相关的离线包数据，也可以根据预先定义好的区域进行离线包的数据下载。自动生成的离线包导入电子航行示意图软件就能进行离线状态下的定位和导航。

2.2 云服务平台

云服务平台需要运行在硬件服务器中，部署在云计算环境和可以通过互联网访问的开放的网络条件下。该环境应该能保证服务的高稳定性和高安全性。因此，要选用专业的、向社会开放服务的云计算服务提供商（阿里云，百度云等）提供的云计算环境部署电子海图云服务平台。由服务提供商的专业团队维护云计算环境和网络环境，保证了云服务平台的安全性和服务的可靠性。

云服务平台建立在云计算平台之上，由云计算平台提供安全稳定的运行和维护环境。云服务平台的运行基础是向外提供的各服务的运行容器和数据库，促使业务运行的模块容器与数据解耦。由于云服务需要较好的兼容性和延展性，选用了J2EE作为各服务模块的运行容器和架构基础；云服务平台需要交互海量的数据，数据种类涉及到海图、气象、文本、空间等，因此选用传统的关系型数据库和目前流行并日益成熟的云数据库作为数据存储和处理容器；在此基础上部署航行示意图服务。

2.3 云端应用

电子海图云服务移动App需要运行在移动设备上，目标设备主要目前比较流行的运行Android和IOS操作系统的移动设备，如手机，平板电脑等。主流的移动设备都支持文件存储并自带有GPS或通信网络定位功能。通过调用电子海图云服务平台的服务API，以在线或离线的方式展现电子航行示意图。移动App利用了移动设备的存储功能存储这些交互的数据，利用移动设备的定位功能，实现航行定位和导航。移动App的建设方案如下图所示。

3 结束语

电子海图云服务平台的建设可以为我国沿海十多万艘的小型运输船舶和近百万艘渔船提供免费的海图导航和公告服务，为航运物流公司和渔业公司提供免费的岸基电子栅格海图服务，可以有效的提高政府机构服务水平，加强政府机构监管能力，提高小型船舶的作业效率和经济效益方面带来良好的收益，产生巨大的社会效益。具体体现在下面几部分：

3.1 提高政府航海服务水平

从服务的广度上来说，为标配船舶提供电子海图数据服务的同时还可以为广大沿海低配船舶和岸基涉海用户提供中国沿海电子航行示意图服务。

从服务深度上来说，除了提供数据服务以外还可以为广大低配船舶和岸基涉海用户提供基于中国沿海电子航行示意图的定位、导航和航线推荐服务。

3.2 提供政府监管监控能力

电子海图云服务平台可以提供的船舶位置服务、船舶航线轨迹等功能，可以为政府渔业监管和安全保障，海难救助提供有利的信息平台，为政府行政监管与安全保障提供了强有力的信息化手段，促进了政府监管水平的提高。

3.3 提高航运企业的生产效率

通过良好的航线规划功能，航运船舶和航运企业可以节约燃油，提高作业效率，从而促进航运企业生产效率的提升。

3.4 提供船舶运输和渔业生产安全保障

通过航海通告功能，可以为航运企业和作业船舶提供及时的信息服务，提供海况，天气预告，台风信息等及时信息，为作业船舶和渔业生产提供安全保障。

参考文献

[1]翟京生.现代海图学的变革[J].海洋测绘，2008，28（5）：73-76.

作者单位

东海航海保障中心 上海市 200090