GB/T 28444-2012 导航电子海图应用存储格式

　　ICS 33. 200 M 50

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 28444—2012

　　导航电子海图应用存储格式

　　Application storage formatfornavigationalelectronicchart

　　2012-06-29发布 2012-10-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 28444—2012

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 总则 3

　　5 数据文件结构 8

　　5. 1 数据类型定义 8

　　5. 2 元数据文件 9

　　5. 3 实体数据文件 11

　　附录 A (资料性附录) 数据分层定义表 22

　　附录 B (资料性附录) 物标代码定义表 23

　　附录 C (资料性附录) 属性代码定义表 24

　　附录 D (资料性附录) 物标符号查找表 25

　　附录 E (资料性附录) 电子海图 目录文件 26

　　GB/T 28444—2012

　　前 言

　　本标准依据 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 。

　　本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出 。

　　本标准由中国电子技术标准化研究所归 口 。

　　本标准主要起草单位 :首都信息发展股份有限公司 、中国电子技术标准化研究所 。

　　本标准主要起草人 : 张彦明 、李宏利 、陈倩 、胡晓芳 、张宇 、张雅南 。

　　Ⅰ

　　GB/T 28444—2012

　　导航电子海图应用存储格式

　　1 范围

　　本标准规定了以物标的空间位置信息 、关系信息和属性信息描述的导航电子海图的理论数据模型 、数据内容及其在应用中的存储格式 。

　　本标准适用于各种类型船用电子海图导航系统使用的电子海图 ,水上交通管制系统或指挥控制系统使用的电子海图可参照执行 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB 15702—1995

　　电子海图技术规范

　　GJB 2680—1996

　　军用数字海图要素属性编码规则

　　GJB 4887—2003

　　军用数字海图数据交换格式

　　IHO S-52 电子海图显示与信息系统海图内容与显示规范(Specifications for chart content and display aspects of ecdis)

　　IHO S-57 国际海道测量组织数字式海道测量数据交换标准(IHO transferstanard fordigitalhy- drographic data)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　数字海图 digitalchart

　　DC

　　以数字形式记录和存储的海图 。

　　3. 2

　　电子海图 electronicchart

　　EC

　　描述和显示海图信息的数据 、软件和电子系统的统称 ,本标准特指用于海上导航的数字海图 。 3. 3

　　电子海图显示与信息系统 electronicchartdisplay and information system

　　ECDIS

　　一种具有适当备份措施的航海信息系统 ,可通过显示数字海图的信息和从导航传感器得来的位置信息 ,帮助航海人员进行航线规划和航行监视 ,还可以根据需要显示其他与航海有关的信息 。

　　3. 4

　　电子航海图 electronicnavigationalchart

　　ENC

　　一种由官方海道测量机构发布的 ,专供 ECDIS使用的 ,在内容 、结构和格式上已标准化了的数据 。

　　1

　　GB/T 28444—2012

　　ENC是一种交换格式的电子海图 。

　　3. 5

　　系统电子航海图 system electronicnavigationalchart

　　SENC

　　导航电子海图 navigationalelectronicchart

　　NEC

　　ECDIS为显示数字海图和实现导航等功能 ,综合 ENC数据 、改正数据和航海人员添加的其他信息形成的数据 。

　　3. 6

　　物标 object

　　可标识的信息集合 。

　　[IHO S-57,定义第 5 章 。] 3. 7

　　特征物标 featureobject

　　不含现实世界实体位置信息的物标 。

　　3. 8

　　空间物标 spatialobject

　　只含现实世界实体位置信息的物标 。

　　3. 9

　　简单物标 simpleobject

　　几何上表现为 0 维 、1 维 、2 维的独立点 、线 、面构成的物标 。

　　3. 10

　　复杂物标 compositeobject

　　由多个简单物标组合而成的物标 ,可表示物标间的集合 、关联 、上下关系 。

　　3. 11

　　地理物标 geo object

　　以现实世界实体为描述对象的特征物标 。

　　3. 12

　　元物标 meta object

　　说明其他物标信息的特征物标 。

　　3. 13

　　制图物标 cartographicobject

　　含有现实世界实体制图表现信息(包括文字信息)的特征物标 。

　　3. 14

　　集合物标 collection object

　　描述其他物标相互关系的特征物标 。

　　3. 15

　　结点 node

　　用一对坐标描述其位置的 0 维空间物标 。结点可以是孤立结点 ,或是连接结点 。

　　注 1: 孤立结点是指一个孤立的 0 维空间物标 ,不应作为边的起点或终点 。

　　注 2: 连接结点是指用作一条或多条边的起点或终点的结点 。

　　注 3: 本标准中未特别指明的结点均为连接结点 。

　　2

　　GB/T 28444—2012

　　3. 16

　　边界 edge

　　一个 1 维空间物标 , 由两个或两个以上坐标及可选的内插参数来定位 。若省略了参数 ,坐标间的内插方式默认为两点间的直线内插 。

　　3. 17

　　面 face

　　一个 2 维空间物标 。 面是由环绕它的边界所定义的连续表面 。 面可以包含由封闭边界围成的内部洞 ;这些内部洞的边界应在面的外部边界之内 。边界不应自身交叉 ,仅应在首末点汇合 ;边界不应相互交叉 。

　　3. 18

　　符号指令 symbologyinstruction

　　用以连接物标代码与符号代码的一种机器可读的符号化命令 ,一般在符号查找表中定义 。

　　4 总则

　　4. 1 理论数据模型及其实现

　　4. 1. 1 理论数据模型

　　理论数据模型如图 1所示 。

　　图 1 理论数据模型

　　a) 将现实世界实体定义为描述特性和空间特性的集合 。模型中 ,这些集合定义为特征物标和空间物标 。

　　b) 特征物标由描述性属性构成 ,不包括任何几何(即现实世界实体的形状和位置信息) 意义 。 空间物标只具备几何意义 。一个特征物标由其与一个或多个空间物标的关系来定位 。

　　c) 物标定义为可标识的信息组 。物标可以有属性并可以与其他物标相关 。

　　4. 1. 2 物标分类及相互关系

　　物标分类与物标间的相互关系如图 2所示 。

　　3

　　GB/T 28444—2012

　　图 2 物标分类及相互关系

　　特征物标分为 4类 :元物标 、制图物标 、地理物标 、集合物标 。

　　空间物标分为 3类 :结点 、边界 、面 。

　　拓扑关系分为 :

　　a) 链—结点

　　用一组结点和边界表示 ,边界应以连接结点为其起点和终点 ,见图 3。

　　图 3 链—结点拓扑

　　4

　　GB/T 28444—2012

　　b) 完全拓扑

　　用一组结点 、边界和面表示 ,整个平面为一组互斥 、相邻的面所完全覆盖 。孤立结点为面所包含 ,边界的两侧仅应为面 。相同的几何体不应重叠 ,见图 4。

　　图 4 完全拓扑

　　拓扑级别由低至高依次为链—结点 、完全拓扑 。

　　拓扑关系中 ,点编码成孤立结点或连接结点 ;线编码成一组边界和连接结点 ; 区域编码成面 。

　　4. 1. 3 模型实现

　　a) 将海图所描写的地理空间(即海洋和其毗邻陆地)的所有地理实体抽象为物标 。按几何类型和复杂程度 ,将物标分为简单物标 、复杂物标和注记物标 。

　　1) 简单物标 :按几何类型分为点状物标 、线状物标和面状物标 。

　　点状物标包括 :

　　— 二维点 ;

　　— 三维点群 ;

　　— 结点 。

　　线状物标包括 :

　　— 普通线 ;

　　— 边界 。

　　面状物标为由边界和结点构成的封闭区 。

　　2) 复杂物标 :多个简单物标聚合而成的物标 。

　　3) 为方便起见 ,将文本注记定义为注记物标 。

　　b) 物标以标识符标识 , 以属性 、空间位置及几何关系等表述 。

　　c) 物标间的关系采用完全拓扑的方式组织 。

　　5

　　GB/T 28444—2012

　　d) 在空间尺度和地理范围上 ,按导航用途 ,水平划分为不同尺度范围的图幅 ,垂直划分为不同比例尺的图幅和图幅内的图层 。

　　e) 每个图幅组织为一个数据集 , 由一个元数据文件和一个实体数据文件组成 ,称为一幅导航电子海图 。在一幅图内 ,物标分处不同的逻辑层 , 同一层的面状物标不应相互重叠 ,相同的空间物标应出现在一个图层 。

　　4. 1. 4 数据结构及符号化过程

　　实现理论数据模型的数据结构如图 5左半部分所示 。符号化过程如图 5 右半部分所示 。

　　注 : 根据导航电子海图实体文件中的物标代码 ,通过物标符号查找表查出对应的字符或符号 , 以可视化形式输出到外部显示设备上 ,此过程称为符号化过程 。

　　注 : A为属性信息 ,用来表征物标的分类 、分级和质量 、数量特征的信息 。

　　图 5 数据结构及符号化过程

　　4. 1. 5 导航电子海图的存储

　　一般的导航系统由硬件设备 、运行软件和操作的数据组成 。数据包括导航电子海图数据和系统运行环境数据两部分 。导航电子海图数据由多幅导航电子海图组成 ,存放在一个工作空间内 ,可以是一个子文件夹 ,也可以是一个数据库 。每幅导航电子海图由元数据和实体数据这两类数据文件构成一个数据集 ,多个元数据文件可生成一组导航电子海图的目录管理数据库 ,用于对导航电子海图的检索 、分析和查询 。 系统运行环境数据包括海图符号库 、物标代码表 、属性代码表 、数据分层定义表 、物标符号查找表 , 以及系统开发商特定的 、帮助系统更好运行的其他运行环境数据 。使用文件系统的导航系统 ,其各文件(夹)的树状关系如图 6所示 。

　　6

　　GB/T 28444—2012

　　图 6 物理存储的文件组织结构

　　4. 2 数据集组成

　　一幅导航电子海图数据集描述一幅承载海图数据和相关导航数据的电子海图 , 由元数据文件和实体数据文件组成 。元数据文件存放数据集的总体控制信息和说明信息(元数据) ; 实体数据文件存放描述海图物标及导航物标的空间位置数据 、关系数据和属性数据 。

　　4. 3 数据集命名规则

　　一幅导航电子海图数据集的文件主名为图号 ,元数据文件的扩展名为 MTA,实体数据文件的扩展名为 NEC。海图 目录文件主名为 CHART_CATALOG。

　　4. 4 物标编码与数据分层

　　4. 4. 1 物标编码

　　当采用符合 IHO S-57的数据源时 , 以十进制三位整数编码 ,编码规则同 IHO S-57。

　　当采用符合 GJB 4887—2003的数据源时 , 以十进制六位整数编码 ,编码规则同 GJB 2680—1996。

　　4. 4. 2 数据分层

　　当采用符合 IHO S-57的数据源时 ,数据分层方法可按 IHO S-52规定的物标显示模式自行定义 。

　　7

　　GB/T 28444—2012

　　当采用符合 GJB 4887—2003的数据源时 ,数据分层方法应符合 GJB 4887—2003的规定 。

　　当采用其他数据源时 ,可自定义代码表和分层标志 , 以实现数据分层 。

　　4. 5 坐标系和坐标单位

　　元数据文件和实体数据文件中 ,空间平面位置数据均按地理坐标形式存储 ,先经度 ,后纬度 , 以长整型数形式存储 ,精确到 0. 001″。

　　示例 : 若纬度为 39°55′39. 789″,则存储的数据为(39× 60× 60+55× 60+39. 789) × 1 000= 143 739 789。

　　地理坐标系采用 WGS-84。地理坐标系的原点为 0°经线与赤道的交点 ,纵轴指向北方 ,横轴指向东方 ,南纬 、西经为负值 。深度基准面 、高程基准面及深度 、高程计量单位应与元数据文件的描述一致 。

　　5 数据文件结构

　　5. 1 数据类型定义

　　5. 1. 1 标准数据类型

　　Char— 字符型 ,1 字节(值域 -128~ 127) ;

　　Char String— 字符串型 ;

　　Unsigned char— 无符号字符型(值域 0~ 255) ,1 字节 ;

　　Unsigned Char String— 无符号字符串型 ;

　　Short— 短整型(值域 -32768~ 32767) ,2 字节 ;

　　Unsigned short— 无符号短整型(值域 0~ 65535) ,2 字节 ;

　　Long— 长整型(值域 -2147483648~ 2147483647) ,4字节 ;

　　Unsigned long— 无符号长整型(值域 0~4294967296) ,4字节 。

　　5. 1. 2 专用属性数据类型

　　E— 枚举型 ,取值为整数 ,从预定的属性表中选取 ,且只选取一个 ;

　　L— 列表型 ,取值为整数 ,从预定的属性表中选取一个或多个 ;

　　F— 浮点型 ,取值是具有限定范围 、分辨率 、单位和格式的浮点数值 ;

　　I— 整数型 ,取值是具有限定范围 、单位和格式的整数值 ;

　　A— 编码字符串 ,取值是在指定格式中的 ASCII字符串 ;

　　S— 任意字符串型 ,取值是自由格式的字母/数字混合字符串 。

　　5. 1. 3 自定义数据类型

　　LP2— 二维空间位置点 ,数据结构见表 1。

　　表 1 二维空间位置点 LP2

　　起始位置

　　内容

　　类型

　　名称

　　说 明

　　0

　　经度

　　Long

　　L

　　单位 :0. 001″

　　4

　　纬度

　　Long

　　B

　　单位 :0. 001″

　　注 : 起始位置是指该字段在数据结构存储区域中的起始字节位置 ,单位为字节 , 以下各表同此

　　LP3— 三维空间位置点 ,数据结构见表 2。

　　8

　　GB/T 28444—2012

　　表 2 三维空间位置点 LP3

　　起始位置

　　内容

　　类型

　　名称

　　说 明

　　0

　　经度

　　Long

　　L

　　单位 :0. 001″

　　4

　　纬度

　　Long

　　B

　　单位 :0. 001″

　　8

　　深度或高度

　　Long

　　H

　　单位 : 同元数据文件的深度/高度单位

　　5. 2 元数据文件

　　元数据文件是关于导航电子海图实体数据的说明文件 ,是一幅导航电子海图的总体控制信息和说明信息 。元数据文件结构见表 3。

　　表 3 元数据文件结构

　　起始位置

　　数据内容

　　数据类型

　　数据名称与长度

　　说 明

　　0

　　标志

　　Unsigned Char

　　String

　　Flag[2]

　　2个字节

　　2

　　图号

　　CharString

　　Number[16]

　　16个字符

　　18

　　图名

　　CharString

　　Name[32]

　　32个字节的汉字或字符

　　50

　　副图名

　　CharString

　　V_name[32]

　　32个字节的汉字或字符

　　82

　　编图比例尺分母

　　Long

　　Scale

　　86

　　左下角点位置

　　LP2

　　Left_down

　　地理坐标 ,单位 :0. 001″

　　94

　　右上角点位置

　　LP2

　　Right_up

　　地理坐标 ,单位 :0. 001″

　　102

　　地理坐标系

　　CharString

　　H_datum[32]

　　32个字节的汉字或字符 ,如 WGS-84

　　134

　　换算 至 WGS_ 84 坐标系偏移量

　　LP2

　　H_coor

　　地理坐标 ,单位 :0. 001″

　　142

　　平面测量精度

　　Short

　　H_accy

　　单位 :厘米

　　144

　　距离长度单位

　　Short

　　H_unit

　　1= 米 ,2= 英尺 ,3= 0. 1n mile,4= 海里

　　146

　　深度基准面

　　CharString

　　D_datum[32]

　　32个字节的汉字或字符

　　178

　　深度测量比例因子

　　Short

　　D_accy

　　单位 :厘米

　　180

　　深度单位

　　Short

　　D_unit

　　1= 米 ,2= 英尺 ,3= 分米

　　182

　　高程基准面

　　CharString

　　V_datum[32]

　　32个字节的汉字或字符

　　214

　　高程测量比例因子

　　Short

　　V_accy

　　单位 :厘米

　　216

　　高度单位

　　Short

　　V_unit

　　1= 米 ,2= 英尺 ,3= 分米

　　218

　　所用浮标制度

　　Short

　　Mar_sys

　　1= 国际航标协会 A体系

　　2= 国际航标协会 B体系

　　10= 其他体系

　　220

　　海图生成日期

　　CharString

　　Chart_date[10]

　　格式 “YYYY-MM-DD”, 年 月 日 不 确 定项填 “?”

　　230

　　海图版本号

　　Short

　　Version

　　顺序编号 ,1 为初版

　　9

　　GB/T 28444—2012

　　表 3 (续)

　　起始位置

　　数据内容

　　数据类型

　　数据名称与长度

　　说 明

　　232

　　通告改正期号

　　CharString

　　Update_num[32]

　　264

　　通告改正截止日期

　　CharString

　　Update_date[10]

　　格式 “YYYY-MM-DD”, 年 月 日 不 确 定项填 “?”

　　274

　　海图生产机构

　　CharString

　　Chart_publisher[32]

　　306