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【摘要】本文在回顾电子海图分幅要求的基础上，借鉴已有HPD多级网格规划思想，阐述新的沿海电子海图多级网格划分方法及命名，并最终确定中国沿海现有各航海用途层的网格电子海图单元范围及命名规则，以期为利用HPD系统制作中国沿海网格电子海图规划提供一些可借鉴的思路。
【关键词】电子海图多级网格； 航海用途 ；分幅 ；命名
[Abstract] in this paper, based on review of electronicchart subdivision requirements, the HPD multi gridplanning ideas, the new coastal electronic chart multi griddivision method and naming, and ultimately determine thegrid of ENC range Chinese coastal existing navigation purpose layer and naming rules, which provides some reference ideas for using HPD system in the production ofChinese coastal grid electronic chart planning.
[keyword] electronic chart navigation multi grid;application; framing; naming
中图分类号：U675.81
1 引言
中国海事自90年代初着手生产电子海图，经过近20年的发展，至今已经具备规模生产的能力，目前公开发行的电子海图已达418幅，引起了国内外用户的广泛关注。
电子海图的要求与纸海图有所不同，但由于历史原因，中国海事的电子海图目录与纸海图的目录完全一致。纸海图受到海图纸张的限制和方便使用的要求，只能分幅表示，且要考虑用途、海区的完整性等多方面因素。而电子海图的图幅不受大小限制，理论上可用一幅电子海图表示出同一航海用途的全覆盖区域。
随着航海信息量的日益增大，越来越多的气象、水文等因素将被融入ECDIS，这样就会增大电子海图数据的数据量。而空间多级网格的数据组织与管理具有一定的普遍性和适用性，可以实现对电子海图数据的切割，解决数据量过大所带来的问题。因此，为实现中国沿海电子海图全覆盖，我们利用“空间多级网格”的思想展开研究，以期为中国海事电子海图图幅的重新规划提供一些思路。
2 电子海图分幅要求
电子海图分幅作为电子海图图幅的一种规划思路，应参照官方电子海图ENC（Electronic Nautical Chart）所遵循的S-57标准，遵从以下几方面要求。
2.1 同一航海用途内数据不能重叠
为了便于有效处理ENC数据，给定电子海图单元（幅）必须是矩形的(由两条经线和两条纬线定界），在IHO S57中明确规定了同一航海用途单元里的数据必须不重叠。
2.2 电子海图实际使用效能
单幅电子海图的数据量应小于5兆，以满足绝大多数的ECDIS和ECS的硬件设备的最低配置要求。
2.3 命名规则符合IHO标准
多级网格电子海图的分幅命名应符合IHO S57的标准要求，在全球范围内必须是唯一的，符合S57附录B1 5.6的文件命名规则（见图1）。
图1
3多级网格划分方案
多级网格划分即按一定的规则将电子海图空间划分为一定大小的空间区域（单元网格），以单元网格为基本单位，将全国海域划分成若干个网格状的单元，实现对全国海域分层、分级、全区域的无缝多级网格化管理[3]。多级网格划分是中国沿海网格电子海图分幅的基础。
3.1 HPD多级网格测绘工程规划方案
2008年，中国海事局参考了日本、加拿大、香港的海事生产模式后，结合中国纸海图和电子海图生产的实际需求，在同年召开的第九次HPD生产研讨会上通过了HPD多级网格测绘工程规划方案。该方案参考了中国地形图分幅原则、根据全国沿海海域的水域特性和产品覆盖情况，以百万网格为基础，将全国海域划分为10万、5万、2.5万、1万四个等级网格（见表1）。
表1
该方案首次提出中国沿海多级网格划分的规则，网格编号为：CN＋网格等级（1位）＋百万网格编号（1位）＋行号（2位）＋列号（2位）（共8位）。
3.2 新的航海用途划分规则
在此次研究中，笔者所在团队提出了适合我国电子海图的新的航海用途划分规则（见表2）
表2 中国沿海电子海图航海用途划分规则
这一新的航海用途划分原则充分利用了航海用途6的富余空间，将图幅最为集中的1:22000～1:44999和1:45000～1:89999分开，解决了航海用途4、5可用编辑比例尺过多的问题。它在一定程度上解决了原航海用途划分所造成的同一航海用途单元数据重叠的问题。
3.3 中国沿海电子海图多级网格划分方案
笔者团队在HPD多级网格划分及新的航海用途划分基础上，重新划分了中国沿海电子海图多级网格。
首先，根据中国沿海海域的基本情况，以6°×4°大小的范围，在东经102°～126°、北纬8°～44°之间的区域内，划分了25个初级网格。编号采用一位大写英文字母表示，即A～Y，从西到东、从北到南依次排列（见图2）。
图2 中国沿海初级网格覆盖范围及编号
然后，在初级网格的基础上划分五个等级的网格，见表3。
表3中國沿海电子海图多级网格划分
网格编号依然采用HPD多级网格测绘工程规划中提出的方案，具体为：CN＋网格等级（1位）＋初级网格编号（1位）＋行号（2位）＋列号（2位）（共8位），详见图3。
图3
由于采用了新的航海用途划分规则，这一方案的最大特点就是网格等级与电子海图的航海用途一致，一个HPD网格恰好对应一幅电子海图，较好解决了已有HPD多级网格测绘工程规划方案中未能解决的电子海图命名问题。
4 网格电子海图分幅及命名
4.1 网格电子海图分幅及命名一般原则
根据2013年版《中国沿海港口航道图目录》，笔者团队基于下列原则确定了现有的各航海用途层的网格电子海图单元。
（1）符合IHO关于电子海图的相关要求，如2所述。
（2）所有图幅按照中国沿海电子海图航海用途划分规则（表2）确定航海用途。
（3）根据航海用途，按照4中所述选择对应的网格等级，网格等级即为航海用途，网格编号即网格电子海图单元名称。根据中国沿海电子海图多级网格划分方案，未来网格电子海图文件名正好与网格编号保持一致。
（4）如果网格内所包含的数据全部为陆地区域或仅有一小片水域且水域内的数据与更小一级航海用途单元数据基本一致，该网格不制作电子海图。
根据上述原则确定了中国沿海网格电子海图分幅，现截取东海航海用途层3的网格电子海图分幅图示意如下（见图4）。蓝线范围为网格电子海图的分幅范围，粉色区域为网格电子海图的有效数据覆盖范围。
图4航海用途层3网格电子海图分幅图
4.2 同一航海用途层中网格电子海图重叠的处理原则
从3.2中新的航海用途划分规则（表2）可以看出，在同一航海用途中仍然存在某些电子海图数据重叠的问题，大致有以下几种情况，建议遵循如下处理原则。
（1）當同一区域的同一航海用途中有多个比例尺电子海图时，且各比例尺电子海图数据完全重叠。此时，可以采用选取一个主比例尺数据制作电子海图，另一个比例尺数据不做电子海图的方式。
（2）当同一区域的同一航海用途中有多个比例尺电子海图时，但各比例尺电子海图数据有部分重叠。此时，建议将大比例尺图数据放入小比例尺图数据所在的HPD层中，一起制作电子海图。
（3）航海用途层3中电子海图重叠的特殊情况处理
航海用途3中数据重叠的问题，即HPD中C1层（1:90000～1:179999）和C2层（小于1:179999）数据重叠，网格电子海图无法制作。分析2013年港口航道图目录发现受影响的是16幅1:30万海图、1幅1:40万海图（电子海图编辑比例尺为1:18万）与50幅1:10万—1:18万海图（电子海图编辑比例尺为1:9万）数据重叠。
为解决该问题，建议将16幅1:30万海图对应的网格电子海图设置为1:35万，航海用途变为2，虽然这与现行的电子海图编辑比例尺确定规则不符，但这样做有以下优点：
a.可以解决航海用途层3中因数据重叠而无法制作网格电子海图的问题，并且使中国沿海网格电子海图的层次更丰富；
b.解决了16幅1:30万海图与同系列1幅1:40万海图的拼接问题，调整之后1:30万海图与1:40万海图属同一航海用途2，可以统一制作网格电子海图；
c.电子海图中编辑比例尺主要用于最小比例尺的设置，1:30万与1:35万更为接近，这样设置并不影响电子海图的质量。
4.3 入海江河网格电子海图单元分幅及命名原则
现有港口航道图目录中覆盖入海江河的海图，如海河、黄浦江、珠江，单元范围不按照4中所述方案划分网格，而是根据纸海图范围划分为连续不重叠矩形，单元名称为：CN6R＋河流名称缩写（2位）＋顺序号（2位），如黄浦江第一幅电子海图（最接近入海口的图）文件名为CN6RHP01，示例见图5。
图5 入海江河分幅示例（上海港黄浦江）
5结语
本文笔者团队针对电子海图分幅原则的要求，对解决同一航海用途层的单元数据重叠提出建议，进而在新的中国沿海电子海图航海用途划分规则下，重新划分中国沿海电子海图多级网格，并最终确定了中国沿海网格电子海图分幅及命名。这对网格电子海图的下一步发展做了基础性铺垫，为实现中国沿海网格电子海图全覆盖的蓝图拉开了序幕。
参考文献
[1] 东海航海保障中心上海海图中心.《电子海图分幅方案》征求意见稿，2012
[2]International Hydrographic Bureau. IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data Edition3.1, 2009
[3] 张岳 王昭 李辉 邢攸姿 石金榜. 电子海图多级网格化管理的设计与实现，2009
[4] 文琳. 基于网格下的HPD源数据生产流程探讨,2009
作者简介
1.刘莉雯（1981- ），女，湖北红安人，工程师，硕士，2007年毕业于武汉大学大地测量学与测量工程专业，现从事海图制图及质检工作。
2.刘慧芹（1982- ），女，安徽灵璧人，工程师，硕士，2007年毕业于同济大学大地测量学与测量工程专业，现从事海图制图及质检工作。
3.陈磊（1973- ），男，江西进贤人，高级工程师，硕士，2009年毕业于同济大学测绘工程专业，现从事海图制图管理工作。
【关键词】电子海图多级网格； 航海用途 ；分幅 ；命名
[Abstract] in this paper, based on review of electronicchart subdivision requirements, the HPD multi gridplanning ideas, the new coastal electronic chart multi griddivision method and naming, and ultimately determine thegrid of ENC range Chinese coastal existing navigation purpose layer and naming rules, which provides some reference ideas for using HPD system in the production ofChinese coastal grid electronic chart planning.
[keyword] electronic chart navigation multi grid;application; framing; naming
中图分类号：U675.81
1 引言
中国海事自90年代初着手生产电子海图，经过近20年的发展，至今已经具备规模生产的能力，目前公开发行的电子海图已达418幅，引起了国内外用户的广泛关注。
电子海图的要求与纸海图有所不同，但由于历史原因，中国海事的电子海图目录与纸海图的目录完全一致。纸海图受到海图纸张的限制和方便使用的要求，只能分幅表示，且要考虑用途、海区的完整性等多方面因素。而电子海图的图幅不受大小限制，理论上可用一幅电子海图表示出同一航海用途的全覆盖区域。
随着航海信息量的日益增大，越来越多的气象、水文等因素将被融入ECDIS，这样就会增大电子海图数据的数据量。而空间多级网格的数据组织与管理具有一定的普遍性和适用性，可以实现对电子海图数据的切割，解决数据量过大所带来的问题。因此，为实现中国沿海电子海图全覆盖，我们利用“空间多级网格”的思想展开研究，以期为中国海事电子海图图幅的重新规划提供一些思路。
2 电子海图分幅要求
电子海图分幅作为电子海图图幅的一种规划思路，应参照官方电子海图ENC（Electronic Nautical Chart）所遵循的S-57标准，遵从以下几方面要求。
2.1 同一航海用途内数据不能重叠
为了便于有效处理ENC数据，给定电子海图单元（幅）必须是矩形的(由两条经线和两条纬线定界），在IHO S57中明确规定了同一航海用途单元里的数据必须不重叠。
2.2 电子海图实际使用效能
单幅电子海图的数据量应小于5兆，以满足绝大多数的ECDIS和ECS的硬件设备的最低配置要求。
2.3 命名规则符合IHO标准
多级网格电子海图的分幅命名应符合IHO S57的标准要求，在全球范围内必须是唯一的，符合S57附录B1 5.6的文件命名规则（见图1）。
图1
3多级网格划分方案
多级网格划分即按一定的规则将电子海图空间划分为一定大小的空间区域（单元网格），以单元网格为基本单位，将全国海域划分成若干个网格状的单元，实现对全国海域分层、分级、全区域的无缝多级网格化管理[3]。多级网格划分是中国沿海网格电子海图分幅的基础。
3.1 HPD多级网格测绘工程规划方案
2008年，中国海事局参考了日本、加拿大、香港的海事生产模式后，结合中国纸海图和电子海图生产的实际需求，在同年召开的第九次HPD生产研讨会上通过了HPD多级网格测绘工程规划方案。该方案参考了中国地形图分幅原则、根据全国沿海海域的水域特性和产品覆盖情况，以百万网格为基础，将全国海域划分为10万、5万、2.5万、1万四个等级网格（见表1）。
表1
该方案首次提出中国沿海多级网格划分的规则，网格编号为：CN＋网格等级（1位）＋百万网格编号（1位）＋行号（2位）＋列号（2位）（共8位）。
3.2 新的航海用途划分规则
在此次研究中，笔者所在团队提出了适合我国电子海图的新的航海用途划分规则（见表2）
表2 中国沿海电子海图航海用途划分规则
这一新的航海用途划分原则充分利用了航海用途6的富余空间，将图幅最为集中的1:22000～1:44999和1:45000～1:89999分开，解决了航海用途4、5可用编辑比例尺过多的问题。它在一定程度上解决了原航海用途划分所造成的同一航海用途单元数据重叠的问题。
3.3 中国沿海电子海图多级网格划分方案
笔者团队在HPD多级网格划分及新的航海用途划分基础上，重新划分了中国沿海电子海图多级网格。
首先，根据中国沿海海域的基本情况，以6°×4°大小的范围，在东经102°～126°、北纬8°～44°之间的区域内，划分了25个初级网格。编号采用一位大写英文字母表示，即A～Y，从西到东、从北到南依次排列（见图2）。
图2 中国沿海初级网格覆盖范围及编号
然后，在初级网格的基础上划分五个等级的网格，见表3。
表3中國沿海电子海图多级网格划分
网格编号依然采用HPD多级网格测绘工程规划中提出的方案，具体为：CN＋网格等级（1位）＋初级网格编号（1位）＋行号（2位）＋列号（2位）（共8位），详见图3。
图3
由于采用了新的航海用途划分规则，这一方案的最大特点就是网格等级与电子海图的航海用途一致，一个HPD网格恰好对应一幅电子海图，较好解决了已有HPD多级网格测绘工程规划方案中未能解决的电子海图命名问题。
4 网格电子海图分幅及命名
4.1 网格电子海图分幅及命名一般原则
根据2013年版《中国沿海港口航道图目录》，笔者团队基于下列原则确定了现有的各航海用途层的网格电子海图单元。
（1）符合IHO关于电子海图的相关要求，如2所述。
（2）所有图幅按照中国沿海电子海图航海用途划分规则（表2）确定航海用途。
（3）根据航海用途，按照4中所述选择对应的网格等级，网格等级即为航海用途，网格编号即网格电子海图单元名称。根据中国沿海电子海图多级网格划分方案，未来网格电子海图文件名正好与网格编号保持一致。
（4）如果网格内所包含的数据全部为陆地区域或仅有一小片水域且水域内的数据与更小一级航海用途单元数据基本一致，该网格不制作电子海图。
根据上述原则确定了中国沿海网格电子海图分幅，现截取东海航海用途层3的网格电子海图分幅图示意如下（见图4）。蓝线范围为网格电子海图的分幅范围，粉色区域为网格电子海图的有效数据覆盖范围。
图4航海用途层3网格电子海图分幅图
4.2 同一航海用途层中网格电子海图重叠的处理原则
从3.2中新的航海用途划分规则（表2）可以看出，在同一航海用途中仍然存在某些电子海图数据重叠的问题，大致有以下几种情况，建议遵循如下处理原则。
（1）當同一区域的同一航海用途中有多个比例尺电子海图时，且各比例尺电子海图数据完全重叠。此时，可以采用选取一个主比例尺数据制作电子海图，另一个比例尺数据不做电子海图的方式。
（2）当同一区域的同一航海用途中有多个比例尺电子海图时，但各比例尺电子海图数据有部分重叠。此时，建议将大比例尺图数据放入小比例尺图数据所在的HPD层中，一起制作电子海图。
（3）航海用途层3中电子海图重叠的特殊情况处理
航海用途3中数据重叠的问题，即HPD中C1层（1:90000～1:179999）和C2层（小于1:179999）数据重叠，网格电子海图无法制作。分析2013年港口航道图目录发现受影响的是16幅1:30万海图、1幅1:40万海图（电子海图编辑比例尺为1:18万）与50幅1:10万—1:18万海图（电子海图编辑比例尺为1:9万）数据重叠。
为解决该问题，建议将16幅1:30万海图对应的网格电子海图设置为1:35万，航海用途变为2，虽然这与现行的电子海图编辑比例尺确定规则不符，但这样做有以下优点：
a.可以解决航海用途层3中因数据重叠而无法制作网格电子海图的问题，并且使中国沿海网格电子海图的层次更丰富；
b.解决了16幅1:30万海图与同系列1幅1:40万海图的拼接问题，调整之后1:30万海图与1:40万海图属同一航海用途2，可以统一制作网格电子海图；
c.电子海图中编辑比例尺主要用于最小比例尺的设置，1:30万与1:35万更为接近，这样设置并不影响电子海图的质量。
4.3 入海江河网格电子海图单元分幅及命名原则
现有港口航道图目录中覆盖入海江河的海图，如海河、黄浦江、珠江，单元范围不按照4中所述方案划分网格，而是根据纸海图范围划分为连续不重叠矩形，单元名称为：CN6R＋河流名称缩写（2位）＋顺序号（2位），如黄浦江第一幅电子海图（最接近入海口的图）文件名为CN6RHP01，示例见图5。
图5 入海江河分幅示例（上海港黄浦江）
5结语
本文笔者团队针对电子海图分幅原则的要求，对解决同一航海用途层的单元数据重叠提出建议，进而在新的中国沿海电子海图航海用途划分规则下，重新划分中国沿海电子海图多级网格，并最终确定了中国沿海网格电子海图分幅及命名。这对网格电子海图的下一步发展做了基础性铺垫，为实现中国沿海网格电子海图全覆盖的蓝图拉开了序幕。
参考文献
[1] 东海航海保障中心上海海图中心.《电子海图分幅方案》征求意见稿，2012
[2]International Hydrographic Bureau. IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data Edition3.1, 2009
[3] 张岳 王昭 李辉 邢攸姿 石金榜. 电子海图多级网格化管理的设计与实现，2009
[4] 文琳. 基于网格下的HPD源数据生产流程探讨,2009
作者简介
1.刘莉雯（1981- ），女，湖北红安人，工程师，硕士，2007年毕业于武汉大学大地测量学与测量工程专业，现从事海图制图及质检工作。
2.刘慧芹（1982- ），女，安徽灵璧人，工程师，硕士，2007年毕业于同济大学大地测量学与测量工程专业，现从事海图制图及质检工作。
3.陈磊（1973- ），男，江西进贤人，高级工程师，硕士，2009年毕业于同济大学测绘工程专业，现从事海图制图管理工作。