第１５卷 第８期 ２０１５笠 中 国水运 Ｖｏ１．１５ Ａｕｇｕｓｔ Ｎｏ．８ ２０１５ ８月 Ｃｈ ｉ ｎａ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ 基于内河电子航道图制作和应用的内河航道要素 分类体系研究 魏曦 ，杨保岑 ，叶劲松 ，段成民 （１．交通运输部科学研究院，北京１０００２９；２．长江航道测量中心，湖北武汉４３００００） 摘要：内河航道要素分类体系的统一是内河电子航道图生产制作标准规范的核心，也是方便航道信息应用和共享 的重要因素。本文根据内河航道管理和电子航道图生产制作需要，在现有相关标准的基础上，建立符合内河航道管 理和电子航道图生产与应用需要的航道要素分类体系与编码规范，为内河电子航道图规范制作提供依据。 关键词：电子航道图；航道要素；线分类法；分类体系 中图分类号：Ｕ６１２ 前言 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９７３（２０１５）０８—００４１—０３ 一、对航道要素逐个评估，梳理形成航道要素集合。 （４）比较现有的要素分类体系优劣 电子航道图是航道信息化建设的核心内容和数据基础， 各种信息系统大多要以电子航道图作为运行、展现平台。目 前，我国内河电子航道图制作还没有统一的标准规范，电子 航道图航道要素分类和电子航道图格式、内容的差异，导致 了已建立的内河航道信息系统间很难进行数据共享，给各级 航道管理部门、航运企业以及船舶用户等使用电子航道图带 来诸多不便，造成严重的资源浪费。 分析现行国标、行标及国际标准中的要素分类体系各自 的特点，对比各分类方法和体系的优劣，并结合前期调研情 况，总结出可参照的分类方法，主要为线分类法和面分类法。 其中，线分类法是按选定的若干属性（或特征）将分类对象 逐次地分为若干层级，每个层级又分为若干类目。统一分支 的同层级类目之间构成并列关系，不同层级类目之间构成隶 属关系。同层级类目互不重复，互不交叉。与面分类法相比， 内河航道要素的分类与编码，是内河电子航道图生产制 作标准规范的核心，是决定电子航道图质量的重要因素之一， 这一方法更适用于内河航道要素分类。 （５）形成要素分类体系 针对内河电子航道图制作需求，确定内河航道要素分类 体系思路和依据，采用线分类法区分大类、中类和小类（要 素），形成内河航道要素分类体系。 没有统一的内河航道要素分类体系，就无法制作格式规范、 统一的内河电子航道图，对内河电子航道图质量也有严重影 响。为解决上述问题，本文结合我国内河航道要素特点，对 内河航道要素分类方法进行研究，形成适合于我国内河航道 要素的分类体系，以满足内河电子航道图生产制作和应用服 务的需求。 二、研究方法 开始 ： 按照同步实施、互相参照、协同工作的原则，本文提出 了研究的技术路线，如图１所示。 （１）收集资料 收集现有国内外地理要素或航道要素分类标准的相关资 收集现有标准及内河航道 要素相关资料 Ｊｒ 业务现状调研、航道要素 应用情况调研 １Ｌ 航道要素梳理，形成航道 要素集合 料，各航道管理部门现有业务使用的航道要素，统计各航道 要素使用频率，形成初步的内河航道要素分类基础资料。 （２）开展调研 结合实际调研情况，比较 现有要素类体系优劣 针对各航道管理部门对航道要素的使用情况，选择全国 内河有代表性的区域开展实地考察或函调，与航道维护和电 子航道图制作人员座谈，充分了解不同地区、不同河流的航 采用线分类法针对内河电 子航道图制作的要素分 类，并形成体系 道要素使用情况及电子航道图的制作需求。 （３）梳理要素 初步明确需要纳入内河航道要素分类体系的航道要素， 收稿日期：２０１５—０５—１５ 结束 图１技术路线图 作者简介：魏曦，交通运输部科学研究院交通信息中心。 ４２ 中国水运 第１５卷 三、研究内容 １．要素范围研究 内河航道要素众多，必须先统一对航道要素的认识。要 素范围研究将针对内河电子航道图制作需求，明确界定内河 航道要素的名称、定义、数量，并根据各内河航道要素的使 用频率确定要素重要性排序。纳入研究范围的要素将作为整 个内河航道要素分类体系的基础。 要素范围研究工作的开展主要分为收集资料、实地和发 函调研、资料整理和要素范围界定等。 （１）收集现有标准和内河航道要素相关资料 收集的标准和资料内容主要包括：Ｓ一５７等电子海图标 准，ＩＥＨＧ相关标准， 基础地理信息要素分类与代码 等国 标，《水运工程测量规范 长江电子航道图制作规范 等行 标，长江电子航道图生产使用的 清华山维ＥＰＳ系统 地物 模板等内部规范，以及其他内河航道要素相关资料。 （２）实地和发函调研了解内河航道要素现状 对全国内河七大水系（长江、珠江、松花江、黑龙江、 淮河、京杭运河及洞庭湖）和湖泊中有代表性的区域进行实 地考察或函调，深入了解内河航道要素的使用情况及制作电 子航道图时对航道要素分类与编码的需求。 （３）要素范围研究和范围界定 首先，以长江航道作为基础，将长江电子航道图制作中 常用的要素作为基本研究对象，并补充相关地理要素，形成 长江航道要素全集；其次，整理和对比各流域的调研资料和 收集到的要素，完善整个内河航道要素集合；再次，在内河 航道要素集合基础上，根据使用频率进行要素重要性排序， 划定本研究的内河航道要素范围。 ２．要素名称确定 整理分析内河航道要素工作中，较为突出的问题是要素 名称冲突、定义不准确。本研究在要素名称确定方面也做了 大量研究。 （１）查阅资料并联系实际工作，确定内河航道要素的确 切定义。以 水运工程测量规范 和 长江电子航道图制作 规范 这两个行业标准为基础，参考国标和相关国际标准来 定义内河航道要素。 （２）对定义相似、名称相似的内河航道要素进行比较， 含义相同的要素，保留其中一个要素名称。 （３）根据实际使用的频率、便捷性以及通用惯例，确定 要素名称。 其中典型问题列举如下： （１）“河道”和“航道”，是两个要素大类，其中，河 道侧重自然要素，航道侧重航行和人工要素。 （２）“长堤”和“大堤”指一个要素，最终保留“大堤”。 （３）根据实际工作中的通用惯例，“油障”特指与水上 油井相关的障碍物，而“障碍物”指一般的碍航物，两个要 素类因含义不同做了区分。 通过要素范围研究和要素名称确定，最终确定纳入研究 范围的要素３２５个。 ３．要素分类研究 （１）分类体系研究 本文主要参考了国标、行业标准、航道管理部门的内部 要素分类规范，以及其他电子海图系列相关标准，这些标准 和规范的应用领域和目的不同，其要素分类各有优劣，具体 情况如下： １） 基础地理信息要素分类与代码＞） 国标兼顾行业众多，分类层次结构清晰，逻辑性强，分 类要素覆盖面广泛，采用线分类法，要素按从属关系依次分 为四类：大类、中类、小类、子类。但是很多要素在内河航 道管理和电子航道图制图过程中并不需要，并且与内河航道 相关的要素分类不详细，不能满足内河航道要素分类的具体 应用需求。 ２） 水运工程测量规范 属于行业标准，是针对水运工程测量制定的规范，该规 范中也采用线分类法以测量规范图式的方式对所有要素分 类。该分类详细，在航道测量方面针对性强；但是其分类层 次结构不清晰，不易理解。另外，该规范不是以面向地理信 息实体对象为原则组织分类，存在同一地物由于绘图符号的 不同被重复分类的情况，不适用于以面向对象的方式存储和 内河电子航道图制作应用。 ３） 长江电子航道图制作规范 属于行业标准，是针对长江电子航道图制作的规范，它 借鉴电子海图的经验，针对长江航道要素采用线分类法扩展 了物标与属性定义，现已用于指导长江电子航道图实际生产； 但它是针对长江电子航道图制作，分类对象是物标，不是面 向地理信息实体，同样不适用于以面向对象的方式存储和内 河电子航道图制作应用。 ４） 清华山维ＥＰＳ系统》内部的要素分类规范 这一内部规范是针对长江航道测量和电子航道图生产等 应用进行要素的分类，主要目的是为制图，直接被应用到实 际生产过程中；但因其为了制图的方便对各要素的分类过细， 同级类别之间的分类规则并不清晰。 综合上述规范的优劣，本研究认为内河航道要素分类与 编码是为内河电子航道图制作管理和应用服务的，应更好的 指导内河电子航道图制作，注重要素分类体系的实用性。因 此，本研究以能反映我国内河航道基础地理信息要素的 水 运工程测量规范 和 长江电子航道图制作规范》形成的分 类体系为基础，以航道管理部门常用的要素分类为补充，参考 国标的线分类方法，对内河航道要素进行分类，按从属关系 依次分为大类、中类、小类（要素）三级。 （２）要素归类研究 在明确要素分为大、中、小三类基础上，根据内河航道 要素的实际使用情况、使用频率及应用需求，参考现有的相 关要素分类体系，将纳入研究范围的所有要素归类，解决要 素归属问题，以便于内河电子航道图的生产制作和规范使用。 以要素作为小类，记录小类归属问题，通过查阅相关资料和 专家咨询等方式，确定要素所在的大类、中类。 第８期 魏曦等：基于内河电子航道图制作和应用的内河航道要素分类体系研究 ４３ 具体步骤如下： １）大类名称的确定 ａ）最初将助航与服务设施并入了航道与水文大类中，后 经研究，将助航与服务设施单独成大类，以便经常使用的航 标要素能够归类更加明确、应用更为便捷。 ｂ）最初航道与水文涵盖了自然和人工的航道相关要素， 后为明确区分航道内的自然和人工要素，将航道与水文拆分 开后，分别定名为“河道与水文”和“航道与港航机构”，前 者囊括了自然的航道要素，后者主要包含人工和管理相关的 航道要素，分类逻辑更加清晰。 Ｃ）航道相关设施中，人工要素类归属于临过河建筑物及 水工设施大类；自然要素类归属于河道与水文大类。 ｄ）类似于上述研究，对于各要素归属的问题进行了反复 推敲后，确定的９个大类涵盖了所有内河航道地理要素，未 来将不可扩展。大类名称为：定位基础、河道与水文、航道 与港航机构、助航与服务设施、临过河建筑物与水工设施、 其他交通与管线设施、地貌与植被、境界和其他地物。 表１要素分类体系的大类和中类 数学基础 障碍物 竺 ‘篓 施 船闸引航道 管线设施 航道与港航 机柚 受限区域 、， ７ 地貌 植被 兰 尊 供给站 ８ 境界 助航与服务 设施 ２）中类归属研究 ａ）河道与水文大类、航道与港航机构、临过河建筑物与 水工设施、其他交通与管线设施、境界和其他地物中，中类 的排序，首先是将要素分别聚类，同时，依据点、线、面以 及实际应用中的重要性来进行排序。 ｂ）河道与水文、航道与港航机构中，河道的内涵是偏向 于自然要素，航道的内涵是偏向于人工和管理的要素。 Ｃ）类似地，最终确定９５个中类，中类可根据未来航道 的发展进行扩展。 ３）小类（要素）归属研究 ａ）“码头”中类下的各小类，原来是两种分类角度，分 别是从码头的用途和码头的形式来分，经过实际工作中的使 用频率，最终确定为保留按结构形式分的码头要素。类似地， “整治建筑物”等也做了相应处理。嚣 蠡雷 警 ｂ）雷达指向标、雷达应答器从桥区航标的小类中移出， 作为中类。 ４）大、中、小类排序研究 大、中、小类排序主要遵循实用性和逻辑性的原则，根 据七大水系调研收集材料和要素使用频率统计结果，将各内 河航道使用频率高的要素靠前排序，频率较低的要素靠后排 序，以便在内河航道图制作和使用时规范的查询和使用。 （３）要素分类体系 经过反复研究、对比和讨论，最终确定中类、小类的要 素归属，形成完整的内河航道要素分类体系。本研究形成的 适应内河电子航道图制作的内河航道要素分类体系大类和中 类如表１所示。 四、结论 根据内河航道管理和电子航道图生产制作需要，按照实 用性、系统性、协调性和扩展性为主的原则，对内河航道要 素范围进行梳理和研究，并以（＜水运工程测量规范 长江 电子航道图制作规范趴 基础地理信息要素分类与代码 清 华山维ＥＰＳ系统 为基础，将要素分为９个大类、９５个中 类、３２５个小类要素，建立符合内河航道管理和电子航道图 生产与应用需要的航道要素分类体系，为内河电子航道图规 范制作提供依据。 参考文献 ［１】ＪＴＳ １３１—２０１２，水运工程测量规范【ｓ］．北京：人民交通出版 社出版．２０１２． ［２］ＪＴ／Ｔ ７６５—２００９，长江电子航道图制作规范［ｓ］．北京：人民交 通出版社出版．２００９． ［３】ＧＢ／Ｔ １３９２３—２００６，基础地理信息要素分类与代码【ｓ】．北京： 中国标准出版社出版，２００６． 【４】ｓ一５７，ＩＨＯ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈｉｃ Ｄａｔａ Ｅｄｉｔｉｏｎ ３．１［ｓ］．Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈｉｃ Ｂｕｒｅａｕ ＭＯＮＡＣＯ，２０００． 【５】Ｉｎｌａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ Ｃｈａｒｔ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｇｕｉｄｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ １，Ｖｅｒｓｉｏｎ ２［ｓ】．Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｉｎｌａｎｄ ＥＮＣ Ｈａｒｍｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ，２００６．