电子海图质量检验的方法

电子海图质量检验的方法及特点
[摘要]电子海图产品质量检验在产品形成过程中发挥着重要作用，本文就电子海图质量检验的内容、方法及特点，结合笔者工作实践，简要进行分析阐述。

[关键词] 电子海图质量检验方法特点
一、引言
电子海图质量检验，是按照事先规定的质量标准和控制程序，对电子海图形成过程中出现的质量缺陷进行判断或检证，并及时采取纠正措施予以消除。

由于电子海图本身的特殊性，决定了电子海图质量检验与一般测绘产品不同的检验方法，也形成了电子海图质量检验所具有的特点。

本文就电子海图质量检验的内容、方法及特点，结合笔者工作实践，进行简要分析阐述。

二、电子海图质量检验的内容
电子海图质量检验的内容主要包括资料现势性、数学基础、数据结构、数据精度、物标属性等质量特性。

（一）资料现势性检验内容
1、资料采用：采用的制图资料是否与编图计划确定的资料一致。

2、资料小改正：制图资料是否按《改正通告》或《航海通告》改正至最新，有否遗漏。

（二）数学基础检验内容
1、椭球体参数：输入的参考椭球体参数是否准确。

2、坐标系统：采用的坐标系统是否准确，即是否采用WGS－84
大地坐标系。

3、编辑比例尺：电子海图的编辑比例尺是否符合规定的比例尺分级及选择要求，即编辑比例尺是否采用最接近制图资料比例尺且比其大一级的比例尺。

4、单元范围：单元的范围是否与编图计划确定的范围一致，航海用途相同的相邻单元之间的数据是否连续，拼接是否重叠，单元的数据容量是否超过5兆。

5、深度基准：深度基准是否采用理论最低潮面，深度基准不一致的资料是否已改算成一致。

6、高程基准：高程基准是否采用1985国家高程基准，高程基准不一致的资料是否已改算成一致。

7、坐标转换参数：采用BJ-54坐标的资料制图时，应检查坐标转换参数是否准确，并注意不同地区所采用的不同转换参数。

8、坐标分辨率：检查X、Y、Z坐标的分辨率设臵是否符合规定。

（三）数据结构检验内容
1、地表层检查（Skin of the Earth）：检查电子海图单元中“组1物标”即地表层面状物标（深度范围、疏浚区、浮船坞、报废船、陆地区、浮码头、未测区）是否完全覆盖整个单元，是否有重叠区域，物标是否合法等。

2、高级查证（Advanced Validation Checks）：检查同类物标不同几何图元的相互关系是否合理、深度区域内是否存在不相符的水深点、水深分组是否合理、导航标志制度是否正确、数据是否在无效范
围内等。

3、物标内容验证（Validate HOB Contents）：检查线物标的连接情况、主从物标匹配情况、同一位臵物标的相互包容情况等。

4、物标及属性检验（Verify Objects and Attributes）：检查物标的类目和编码、物标的属性编码和属性值是否符合《IHO数字海道测量数据传输标准》（S-57），所有物标的必备属性是否都已具备，如必备属性的属性值未知可不赋，但必须赋予属性代码。

5、重复物标检查（Duplicate Objects）：检查一个空间物标是否生成了多余的重复物标，同一位臵是否出现多个相同的空间物标。

通过数据结构检证，只能说明电子海图的数据结构符合S-57标准，但并不保证海图数学基础以及图中每一物标的位臵、属性等信息的准确性，因此还需采用其他方法对海图数学基础、数据精度、物标属性等进行检查。

（四）数据精度检验内容
1、地貌、地物的位臵精度。

2、水深、等深线的位臵精度。

3、灯塔、灯桩、灯标等助航设施的位臵精度。

4、沉船、礁石、障碍物等碍航物的位臵精度。

5、航道、锚地等海域区界线的位臵精度。

（五）物标属性检验内容
1、属性编码：物标属性代码使用是否正确，是否符合S-57标准。

2、属性值：物标属性值输入是否正确，是否符合S-57标准。

三、电子海图质量检验的方法
电子海图质量检验的方法，总体而言，就是按规定的检验程序，采用软件检证、感官检查、综合分析等手段，对受检电子海图的质量特性进行度量，并将度量结果与产品标准进行比较，从而作出受检产品的符合性判断。

具体的检验方法一般按下列几个步骤进行：（一）确认头文件基础信息
将电子海图头文件（Header）描述的坐标系统、编辑比例尺、深度基准等数学基础信息与编图计划确定的制图参数进行比对确认。

（二）软件测试数据结构
利用CARIS HOM、Dkart Inspector等数据质量检查软件，测试电子海图数据结构是否符合《IHO数字海道测量数据传输标准》（S-57）。

软件测试结果一般分为“错误”和“警告”两类，“错误”是指数据与产品规范严重不符或严重偏差，必须改正，而“警告”是指数据与产品规范之间的偏差不太严重或数据可疑，如果电子海图描述的信息与实际情况一致，可不改正，反之则需改正。

（三）坐标比对转换精度
采用BJ-54坐标的编图资料制作电子海图时，应选择几个典型点（如图廓点、特征水深点）的BJ-54坐标，转换成WGS-84坐标后，与电子海图中的对应点进行比较，以判断坐标转换是否正确，精度是否符要求。

（四）矢量图比对数据精度
将电子海图转换成与基本制图资料具有相同数学基础的数字图，
并绘制成透明薄膜图，然后与制图资料进行比对，检查所有物标的空间位臵的精度是否符合编图规范的要求，水深注记位臵、点状要素位臵、线状要素位臵的误差是否超过下列允许值：
1、水深注记的位臵偏差不大于0.3mm。

2、点状要素的位臵偏差不大于0.2mm。

3、线状要素的位臵偏差不大于0.3mm。

（五）人机交互检查物标属性
物标属性的检查，一般采用人机交互的方式进行，即将计算机屏幕上显示的电子海图物标属性与制图资料（纸海图或其他资料）进行比对，检查物标的有用信息是否都已在属性中描述，描述的属性值是否准确，显示的物标符号是否符合标准。

检查时可以按分类和分区的方法分别进行：
1、分类检查。

S-57规定了电子海图每类物标的一组特定属性，而同类物标会具有某些相同的属性（某项属性值相同或有规律可循），即“共性”属性。

分类检查就是根据“共性”属性的特点，把同类物标选择出来，利用CARIS HOM等软件的统查功能，对同类物标的共有属性值进行统一查询，以提高检查效率。

2、分区检查。

同类物标除具有“共性”属性外，还具有某些特征属性，即“个性”属性，因此，必须对物标的“个性”属性进行逐个检查。

分区检查就是把电子海图按经纬线格网分成若干区域，利用Seemydenc、Dklook等电子海图显示软件，将区域内每一物标的“个性”属性显示出来，与标注于制图资料上的物标显性特征逐一进行对
照检查，以防止盲目无序检查所造成的漏检。

四、电子海图质量检验的特点
电子海图是一种复杂的知识产品，是关系到船舶航行安全的特殊产品，由于电子海图本身的复杂性和特殊性，对其质量特性值的度量也与一般产品有所不同，因此电子海图质量检验具有以下特点：（一）作为特殊产品所具有的质量检验特点
1、通过各级检验机构对产品进行检验并提出改进意见，使过程产品的缺陷得以多次修改而不影响最终产品的质量。

在最终产品形成之前的过程检验中，不仅可以把检验出的缺陷项经过修改变成合格项，还可以把漏检项减少到最低程度，使最终产品的质量水平逐步提高，所以电子海图产品检验是改善性检验。

2、由于每幅电子海图所处的地理区域、自然特征各不相同，其特征物标、属性、属性性也都各不相同，因此电子海图产品都是不重复的单件产品，不能采用抽样检验的方式；电子海图产品的检验方法是属于非破坏性检验，具备了全数检验的条件；电子海图产品是关系到航行安全的特殊产品，所以有必要采用全数检验方式。

（二）与纸海图质量检验比较所具有的特点
1、纸海图描述的海域地理信息和航海信息，通过图式符号、注记等形式全部直观地反映在图上，凭检验者的知识经验，就可判断海图的质量特性是否符合标准。

电子海图物标的空间位臵和符号形状、大小、颜色等视觉特征，需借助电子海图显示系统显示出来，再凭检验者的知识经验，对电子海图的质量特性作出符合性判断。

所以电子
海图产品检验是计算机和感官相结合的检验。

2、电子海图采用特征物标、属性和属性值三个层次关系描述图上信息，并以电子数据存储在光盘等介质上，凭检验者的视觉感官是无法检验的，只有通过电子海图显示软件，对物标属性进行屏幕查询，才能做出符合性判断，所以电子海图产品检验是人机交互式检验。

3、对电子海图数据结构等质量特性的检验，不配备专用的质量检验软件是无法进行的，光凭检验者的视觉感官是无法进行的，所以电子海图产品检验必须借助质量检验软件对数据质量进行测试。

五、结语
电子海图产品质量检验在产品形成过程中发挥着重要作用，它既是电子海图形成过程中的必要工序，又是控制和改进电子海图质量的重要手段。

前者起到了维持电子海图质量达到规定水平的把关作用，后者起到了提高电子海图质量的作用。

电子海图质量检验工作还处于探索阶段，以上对电子海图质量检验内容、方法及特点的阐述，仅仅是个人的经验之谈，不当之处恳请指正。

参考文献：
[1] IHO《电子海图及其应用系统国际规范和标准》（S-57篇）
[2] 龚益鸣. 质量管理学. 复旦大学出版社。