CN110825761A - 一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法 - Google Patents

一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于航海导航领域，发明了一种面向船岸分布式电子海图***及海图数据布置与更新的方法；包括船端电子海图***和岸端电子海图***，所述船端电子海图***内包括船端服务器和多个船上终端，岸端电子海图***内包括岸端服务器和多个岸上终端，船端服务器和岸端服务器通过网络可实现电子海图***和岸端电子海图***数据的双向互通。在上述***的基础上相应设置一种海图数据布置与更新的方法。

Description

一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新 方法
技术领域
本发明属于航海导航领域，发明了一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法。
背景技术
电子海图***是航海导航技术、海洋测绘技术、地理信息***GIS技术、计算机网络等多学科交叉发展的产物，广泛应用于船舶导航、港口监控、水文气象测量等领域。电子海图***的基本功能是为用户提供全球范围电子海图数据的可视化态势展现，以此为核心搭建多样的电子海图应用服务。随着人类开发海洋、利用海洋的技术不断成熟，特别是智能船舶、智慧航行概念的提出，使得电子海图的应用场景从以往的岸基平台监控、船舶航行导航以及海上平台监视等单一结点应用不断向着网络化、船岸协同、船岸一体化应用方向发展。
海图数据是电子海图***各类应用的基础，因此针对电子海图数据国际海事组织、国际水道测量组织颁布了一系列规范与标准，对电子海图数据的传输、组织结构、显示、符号化都进行了详尽规范。但这些标准并非针对网络化电子海图应用制定，标准的S57/S63海图数据由于需要数据解析、数据处理、图形渲然等步骤无法直接应用于船岸分布式电子海图***。在现有的船岸通信网络环境下，如何电子海图数据的布置与更新是实现船岸分布式电子海图***应用的关键技术之一。
目前基于网络应用的电子海图***其电子海图数据主要采用光栅海图数据，用户通过浏览器访问Web海图服务时通过网络传输大量的海图瓦片数据进行海图应用。满足全球航行导航应用的光栅海图，其数据规模在几TB至几十TB，这样的数据规模在现有的船岸通信网络带宽内传输将极大地占用其他应用数据带宽，降低***运行速度使***无法运行，并且在现有的通信流量计费条件下使用成本也难以承受。故本发明提出适用于远洋船舶的，面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新的方法。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提出一种适用于现有船岸通信带宽低、数据流量费用高条件下的面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新的方法。
本发明采取的技术方案是：
一种面向船岸分布式电子海图***，其特征在于：包括船端电子海图***和岸端电子海图***，所述船端电子海图***内包括船端服务器和多个船上终端，岸端电子海图***内包括岸端服务器和多个岸上终端，船端服务器和岸端服务器通过网络可实现船端电子海图***和岸端电子海图***数据的双向互通。
应用一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：根据矢量电子海图数据进行切片处理，生产海图切片，按照经纬度生成海图光栅瓦片数据；
步骤2：将光栅瓦片数据分别布置于岸端服务器及船端服务器；
步骤3：船端用户使用浏览器访问电子海图***时，***根据船舶的状态及通信条件判定访问船端或岸端海图数据服务器；
步骤4：船端电子海图***根据船舶通信状况自动判定更新模式，择机更新服务器内海图切片数据。
进一步的，所述步骤1中，根据船岸分布式电子海图使用的矢量电子海图数据，针对不同位置进行切片处理，生成电子海图的光栅瓦片数据。
进一步的，所述步骤2中，根据瓦片数据的对应的地理经纬度对数据进行组织，分别部署于船岸分布式电子海图***的岸端服务器及船端服务器。
进一步的，所述步骤3中，在基于B/S架构的电子海图***的船端浏览器访问服务器前，***根据船舶的通信状况，船舶的运动参数，优选船端服务器或岸端服务器进行访问，读取光栅瓦片数据。
进一步的，所述步骤4中，船端电子海图***根据船舶通信状况，更新船端服务器内存储的海图光栅瓦片数据，直至数据与岸端服务器数据同步。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，采用船端电子海图***和岸端电子海图***通过外部的网络，如海事卫星，有线的光纤通信或移动通信技术实现数据的双向互通。
应用本发明的海图数据布置与更新的方法具有如下优点。所述的步骤1中，根据相应的图幅范围、切片的像素、比例级别等将地图切割为小块的海图光栅数据瓦片，当船端或岸端服务器收到接收要求时可将已经生成好的海图数据瓦片拼起来返回给客户端；步骤2中，初始瓦片数据的部署量可根据船舶的航行区域或者作业区域的地理经纬度范围决定，尽量覆盖相关海域。尽量减小用户在使用过程中需要的传输的瓦片数据量；步骤3中，在***的业务逻辑层内检查当前船位与船载服务器内所在海域的海图覆盖情况，当能够覆盖时直接读取船载服务器；当不能全部覆盖时***进行网速测试对船舶的通信情况进行判别，如监测到船舶通信速率大于***运行所需要的最低速率***读取岸基服务器，否则从船载服务器读取数据。船端电子海图***根据访问情况生产数据访问记录；步骤4中，船端电子海图***监测船舶通信状态，当监测到船位静止、且通信速率大于指定速率时，船舶一般处于码头母港状态。此时船端电子海图***自动根据数据访问记录对相关海域的光栅海图数据进行及时更新。适用于现有船岸通信带宽低、数据流量费用高的环境下的通信要求。
附图说明
图1是本发明船岸分布式电子海图***组成图；
图2是本发明的船端电子海图***访问数据服务流程设计图；
图3是本发明的船端电子海图***更新数据流程设计图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明采取的技术方案是：
一种面向船岸分布式电子海图***，本发明的创新在于，包括船端电子海图***和岸端电子海图***，所述船端电子海图***内包括船端服务器和多个船上终端，岸端电子海图***内包括岸端服务器和多个岸上终端，船端服务器和岸端服务器通过网络可实现电子海图***和岸端电子海图***数据的双向互通。
应用上述***的海图数据布置与更新方法，(以中国近海C100102图幅范围经度：105 度至133度；纬度：3度至41度为例)其创新在于，包括如下步骤：
步骤1：根据矢量电子海图数据进行切片处理，生产海图切片，设定每个切片设计为256 ×256像素，在C100102图幅范围的海图区域，当切割级别为16级时，生成瓦片文件数据达到4500万个；
步骤2：将光栅瓦片数据分别布置于岸端服务器及船端服务器；
除在岸端服务器中部署全部海图瓦片数据外，在分布式电子海图***的船端服务器内也要部署初始瓦片数据。初始瓦片数据的部署量可根据船舶的航行区域或者作业区域的地理经纬度范围决定，尽量覆盖相关海域。
步骤3：船端用户使用浏览器访问电子海图***时，***根据船舶的状态及通信条件判定访问船端或岸端海图数据服务器；
进一步的，所述步骤3中，在基于B/S架构的电子海图***的船端浏览器访问服务器前，***根据船舶的通信状况(如网速)，船舶的运动参数(如位置)，优选船端服务器或岸端服务器进行访问，读取光栅瓦片数据。
浏览器通过Web Server同服务器进行数据交互。分布式电子海图***的服务层业务逻辑采用在微软的Dotnet Framework4环境下用VSC#开发而成的海图服务(ChartService)。为了便于维护、升级和实现分布式应用，将业务逻辑服务层和数据访问层分离开，业务逻辑服务层由Chart Service服务接口与中间件构成，Web页面通过业务逻辑服务层调用数据库。
当船端电子海图***浏览器收到访问请求后，在***的业务逻辑层内检查当前船位与船载服务器内所在海域的海图覆盖情况，当能够覆盖时直接读取船载服务器；当不能全部覆盖时***进行网速测试对船舶的通信情况进行判别，当监测到船舶通信速率大于***运行所需要的最低速率(本实例中设定为6Mbps)时，***读取岸基服务器，否则从船载服务器读取数据。船端电子海图***根据访问情况生产数据访问记录。
步骤4：船端电子海图***根据船舶通信状况(如网速)自动判定更新模式，择机更新服务器内海图切片数据。
本实施例中，所述步骤4中，船端电子海图***监测船舶通信状态，当监测到船位静止、且通信速率大于指定速率时(本实例设定为50Mbps)，船舶一般处于码头母港状态。此时船端电子海图***自动根据数据访问记录对相关海域的光栅海图数据进行及时更新。

Claims (6)

1.一种面向船岸分布式电子海图***，其特征在于：包括船端电子海图***和岸端电子海图***，所述船端电子海图***内包括船端服务器和多个船上终端，岸端电子海图***内包括岸端服务器和多个岸上终端，船端服务器和岸端服务器通过网络可实现船端海图***和岸端电子海图***数据的双向互通。
2.根据权利要求1所述的一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：根据矢量电子海图数据进行切片处理，生产海图切片，按照经纬度生成海图光栅瓦片数据；
步骤2：将光栅瓦片数据分别布置于岸端服务器及船端服务器；
步骤3：船端用户使用浏览器访问电子海图***时，***根据船舶的状态及通信条件判定访问船端或岸端海图数据服务器；
步骤4：船端电子海图***根据船舶通信状况自动判定更新模式，择机更新服务器内海图切片数据。
3.根据权利要求2所述的一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法，其特征在于：所述步骤1中，根据船岸分布式电子海图使用的矢量电子海图数据，针对不同位置进行切片处理，生成电子海图的光栅瓦片数据。
4.根据权利要求2所述的一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法，其特征在于：所述步骤2中，根据瓦片数据的对应的地理经纬度对数据进行组织，分别部署于船岸分布式电子海图***的岸端服务器及船端服务器。
5.根据权利要求2所述的一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法，其特征在于：所述步骤3中，在基于B/S架构的电子海图***的船端浏览器访问服务器前，***根据船舶的通信状况，船舶的运动参数，优选船端服务器或岸端服务器进行访问，读取光栅瓦片数据。
6.根据权利要求2所述的一种面向船岸分布式电子海图***的海图数据布置与更新方法，其特征在于：所述步骤4中，船端电子海图***根据船舶通信状况，更新船端服务器内存储的海图光栅瓦片数据，直至数据与岸端服务器数据同步。
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