海洋工程测量特点分析 -海洋测量学是什么学科

王方 · 发表于海洋调查船 2023-12-1 19:06:11

近日，由中国海军海道测量局组织完成的《国际海道测量组织S-100系列标准》丛书（中文版）正式由海洋出版社公开出版发行。此次丛书包含《S-100：通用海洋测绘数据模型（4.0.0版）》《S-101：电子航海图产品规范（1.0.0版）》《S-102：测深表面产品规范（2.1.0版）》《S-111：表层流产品规范（1.1.1版）》《S-129：富余水深管理信息产品规范（1.0.0版）》等5部标准，出版字数共约317万字。通过编译人员长达3年时间共同努力，丛书内容质量达到了较高水准，得到中科院周成虎院士认可并作序推荐。

【内容简介】国际海道测量组织（英文缩写：IHO）于2001年，正式把开发“通用海洋测绘数据模型”（S-100）纳入工作计划，现已由IHO传输标准维护和应用开发（TSMAD）工作组开发完成，同时，也得到了来自海洋测绘、工业界和学术界的积极参与。2015年以来，S-100工作组（S100WG）进一步丰富完善了S-100内容。S-100提供了一个现代化的海洋地理空间数据标准，可支持各种各样与海洋测绘相关的数字化数据源，与国际主流地理空间标准相兼容，特别是ISO19100系列地理信息标准，因而，使海洋测绘数据和应用更易于集成到地理空间解决方案中。S-100的主要目标是支持更多海洋测绘数字化数据源、产品和用户，包含影像和格网数据的使用、增强的元数据规范、无限制的编码格式以及一个更加灵活的维护制度。这样就可以开发超出传统海洋测绘范围的新应用——比如，高密度测深、海底分类、海洋GIS，等等。S-100是可扩展的、考虑到了未来需求，例如3维数据、时变数据（x，y，z和时间）以及用于获取、处理、分析、存取和表达海洋测绘数据的web服务，一旦需要，可以容易地加入或嵌入。S-100的目的是方便和推动非IHO相关人员或机构的进入，尽最大可能降低不同专业领域中，使用海洋测绘数据和技术的门槛。S-100最终将取代目前的“海道测量数字传输标准”（S-57）。尽管S-57具有许多好的方面，但它也有以下局限性：●S-57几乎只是用于“电子海图显示与信息系统”（ECDIS）中电子航海图（ENCs）的编码；●S-57不是一个被GIS领域广泛认可和接受的现代化标准；●维护制度不灵活，长期冻结标准会适得其反；●按照目前的结构，难以支持未来的需求（比如，网格化测深或者时变信息）；●数据模型嵌入在数据封装中（也就是文件格式），限制了模型的灵活性和扩展性；●许多人认为它不是一个开放的标准，只是服务于ENC数据的生产和交换。由S-57到S-100的转换受到IHO的严格监控，以确保现有的S-57用户，特别是ENC相关用户不会受到不利影响。在可预见的未来，S-57仍将会继续作为ENC的指定格式而存在。同时，鼓励所有现有的和潜在的用户，如果涉及海洋测绘数据和应用，特别是需求没有固化时，建议使用S-100开发，以便为标准的发展和完善提供支持。【推荐序】今天，人类社会进入数字时代，数据成为重要的生产要素，成为一个国家的战略性资源。数据的标准化则是挖掘数据价值，发挥数据潜力的重要科学保障。作为构成地球表层系统主体的海洋，则是一个复杂的四维动态系统，更是一个“要素多元多维、现象耦合关联、环境复杂多变”的巨系统，如何实现各类地理信息资源的内在有机表达、整合与关联是地学领域需要重点研究的难题之一。面对海洋空间各类地理信息的融合应用需求，国际海道测量组织（IHO）在充分借鉴ISO 19100地理信息系列标准的基础上，结合海洋领域特点加以裁剪或扩展，提出了“1+N+X”（1个通用模型，N个应用领域，X个产品规范）的S-100系列标准体系，构成了海洋领域全空间信息建模、表达与应用统一框架，为海洋地理信息系统的蓬勃发展提供了新的契机，也为海陆地理信息深度融合提供了重要机遇。《国际海道测量组织 S-100 系列标准》丛书出版恰逢其时、意义重大、影响深远。相比于ISO 19100 地理信息系列标准，S-100系列标准在某些设计方面更加先进，例如即插即用符号化机制。S-100系列标准将于2026年进入实质性推广应用阶段，到2029年将成为国际海事组织（IMO）的强制标准，但目前国内相关知识和技术储备尚无法应对标准体系换代带来的一系列问题。为此，建议国内相关人员尽早开展研究学习，充分消化吸收国际先进理念，集智攻关解决数据生产转换、综合集成和智能应用等难题，积极参与甚至主导后续相关标准规范的制定工作，为加快海洋强国建设、凸显国际责任担当和提高国际影响力发挥应有的贡献。

中国科学院院士周成虎

2023年9月1日

【总序】

标准是人类智慧的结晶,是行业发展水平的重要体现,是经济活动和社会发展的技术支撑,是国家基础性制度的重要方面。标准在推动人类发展进步、推进国家治理体系和治理能力现代化中发挥着基础性、引领性作用。海洋测绘标准建设是海洋测绘事业的重要组成部分,是促进海洋测绘事业转型发展、提升海洋测绘服务保障能力、确保海上航行安全的重要基础支撑。

国际海道测量组织(英文缩写IHO)属政府间技术咨询性国际组织,旨在全球范围内制定海洋测绘数据、产品、服务和技术标准,促进各国标准统一,确保海上航行安全。我国是IHO创始成员国之一,对于IHO标准具有履约职责和推广应用义务。

作为我国海洋基础测绘主管部门和我国在IHO的官方代表机构,中国海军海道测量局一直负责我国海洋测绘领域国家标准归口管理,在国家标准化管理委员会指导下,开展涵盖海洋测量、海洋制图、海洋测绘数据库建设、海洋信息标准化处理等方面的国家标准建设。新中国成立70多年来,我国海洋测绘标准从无到有,从直接引进转化到自行研究制定,从相对零散到形成体系,先后发布实施了《海道测量规范》《中国海图图式》等九项国家标准和数十项国家军用标准,有效支撑了我国海洋测绘工作,保障了海上航行安全。

当前,IHO正在持续推动新一代通用海洋测绘数据模型(标准编号为S-100)落地与应用,为海洋时空信息表达与智能航海应用提供统一框架,基于该标准研究制定系列海洋测绘产品规范(统称为S-100系列标准),计划2025年开始启用新一代电子航海图标准,推动S-100系列标准进入实质应用阶段。为紧跟国际标准发展,完善我国海洋测绘标准体系,中国海军海道测量局于2010年在国内公开出版了S-100标准1.0版中文译本,随后紧密开展跟踪研究,于2018年初步完成了样例数据解析、转换与显示应用等关键技术攻关,与国际先进水平基本保持同步发展。为深入贯彻落实我国“建设海洋强国”的重大决策部署,加速提升我国海洋地理信息技术水平,考虑S-100系列标准已趋于完善,我国海洋测绘标准建设正处于重要转型阶段,中国海军海道测量局2019年启动新版S-100系列标准的翻译出版工作,并于2021年形成初步成果。经IHO授权,现将相关译稿公开出版,为广大海洋测绘研究与应用人员提供参考。

中国海军海道测量局2023 年 8月 27 日

【编译人员】

S-100：通用海洋测绘数据模型（4.0.0 版）

陈长林

S-101：电子航海图产品规范（1.0.0 版）

陈长林卢涛梁志诚杨管妍黄毅李庆伟吴礼龙

S-102：测深表面产品规范（2.1.0 版）

陈长林梁志诚李明辉杨管妍卢涛洪安东黄贤源

S-111：表层流产品规范（1.1.1 版）

陈长林梁志诚贾俊涛赵健卢涛洪安东黄毅

S-129：富余水深管理信息产品规范（1.0.0 版）

陈长林李明辉肖付民卢涛洪安东兰莉莎崔文辉