欲望与智慧
新一代ENC数据标准S-101与S-57的对比分析摘要:S-101是基于通用海道测量数据模型(S-100)建立的新一代电子海图产品规范，遵循了S-100规定的产品规范建立原则和方法，实现了对电子海图(ENC)特定应用的准确技术描述。在分析了当前ENC 数据标准S-57存在的不足的基础之上，从数据结构、空间模式以及数据内容三个方面阐述了新一代ENC标准S-101的优点，并与S-57进行了深度对比分析。关键词：电子海图ENC S-101 S-57 S-100
Abstract:S-101 is a new ENC product specification based on the S-100 universal hydrographic data model, which followed the establishment principles and methods specified by S-100_Part 11 Product Specification and realized an precise technical description for the specific application.In this article,a comprehensive analyze of the advantages of this new product specification standard have been discussed from three aspects such as data structure,spatial schema and data content with a comparison of the disadvantages of S-57.
Key Words:Electronic Navigational Charts;ENC;S–101;S-57;S-100 根据国际海道测量组织(IHO)公开发布的信息，随着全球海洋开发的发展,S-57标准已不再适合当前的多种业务需求。2010年1月，国际海道测量组织发布了《S-100通用海道测量数据模型》，各国官方
海道测量产品开始由海道测量信息时代进入地理信息时代,S-100的发布标志海道测量数据可以与传统的
地理信息以统一的模式和方法表达、存储、发现和使用[1]。但S-100仅提供了一个模型框架，不涉及具体的数据产品规范,IHO将基于S-100的数字海道产品标准编号S-10X系列，如ENC产品规范S-101，水深表面产品规范S-102等。
S-101最终将成为基于S-100的ECDIS系统中的导航层，并能够与其他以S-100为基础的S-10X产品相结合，为航行决策提供更好的信息保障。国内学者对S-100展开了一定研究，但对于具体的S-10X 产品规范还未深入探索，深入分析S-101产品规范。此处从数据内容、空间模式以及结构与S-57进行对比分析，从而为新一代电子海图产品制作提供帮助。
1 ENC数据标准S-57的发展与不足
S-57标准是电子海图的格式标准，是IHO需要维护的主要标准之一，目前发展到S-57 Edition 3.1版本[2]。S-57标准分别在2007年1月、2009年6月和2014年3月发布了三个增补版，增补版增加了岛航道和岛航道轴线两个物标类，并修改了部分要素属性值。
随着全球海洋开发的发展,S-57标准因不再适合当前的多种业务需求，而被IHO冻结。其不足包括:(1)维护机制不灵活。在S-57中增加任何新要素与属性都必须经过系统管理者、数据提供者、电子海图显示与信息系统(ECDIS)设备制造商以及数据用户等角的严格讨
论。(2)数据交换的灵活性与可用性较低。数据模型以文件格式封装，虽然保持了数据模型的结构和内容，但很大程度上限制了数据交换的灵活性与可用性。(3)S-57的数据结构，无法支持未来发展需求，特别是无法满足ECDIS中的数据融合与集成的需求。(4)S-57数据模型仅限于ENC数据的生产与交换，与国际主流地理信息标准不符，不利于全球地理空间数据共享。
为解决上述问题,IHO于2000年批准修订S-57标准，于2010年形成了一个新的地理空间框架标准S-100通用海道数据模型。
2 S-100通用海道数据模型建立及意义
S-100是全新的海道地理空间数据标准，主要目标是支持与各种海道相关的更加多样化的数据源、产品和服务。它完全符合国际主流地理信息标准，特别是ISO19000系列地理标准，从而使地理空间应用程序集成海道测量数据更容易[3]。S-100不是S-57标准的升级版，而是一套全新的标准体系，不仅扩展了现有的S-57海道测量传输标准的范围，本质上比S-57更灵活，还规定支持大量海道测量相关数据源、产品及用户需求(如图1所示)，其中包括矩阵和光栅数据、三维和时变数据(X、Y、Z和T)，以及超越传统海道测量范围的新应用(高密度水深测量、海床分类、海洋GIS等)。
S-100提供了更加灵活的动态维护机制，通过IHO专用网站实现
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对要素实体及属性和图示目录的在线注册[4]。S-100是基于ISO19000系列标准设计，这些标准也是现代地理空间标准制定的基础，且密切与其他标准如开放地理空间联盟(OGC)的发展计划相一致。
S-100最重要的意义是它提供了新一代ENC产品及其他与航海相关的数字产品的发展框架，为建立规范性产品规范提供了必要的机制，使各种数字海道信息和海洋地理空间信息能够进行广泛交流。但S-100仅仅是提供了一个模型框架，不涉及具体的数据产品规范,IHO 将基于S-100的数字海道产品标准编号为S-10X系列，如ENC产品规范S-101，水深表面产品规范S-102等[5]。
3 新一代电子海图标准S-101分析
胶木轴瓦3.1 S-101与S-100的关系对比
S-101是一部具体到海道测量产品规范层面的基于S-100体系的技术规范,S-101是按照S-100确立的基本结构和要求建立，与其它基于S-100的海道测量产品规范采用相同的框架，保证了海道测量不同产品规范可以通过一个清晰并且相似的结构来维护[6]。S-101部分详细内容遵循了S-100第4章到第10章的规定，部分内容如数据获取和分类、数据维护、数据产品分发等在S-100中没有具体的描述，与S-57
基本相同。S-101与S-100的相互关系框架如图2所示。
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3.2 S-101与S-57的差异性分析
3.2.1 结构对比
S-101作为一种新的电子海图产品规范，依然保持了基本的电子海图功能，因此大多数的S-57电子海图的特点被保留[7]。另外，为克服S-57已知的编码缺点，如危险区域要素编码的滥用问题，提高数据的效率，改善用户体验,S-101制定了许多新概念和结构。如更丰富的几何模型、信息类型和复杂属性，可交换的动态要素与图示目录等。改进的功能将实现更有效的数据处理和在ECDIS设备中更好的定义图示符号，以消除或减少一些条件可视化规则与程序。
(1)XML化动态化ENC目录及规范化图示表达。
目前，基于S-57数据标准的图示表达是建立在S-52标准基础之上的，一个完整的ECDIS系统至少需要解决这两个标准。与S-57 ENC 产品规范相比,S-101显著优点在于采用XML化与动态化要素目录与图示目录。XML化是指S-101目录标准是以机器可读的XML方式进行存储的，以便于标准内容的升级以及与其他领域的交互。动态化是指S-101数据结构不是固定不变的，它能够根据需要进行累积性的改进且不影响现有用户。
S-101将要素、属性及其枚举值之间的关系定义在单一的要素目迷失东京影评
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