电子海图显示与信息系统的研究与应用

电子海图显示与信息系统的研究与应用I电子海图显示与信息系统的研究与应用摘要电子海图显示与信息系统(ECDIS)被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。本文研究了电子海图显示与信息系统(ElectronicChartDisplayandInformationSystem,ECDIS)的相关国际标准，并介绍了在Windows平台下其子系统电子海图显示系统的软件设计与实现。首先，介绍了开发电子海图显示与信息系统的相关国际标准：IHO数字海道测量数据传输标准(即S-57规范)和ECDIS海图内容与显示规范(即S-52规范)，以及实现的关键技术；然后，详细描述了系统电子航海图的总体设计，并基于VC++和EuronavOEMKit实现了电子海图显示系统；最后，对实验结果进行了展示和总结。关键词:电子海图显示与信息系统；系统电子航海图；S-57；S-52；EuronavOEMKit电子海图显示与信息系统的研究与应用IIInvestigationandApplicationofElectronicChartDisplayandInformationSystemAbstractElectronicChartDisplayandInformationSystemisconsideredasanothergreattechniquerevolutionaftertheapprenceofradarinthewatercraftnavigationfiled.ThisthesisstudiestheinternationalstandardswhicharerelatedtoECDIS,anddiscussesthesoftwaredesignandrealizationoftheElectronicChartDisplaySystemwhichisthesubsystemofECDISonWindowsplatformbasedontheseinternationalstandardssuccessfully.Firstly,thisthesisdiscussestherelatedinternationalstandardsofECDISdevelopment.TheyareIHOTRANSFERSTANDARDforDIGITALHYDROGRAPHICDATAStandardS-57),SPECIFICATIONSFORCHARTCONTENTANDDISPLAYASPECTSOFECDISStandardS-52)andthekeysofitsrealization.Then,theconceptandprincipleofSystemElectronicNavigationChart(SENC)isputforward,anditactualizestheECDISbasedonthetechnologyofVC++andEuronavOEMKit.Atlast,thefunctionsandrealizationofElectronicChartDisplaySystemareintroducedandsummarizedindetail.Keywords:ECDIS;SENC;S-57;S-52；EuronavOEMKit电子海图显示与信息系统的研究与应用III1.绪论.................................................11.1课题的背景和意义............................................11.2课题涉及的相关概念..........................................11.2.1电子海图显示与信息系统.................................11.2.2系统电子航海图.........................................31.2.3电子海图...............................................31.2.4电子航海图.............................................31.2.5电子海图显示与信息系统数据和数据库的标准...............41.3电子海图显示与信息系统研究现状..............................51.4论文研究内容和章节安排......................................72.系统开发相关标准和关键技术............................92.1IHO数字海道测量数据传输标准(S-57)...........................92.1.1IHO数字海道测量数据传输标准(S-57)概述.................92.1.2S-57理论数据模型和数据结构...........................102.2ECDIS海图内容与显示规范(S-52)..............................112.2.1ECDIS海图内容与显示规范(S-52)概述....................112.2.2电子航海图更新指南(S-52)..............................132.2.3ECDIS颜色与符号规范(S-52附录2)......................142.3Windows程序设计............................................162.3.1运行机制..............................................162.3.2VC++简介..............................................172.4组件技术...................................................182.4.1COM对象..............................................182.4.2COM的客户/服务器模型.................................192.4.3COM的特性............................................202.5本章小结...................................................213.系统电子航海图的设计介绍.............................223.1系统电子航海图概述.........................................223.2系统电子航海图设计的总体要求...............................223.2.1符合IHOS-57标准.....................................223.2.2支特IMOECDIS性能标准................................223.2.3支持IHOS-52标准.....................................233.3系统电子航海图的内容、结构和设计简介.......................233.3.1系统电子航海图的内容和结构............................233.3.2系统电子航海图的设计简介..............................263.4本章小结...................................................284.基于EuronavOEMKit的电子海图显示系统的实现.........29电子海图显示与信息系统的研究与应用IV4.1电子海图显示系统概述.......................................294.1.1系统显示模型与显示驱动................................294.1.2电子海图显示系统结构..................................324.2开发工具选择...............................................344.3创建MFC工程...............................................344.4本章小结...................................................385.实验结果............................................395.1海图显示...................................................395.2海图缩放...................................................415.3测量距离...................................................435.4海图数据改正...............................................445.5本章小结...................................................446.总结与展望..........................................45参考文献...............................................46致谢.................................................47电子海图显示与信息系统的研究与应用11.绪论1.1课题的背景和意义国际上电子海图研究始于70年代初，1993年国际海事组织(IMO)正式颁布了电子海图技术标准，使得电子海图可与使用了几百年并被国际法规认可的纸质海图等效，成为海事基础性资料。电子海图的发展大致经历了三个阶段：(1)纸质海图等同物阶段。1970年末到1984年，人们主要是想减轻海图作业的劳动强度，因此，仅仅是把纸质海图经数字化处理后存入计算机中。(2)功能开拓阶段。到1986年，人们开始挖掘电子海图的各种潜能，如在电子海图上显示船位、航线设计，显示船速、航向等船舶参数，报警等等。(3)航行信息系统阶段，将电子海图作为航行信息核心，包括电子海图数据库的完善及与雷达、定位仪、计程仪、测深仪等各种设备和系统的接口和组合等等。国际海事组织(IMO)和国际海道测量组织(IHO)于1986年成立了由多国专家组成的电子海图委员会，着手电子海图世界标准的研究。1995年，IMO第十九届大会正式采纳了电子海图执行标准，从此ECDIS的IMO性能标准被确定。而IHO先后于1987年和1992发布了专用出版物《ECDIS海图内容和显示规范》(即S-52篇)和《IHO数字海道测量数据传输标准》(即S-57篇)，并进行了多次修改，到1997年9月正式发行了S-57V3.10格式，使它成为各国相关部门广泛采用的国际民用数字海图数据传输标准。国际电工技术委员会(IEC)应IMO的要求也于1996年公布了IEC的ECDIS性能标准，对于按照IMO和IHO的ECDIS技术规范和标准研制的有关设备进行必要的性能测试和评定，IEC的这个标准已成为ECDIS形式认可技术规范的开发基础。我国海域辽阔，改革开放以来，对外交流日益繁多，海运的需求也随之剧增。只有现代化的航海设施及导航技术才能适应我国经济发展的迫切需要，同时这也是世