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基于Web电子海图应用的船舶监控系统设计与实现

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        发布时间:2015-12-10 09:26:19 访问次数:29165

集美大学 陈麒龙

一、两种电子海图数据应用模式

简单的归类,电子海图(数据)主要有两种使用方式:一种是用于船舶精确导航,例如,ECDIS/ECS上所使用的电子海图数据;另一种是将电子海图数据作为背景,如天气预报、船舶监控系统等,电子海图的显示只作为相对位置的参考使用。后一种电子海图应用伴随着互联网应用发展迅速。

为满足基于Web的电子海图应用,2013年,德国SevenCs公司推出了基于Web电子海图应用开发的海图服务器(Chartserver)软件。


二、Chartserver简介

Chartserver专为显示ENCs和其它格式海图/地图设计。Chartserver使用OGC兼容网络地图服务(WMS)来满足这些要求。

Chartserver允许用户开发自己的应用程序,即客户能够访问Chartserver来调用中心海图数据库优势的解决方案。

Chartserver支持两种不同的协议:

1.开放地理空间联盟(OGC)兼容网络地图服务(WMS)

2.SevenCs专用协议

SevenCs协议提供更广泛的功能和灵活性,特别是在海图显示配置方面。图一是SevenCs(使用SevenCs专用协议)专为互联网客户端应用程序调用海图开发的海图调用端口例子。

图一:电子海图调用端口


支持的海图产品:

Chartserver支持显示如下格式的海图产品:

S-57格式为基础的海图产品


名称
版本
S-57版本
ENC
电子海图
2.0
S-57 3.1.2
IENC
内河电子海图
1.02,2.0,2.1,2.2,2.3
S-57 3.1
PENC
港口电子海图
1.0
S-57 3.1
bENC
测深电子海图
1.0
S-57 3.1
AML
叠加军用图层
1.0,2.1,3.0
S-57 3.1


基于VPF的海图产品

名称
DNC 电子海图
VMap0 内河电子海图
VMap1 港口电子海图
 

其他产品

名称
ARCS Admiralty光栅海图服务
DTED 数字地形海拔数据
ARINC 424 航空无线电合并

图二:不同海图产品渲染的图像例子


Chartserver性能,硬件及操作系统

矢量海图动态显示的处理程序非常密集,因此SevenCs提供用户免费的Chartserver评估测试,以便开发者确定其性能是否能够满足他们的应用程序要求。

渲染过程的时间,即图像生成过程主要受以下因素影响:

1. 硬件(图形接口,RAM,硬盘存取时间)

2. 操作系统的内存管理

3. 海图数据(矢量海图中的信息密度,使用“比例最小值”等)

4. 图像大小

单幅海图图像的渲染时间请求范围应小于1秒,这取决于上述产品特点。

渲染过程本身仅由一个处理器内核运行。因此使用多核处理器并不能提升单幅海图图像渲染时间,但是能够缩短同时发送请求情况下的响应时间。

在同时访问的情况下运行,采用如下方法可得到改善:

1. 多核处理器,和/或

2. 额外安装Chartserver,由负载平衡器管理。


三、船舶监控系统的设计与实现

2015年,我们接受了一项“X船舶监控系统”的建设任务。我们在这个项目中选择Chartserver管理电子海图主要有以下几个原因:

1. 专业

Chartserver电子海图显示符合国际标准IHO S-52、S-57、S-63。

2. 易用

Chartserver安装、操作简便,上手快。

3. 高效

Chartserver无需切片,根据Request自动生成并推送瓦片,可以确保用户持续、及时地更新、发布电子海图。

4. 网络地图服务(WMS)

具有普适性,易于集成和兼容。


使用Chartserver最关键的是海图渲染(显示)与速度的平衡。解决应用的架构设计,如图三所示。

图三:应用架构设计


图四显示的是AIS船舶数据,根据船舶类别可设置不同的颜色以区分显示。

图四:AIS船舶数据


图五、图六显示的是对单船和区域的AIS船舶航迹数据的模拟回放

图五:单船AIS船舶航迹模拟回放


图六:指定区域的AIS船舶航迹模拟回放


更多信息,请联系我们,010 62680730转市场部。