S-57格式电子海图数据读取以及分层显示

【摘要】：电子海图显示与信息系统(Electronic Chart Display and Information System,简称ECDIS)是船舶航海领域一项重要的技术发明。近些年来,随着各国航运贸易的频繁,基于国际标准化的电子海图显示系统已经基本上取代了传统的纸质海图。电子海图技术之所以有着如此之大的发展,是因为它具有与传统纸质海图无法比拟的优点。它不仅能清晰地显示各类海图信息,而且具有航行自动警报,快速查询各种信息(天气,水文,港口等),短时间内实现海图的定位和更新等特点。这些技术大大地提高了航海中船员的工作效率和航海安全性,船员能够快速地、轻松地、实时地掌握航海各种信息,电子海图软件的开发和推广具有很高的实际价值。 目前,国内相关企业主要利用第三方提供的海图开发引擎进行ECDIS的开发,很多是采用了微软的组件技术或者是第三方插件,用户在此基础上能便捷地进行二次开发,但能提供此类开发引擎并能在此基础上进行底层开发还较少,相关工作主要集中一些高校和科研机构中。 本文从S-57数字化水文数据的转换和传输标准入手,研究S-57格式电子海图数据模型和数据结构,利用IS08211 lib对海图数据进行解析,并将电子海图数据(electronic Navigational Chart,简称ENC)转换成系统电子导航海图(system Electronic Navigational Chart简称SENC),最后采用STL来封装和存储SENC数据内容。系统采用GTK做人机交互界面框架,从基本的显示点,线,面出发,对数据进行坐标转换和墨卡托投影,并参照国际标准电子海图显示标准S-52,利用GTK消息机制和OpenGL技术实现了电子海图数据的分层显示。此外,本文也设计了电子海图显示与信息系统的一些必要功能：海图缩放、自动多模式转换等。 最后,本文在Linux环境下开发了S-57海图数据的读取和显示的函数库,生成了静态链接库文件,使得程序员能够方便地将程序打包整合到一些其他S-57格式数据的应用领域。近些年来,电子海图技术得到了发展迅速,很多国家要求航海船强制安装电子海图显示与信息系统。随着海图数据量的增加,对海图显示的数据处理速度的能力提出了越来越高的要求,电子海图分层显示是海图技术发展的一个重要方向。