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2.1.8 电子海图系统解析及开发 海图解析 -- 字段说明

海图的信息都存储在字段中，不同字段对应真实世界不同的实体，字段间存在上下级的树状关系，子有的子字段可重复出现。结合S-57的数据模型，本节分四个部分介绍常用的字段的含义。

1. 数据集描述记录

存储的是该S-57文件的全局信息，如海图版本号、图号、发布日期、生产商、投影规则、所包含记录统计信息等，该字段至多在文件中出现一次。常用的标签如下：DSID，DSSI，DSPM，DSAC，CATD。

1.1 DSID数据集标识

字段标签: DSID 字段名称：数据集标识 Data Set Identification
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
记录名称 Record name RCNM b11 "DS" {10}
记录标识号 Record identification number RCID b14 范围：1 ~ 232-2
交换目的 Exchange purpose EXPP b11 "N"{1}：新数据集
"R"{2}：是已有数据集的修订
预期用途 Intended usage INTU b11 说明数据集用途的数值（详见附录B--产品说明）
数据集名称 Data set name DSNM A() 说明数据集名称的字符串（详见附录B--产品说明）
版本号 Edition number EDTN A() 说明版本号的字符串（详见附录B--产品说明）
更新号 Update number UPDN A() 说明更新号的字符串（详见附录B--产品说明）
更新日期 Update application date UADT A() 在此之前的更新需要先被处理
发布日期 Issue date ISDT A() 该版本海图发布时的日期
S-57 版次 Edition number of S-57 STED A() "03.1" 当前S-57标准的版本号
产品规范说明 Product specification description PRSP b11 "ENC"{1}：电子航海图
"ODD"{2}：IHO物标目录数据字典
产品规范版次 Product specification edition number PSDN A() 非标准产品的相关说明
应用文档标识 Application profile identification PRED A() 产品说明的版本号
生产机构 Producing agency PROF b11 "EN"{1}：新版ENC
"ER"{2}：修订版ENC
"DD"{3}：IHO数据字典
注释 Comment COMT A() 注释字符串

1.2 DSSI数据集结构信息

字段标签: DSSI 字段名称：数据集结构信息 Data Set Structure Information
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
数据结构 Data structure DSTR b11 “CS”{1}：制图线
“CN”{2}：连接节点
“PG”{3}：平面图
“FT”{4}：完全拓扑
“NO”{255}：与拓扑无关
ATTF词汇级别 AALL b11 用于ATTF字段的词汇级别
NATF词汇级别 NALL b11 用于NATF字段的词汇级别
元记录数 Number of meta records NOMR b14 数据集中的无记录数
制图记录数 Number of cartographic records NOCR b14 数据集中的制图记录数
地理记录数 Number of geo records NOGR b14 数据集中的地理记录数
集合记录数 Number of collection records NOLR b14 数据集中的集合记录数
孤立节点记录数 Number of isolated node records NOIN b14 数据集中的孤立节点记录数
连接节点记录数 Number of connected node records NOCN b14 数据集中的连接节点记录数
边记录数 Number of edge records NOED b14 数据集中的边记录数
面记录数 Number of face records NOFA b14 数据集中的面记录数

该字段不一定存在于文件中，若需要可自行统计

1.3 DSPM数据集参数

字段标签: DSPM 字段名称：数据集参数 Data Set Parameter
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
记录名称 Record name RCNM b11 “DP”{20}
记录标识号 Record identification number RCID b14 范围：1 ~ 232-2
水平基准面 Horizontal geodetic datum HDAT b11 从属性HORDAT中取值（见附录A-物标目录1）
垂直基准面 Vertical datum VDAT b11 从属性VERDAT中取值（见附录A-物标目录）
深度基准面 Sounding datum SDAT b11 从属性VERDAT中取值（见附录A-物标目录）
数据编辑比例尺 Compilation scale of data CSCL b14 海图的编辑比例尺2
深度测量单位 Units of depth measurement DUNI b11 从属性DUNITS中取值（见附录A-物标目录）
高度测量单位 Units of height measurement HUNI b11 从属性HUNITS中取值（见附录A-物标目录）
位置精度单位 Units of positional accuracy PUNI b11 从属性PUNITS中取值（见附录A-物标目录）
坐标单位 Coordinate units COUN b11 “LL”{1}：纬度/经度单位3
“EN”{1}：东/北单位
“UC”{3}：海图/地图单位
坐标乘数因子 Coordinate multiplication factor COMF b14 坐标值由浮点变为整数的乘数因子4
水深化整因子 Sounding multiplication factor SOMF b14 水深值由浮点变为整数的乘数因子5
注释 Comment COMT A() 注释字符串
  1. 附录A - 物标目录：是海图物标的数据字典，对于枚举型及列表型数据，每一取值的含义可从数据字典获得；
  2. 海图数据进行数字化时的比例尺，在此比例尺下显示海图最为合适；
  3. ENC的坐标单位只能使用纬度/经度表示
  4. 以存储方便及高效，经纬度坐标是以整型存储到电子海图里的，实际使用时需要除以乘数因子：
    即：浮点数 = 整数 ÷ 乘数因子
  5. 水深点数据是以整型存储到电子海图里的，实际使用时需要除以乘数因子；

1.4 DSAC数据集精度

字段标签: DSAC 字段名称：数据集参数 Data Set Accuracy
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
记录名称 Record name RCNM b11 “DA”{40}
记录标识号 Record identification number RCID b14 范围：1 ~ 232-2
绝对水平精度 Absolute positional accuracy PACC b14 水平精度的最佳估计1
绝对垂直精度
Absolute horizontal/vertical measurement accuracy		 HACC b14 垂直精度的最佳估计1
绝对水深精度 Absolute sounding accuracy SACC b14 水深精度的最佳估计1
浮点化整因子 Floating point multiplication factor FPMF b14 精度值的化整参数
注释 Comment COMT A() 注释字符串
  1. 精度的最佳估计值需要利用FPMF转化成浮点型

1.5 CATD分类目录

字段标签: CATD 字段名称：分类目录 Catalogue Directory
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
记录名称 Record name RCNM A(2) “CD”
记录标识号 Record identification number RCID I(10) 范围：1 ~ 232-2
文件名 File name FILE A() 文件名（见附录B-产品规范）
文件长名 File long name LFIL A() 表示文件长名的字符（见附录B-产品规范）
卷标 Volume VOLM A() 存放FILE字段所指的文件的交换集卷标（见附录B-产品规范）
编码方法 Implementation IMPL A(3) “ASC”：采用ASCII编码
“BIN”：采用二进制编码
ENC默认二进制编码
最南纬度 Southernmost latitude SLAT R() 文件地理范围的最南端纬度，南纬为负
最西经度 Westernmost longitude WLON R() 文件地理范围的最西端经度，西经为负
最北纬度 Northernmost latitude NLAT R() 文件地理范围的最北端纬度，南纬为负
最东经度 Easternmost Longitude ELON R() 文件地理范围的最东端经度，西经为负
校验码 CRC CRCS A() 存储循环冗余校验码
注释 Comment COMT A() 注释字符串

该字段不一定存在于文件中，若需要可自行统计

2. 特征记录

存储与空间记录相关的特征信息，如记录类型、组别、标签、特征--特征记录关系、特征--空间记录关系等。完整的特征记录树状结构图如下：

特征记录树状示意图

常用的标签如下：FRID，FOID，FFPT，FSPT，ATTF，NATF。

2.1 FRID特征记录标识符

字段标签: FRID 字段名称：特征记录标识符 Feature Record Identifier
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
记录名称 Record name RCNM b11 “FE”{100}
记录标识号 Record identification number RCID b14 范围：1 ~ 232-2
物标几何类型 Object geometric primitive PRIM b11 “P”{1}：点
“L”{2}：线
“A”{3}：面
“N”{255}：未指定
分组 Group GRUP b11 范围：1~254，255为无分组
物标标记/编码 Object label/code OBJL b12 有效的物标标记/编码
记录版本 Record version RVER b12 包含记录版本的序列号
记录更新指令 Record update instruction RUIN b11 “I”{1}：插入
“D”{2}：删除
“M”{3}：修改
详情见后文更新记录

2.2 FOID特征物标标识符

字段标签: FOID 字段名称：特征物标标识符 Feature Object Identifier
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
出版机构 Producing agency AGEN b12 机构代码
特征标识号 Feature identification number FIDN b14 范围：1 ~ 232-2
特征子标识号 Feature identification subdivision FIDS b12 范围：1 ~ 232-2

2.3 FFPT特征记录到特征物标指针

记录特征记录与特征物标间的关系。

字段标签: FFPT1 字段名称：特征记录到特征物标指针 Feature Record to Feature Object Pointer
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
长名 Long Name LNAM2 B(64) 外部指针
关系标识 Relationship indicator RIND b11 “M”{1}：主
“S”{2}：从属
“P”{3}：同级
其他值可由相关产品规范定义
注释 Comment COMT A() 注释字符串
  1. 该字段为重复字段，即字段区会存储一条以上的记录；
  2. 长名LNAM由8字节组成的整数，由FOID的三属性拼接而成。LNAM(8字节)=AGEN(2字节)+FIDN(4字节)+FIDS(2字节)。

2.4 FSPT特征记录到空间记录指针

记录特征记录与空间记录间的关系。

字段标签: FSPT1 字段名称：特征记录到空间记录指针 Feature Record to Spatial Record Pointer
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
名称 Name NAME B(40) 外部指针
方向 Orientation ORNT b11 “F”{1}：正向
“R”{2}：反向
“N”{255}：未知
用法指示符 Usage indicator USAG b11 “E”{1}：外部
“I”{2}：内部
“C”{3}：由数据界限分隔外部
“N”{255}：未知
屏蔽指示符 Masking indicator MASK b11 “M”{1}：屏蔽
“S”{2}：显示
“N”{255}：未知
  1. 该字段为重复字段，即字段区会存储一条以上的记录；
  2. 名称NAME由5字节组成的整数，由空间记录中的两属性拼接而成。NAME(5字节)=RCNM(1字节)+RCID(4字节)。
方向ORNT：正反向示意图
用法USAG：内外部示意图
屏蔽MASK：边显示与否示意图

2.5 ATTF特征记录属性

以键-值对的方式存储特征记录的属性。

字段标签: ATTF1 字段名称：特征记录属性 Feature record attribute
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
属性 Attribute label/code ATTL b12 有效的属性标记/编码2
值 Attribute value ATVL A() 对应属性的合法值的字符串
  1. 该字段为重复字段，即字段区会存储一条以上的记录；
  2. 属性标记/编码及合法的取值范围见附录A。

2.6 NATF特征记录国家属性

以键-值对的方式存储特征记录的国家属性。

字段标签: NATF1 字段名称：特征记录国家属性 Feature record national attribute
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
属性 Attribute label/code ATTL b12 有效的属性标记/编码2
值 Attribute value ATVL A() 对应属性的合法值的字符串
  1. 与ATTF类似，但是用非英语的本地官方语言存储，该字段为重复字段，即字段区会存储一条以上的记录；
  2. 属性标记/编码及合法的取值范围见附录A。

3. 空间记录

存储海图物标的空间信息（如经纬度、水深等）。完整的空间记录树状结构图如下：

空间记录树状示意图

常用的标签如下：VRID，ATTV，VRPT，SG2D，SG3D。

3.1 VRID矢量记录标识符

字段标签: VRID 字段名称：矢量记录标识符 Vector Record Identifier
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
记录名称 Record name RCNM b11 “FE”{100}
记录标识号 Record identification number RCID b14 范围：1 ~ 232-2
记录版本 Record version RVER b12 包含记录版本的序列号
记录更新指令 Record update instruction RUIN b11 “I”{1}：插入
“D”{2}：删除
“M”{3}：修改
详情见后文更新记录

3.2 VRPT矢量记录指针

记录特征记录与空间记录间的关系。

字段标签: VRPT1 字段名称：矢量记录指针 Vector Record Pointer
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
名称 Name NAME B(40) 外部指针
方向 Orientation ORNT b11 “F”{1}：正向
“R”{2}：反向
“N”{255}：未知
用法指示符 Usage indicator USAG b11 “E”{1}：外部
“I”{2}：内部
“C”{3}：由数据界限分隔外部
“N”{255}：未知
拓扑指示符 Topology indicator TOPI b11 “B”{1}：起点
“E”{2}：终点
“S”{3}：左面
“D”{4}：右面
“F”{5}：包含面
“N”{255}：未知
屏蔽指示符 Masking indicator MASK b11 “M”{1}：屏蔽
“S”{2}：显示
“N”{255}：未知
  1. 该字段为重复字段，即字段区会存储一条以上的记录；
  2. 名称NAME由5字节组成的整数，由空间记录中的两属性拼接而成。NAME(5字节)=RCNM(1字节)+RCID(4字节)。

3.3 SG2D二维坐标

以二维坐标表示地理经纬度，其中XCOO表示经度，YCOO表示纬度。

字段标签: SG2D 字段名称：二维坐标 2-D Coordinate
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
Y轴坐标 Coordinate in Y axis YCOO b24 Y坐标
X轴坐标 Coordinate in X axis XCOO b24 X坐标

该字段为重复字段，即字段区会存储一条以上的记录；

3.4 SG3D三维坐标

以三维坐标表示指定经纬度的水深，其中XCOO表示经度，YCOO表示纬度，VE3D表示水深。

字段标签: SG3D 字段名称：三维坐标 3-D Coordinate
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
Y轴坐标 Coordinate in Y axis YCOO b24 Y坐标
X轴坐标 Coordinate in X axis XCOO b24 X坐标
三维(水深)值 3-D (sounding) value VE3D b24 水深值

该字段为重复字段，即字段区会存储一条以上的记录；

3.5 ATTV矢量记录属性

以键-值对的方式存储矢量记录的属性。

字段标签: ATTV1 字段名称：矢量记录属性 Vector Record Attribute
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
属性 Attribute label/code ATTL b12 有效的属性标记/编码2
值 Attribute value ATVL A() 对应属性的合法值的字符串
  1. 该字段为重复字段，即字段区会存储一条以上的记录；
  2. 属性标记/编码及合法的取值范围见附录A。

4. 更新记录

S-57文件中，无论是特征记录还是空间记录，都有一个唯一的[NAME]值。由于需要确保数据的完整性，当主文件被发布后需要更新时，电子海图系统开发商与数据运营商并不能直接修改文件，而是以更新文件的形式向外发布具体[NAME]所对应的记录的增、删、改等更新信息。由于更新文件也是一个符合S-57格式的文件，所以其解析过程与S-57主文件一致。更新文件除了正确携带数据描述记录，特征记录、空间记录外，还需要指明上述记录该如何与主文件整合。这些整合指令被存储到FFPC、FSPC、VRPC、SGCC字段中，不同字段的更新机制一样，只是针对的对象不同而已。

4.1 记录更新指令

物标记录更新指令RUIN指明了需更新的操作，其分为：

指令 说明
新增{1} 新增记录，版本号[RVER]应该为“1”
删除{2} 找到短名[NAME]的记录，标记删除
修改{3} 找到短名[NAME]的记录，进行修改，分两种情况：
 1. 对记录属性的键值对进行修改：若原属性不存在，则新增；若原属性存在，则更新；若需删除，则属性值为删除符
 2.对原指针记录（即数组）的修改：通过对应的指针控制字段来操作，详情如下。

4.1 FFPC特征记录到特征物标指针控制

字段标签: FFPC 字段名称：特征记录到特征物标指针控制
Feature Record to Feature Object Pointer Control
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
更新指令 Feature object pointer update instruction FFUI b11 “I”{1}：插入
“D”{2}：删除
“M”{3}：修改
指针序号 Feature object pointer index FFIX b12 需操作的序号，从0开始
指针数量 Number of feature object pointers NFPT b12 需操作的数目

针对特征记录到特征物标指针(FFPT，存储的是一系列有序的特征记录长名[LNAM])的更新，FFUI明确更新指令，FFIX是更新的相对于FFPT起始序号，NFPT是需要的个数：
如：FFUI{1，插入}，FFIX{3，序号第3}，NFPT{4，需操作4个指针}：表明在原FFPT处，从序号第3起，插入4个新的指针。

4.2 FSPC特征记录到空间记录指针控制

字段标签: FSPC 字段名称：特征记录到空间记录指针控制
Feature Record to Spatial Record Pointer Control
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
更新指令 Feature to spatial record pointer update instruction FSUI b11 “I”{1}：插入
“D”{2}：删除
“M”{3}：修改
指针地址 Feature to spatial record pointer index FSIX b12 需操作的序号，从0开始
指针数量 Number of feature to spatial record pointers NSPT b12 需操作的数目

与FSPT类似，但是针对特征记录到空间记录指针(FSPT)的更新。

4.3 VRPC矢量记录指针控制

字段标签: VRPC 字段名称：矢量记录指针控制 Vector Record Pointer Control
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
更新指令 Vector record pointer update instruction VPUI b11 “I”{1}：插入
“D”{2}：删除
“M”{3}：修改
指针地址 Vector record pointer index VPIX b12 需操作的序号，从0开始
指针数量 Number of vector record pointers NVPT b12 需操作的数目

与FSPT类似，但是针对矢量记录指针(VRPT)的更新。

4.4 SGCC坐标控制

字段标签: SGCC 字段名称：坐标控制 Coordinate control
子字段名 标记 二进制格式 子字段内容和说明
更新指令 Coordinate update instruction CCUI b11 “I”{1}：插入
“D”{2}：删除
“M”{3}：修改
指针地址 Coordinate pointer index CCIX b12 需操作的序号，从0开始
指针数量 Number of coordinate CCNC b12 需操作的数目

与FSPT类似，但是针对空间坐标记录(包含三维)的更新。

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