專利名稱：一種基于電子海圖的船舶狀態符號識別系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于計算機智能技術領域。
背景技術：
船舶管理系統是海事部門對船舶進行管理所使用的信息系統，其中包括船舶登記管理系統、安檢系統、簽證與查驗系統、船舶動態系統等。而水上監測信息系統軟件系統覆蓋整個遼寧海事局，擁有獨立的服務器和數據庫。大連VTS系統即交管業務管理系統，是對大連港區進出港船舶進行交通管理的信息系統。大連港VTS系統自成體系，有獨立的硬件設備體系和管理模式，其信息系統有專用的服務器與數據庫。VTS系統的數據主要包括船舶進港計劃、船舶泊位、錨位等數據。
目前存在的問題是由于水監信息系統和VTS系統2個系統相互獨立，信息不能共享。水監信息系統的船舶動態系統無法實時得到VTS系統的船舶進港計劃、船舶靠泊的泊位、拋錨的錨位等數據，而VTS系統不能及時獲得水監信息系統提供的船舶進出港預報和申報審批等信息，數據需要通過人工進行間接傳送，費時費力。另外目前船位、泊位、錨位等與地理位置相關的數據信息只是以文本表格形式羅列，不夠直觀方便。這些缺陷非常不利于海事局各部門對船舶動態的日常管理。
人是通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺來獲得信息的，對人的視覺而言，圖形、圖像和符號要比表格、文字等表達方式更為直觀，符號是負載和傳遞信息的中介，是認識事物的一種簡化手段，因此應盡量采用。但目前人們在應用電子地圖時圖上所顯示的跟蹤對象一般都用同一種符號(如汽車、船舶)表示，沒有充分利用圖形符號所固有的種類、顏色、大小、方向等豐富的自然屬性，并賦予這些屬性不同的含義來簡化人們對事物的視覺感觀和辨識過程，更沒有相應的圖形化識別標準和規范存在。
近年來發展起來的基于瀏覽器/服務器(Browser/Server)結構的地理信息系統-WebGIS技術可以在Internet平臺上將電子地圖與相應的數據庫有機地結合起來，實現圖形與數據的有效連接，在查詢圖形時，可以查出地圖中某圖形目標的相應數據庫信息，反之可以通過對于數據庫的查詢，查看到相應的地圖位置，真正實現信息的動態查詢，使各種信息的瀏覽和查詢變得更加直觀、方便、快捷。由于基于Browser/Server結構的應用系統是建立在廣域網的基礎上，簡化了客戶端的安裝、配置，因而比采用Client/Server結構的應用系統更強的適應范圍，而且客戶端只需安裝操作系統和通用瀏覽器即可，不必安裝特別的應用軟件、數據庫接口等，有效節省了大量的人力和物力。
發明內容
本發明的目的就是提供一種使人們能夠簡單地通過視覺直接辨別獲得船舶的類型、危險程度和被管理狀態等多種信息的基于電子海圖的船舶狀態符號識別系統。
本發明的技術解決方案是首先在內部局域網中建立船舶動態可視化服務器，然后將水監信息系統數據庫服務器以及VTS系統數據庫服務器連接到海事局局域網網絡總線上，通過局域網實現三個服務器有效的連接和數據的相互訪問。在實現三個服務器之間的連接之后，由船舶動態可視化服務器上的應用程序對另外兩個數據庫服務器發出請求指令，數據庫服務器獲得指令之后，從數據庫中讀取出數據，通過局域網傳送到船舶動態可視化服務器，從而實時獲得船舶動態系統的船舶進出港預報和審批信息，以及VTS系統的有關船舶進港計劃、船舶泊位、錨位數據。同時，在船舶動態可視化服務器上利用開放數據庫連接技術ODBC實現船舶動態數據和相關管理服務信息的統一管理，建立船舶綜合信息服務數據庫。在信息數據充分準備后，應用Internet技術，結合網絡GIS技術，采用瀏覽器/服務器Browser/Server三層體系結構，在WebGIS軟件支持下，建立基于電子海圖的船舶狀態符號識別系統，由于該系統服務器是建立在海事局內網中，因此海事局內網任何網絡節點只需安裝標準Web瀏覽器，通過HTTP方式就能夠訪問該系統，進行海圖信息、船舶動態和泊位錨位等空間數據和相關信息的可視化顯示和查詢。
1.能夠直觀顯示和查詢大連海域的海圖信息、通航狀態、港口碼頭、物標屬性等靜態信息；2.能夠在電子海圖上的直觀顯示所有在港船舶的實時位置和分布，點擊船舶標志可獲得其屬性、錨泊狀態、進出港計劃等動態信息；
3.能夠直觀顯示各泊位和錨位的靠泊狀態、靠泊計劃等動態信息；4.能夠通過關鍵詞模糊查詢定位滿足條件的船舶、泊位和錨地分布；5.在需要發布航行通告和航行警告時，可以在電子海圖上直接進行方位標繪，作為示意圖與航行通告文字說明一起發布；6.以給定的難船位置(經緯度)為中心，通過圓形、矩形等空間搜索方式尋找確認遇險目標附近的船舶和搜救力量分布信息，為海上搜救應急指揮提供決策支持。
水監信息系統和VTS系統各自有自己的體系，分別有自己的局域網。水監信息系統的數據庫是UNIX平臺下的Sybase，而VTS系統的數據庫是Windows的MS SQL。本發明選擇微軟公司的以windows2000為操作系統，IIS(InternetInformation Server)為web服務器，MS SQL server 2000為數據庫服務器，InternetExplorer為瀏覽器(支持ActiveX)的模式，以基于ASP的WebGIS服務器中間組件為核心，同時采用ASP(Active Server Pages)和JSP(Java Server Pages)作為系統開發技術，可以根據瀏覽器端提出的不同申請動態地生成相應的HTML頁面，從而可根據用戶的需要方便地獲取數據。同時，由于ASP和JSP在服務器執行，很好地保證了瀏覽器/服務器結構中數據的一致性。系統客戶端系統能夠瀏覽普通HTML的瀏覽器。
本發明選用MapInfo公司MapXtreme組件作為本系統電子海圖開發平臺。
WebGIS服務器組件為MapXtreme 3.0 for NT。
輔助工具Sybase Client，MapInfo Professional 6.5基于B/S結構的WebGIS技術開發船舶動態信息顯示查詢系統。
系統結構自上而下可分為三層GIS數據服務層，WebGIS服務器層，客戶端瀏覽器層。
a.客戶端(局各處室、海事處等用戶)瀏覽器層采用普通的HTML瀏覽器(如IE)，接收普通的HTML頁面。它的任務是訪問WebGIS服務器中有關的ASP頁面的內容，并請求地圖數據和船舶動態數據顯示。
b.WebGIS服務器層主要由兩部分組成一是Web服務器軟件如IIS(Microsoft Internet Information Server)，二是基于GIS平臺的Server組件。WebGIS服務器接收到瀏覽器端的請求后，利用GIS Server組件的功能，進行處理、分析、計算等，如果需要GIS數據服務器的數據，則向GIS數據服務器發出請求。
c.GIS數據服務層包括GIS系統和空間數據庫。它完成有關地圖數據的定義存儲、檢索、完整性約束以及有關船舶動態的數據庫管理工作，它接收到WebGIS服務器的數據請求后，從數據庫中讀取符合條件的數據，以數據包形式，通過防火墻，經過HUB/交換傳送到船舶動態可視化服務器。
電子海圖基礎數據大連港海域大比例尺數字化海圖，包含水深地形、航道錨地等要素的空間數據和屬性數據。以數據庫或圖層文件形式儲存在系統服務器中。
船舶動態數據需要分別從水監信息系統數據服務器和大連港VTS系統數據服務器連接獲得。
水監信息系統提供的有關船舶動態數據有a)進港預報船舶進口岸申報；船舶抵港報；確報；b)船舶出港各海事處辦理船舶出港簽證或查驗信息；有關單位和部門對船舶扣押滯留信息；審批部門對裝運危險品的船舶審批信息；VTS系統提供的船舶動態數據有c)進港計劃船舶調度計劃；船舶進港計劃；d)船舶直接靠泊靠正常泊位；靠非監管區；e)船舶錨泊f)錨泊船靠泊
靠正常泊位；靠非監管區；g)船舶移泊靠正常泊位；靠非監管區；h)引航申請本發明所達到的有益效果是，提高效率和管理質量，船舶的管理情況，被所有人能夠直接看到，減少了中間環節，和人為因素，保證執法的公正性。現場人員，必須管理到位，否則，各級領導會直接了解到問題，會及時協調和糾正。現場管理者，就有危機感，會及時加強管理，管理者的行為，必須高效。高層人員看到現場情況，可以直接、科學、客觀地決策，避免盲目性。
利用遼寧海事局已有的內網Intranet系統，將水監系統和VTS系統中相關船舶動態數據有機地結合起來，同時應用電子海圖在空間數據的管理、分析和顯示方面的強大功能，在內網平臺上實現船舶動態和泊位錨位等數據和信息在電子海圖上的直觀顯示和查詢，大大提高了遼寧海事局各部門的船舶管理工作效率。
圖1是本發明的基于WebGIS的船舶動態顯示查詢系統結構流程圖。
圖2是本發明的流程圖。
圖3是本發明的系統界面示意圖。
圖4是本發明的海圖信息顯示工具欄示意圖。
圖5是本發明的海圖放大縮小顯示示意圖。
圖6是本發明的電子海層控制示意圖。
圖7是本發明的海圖距離和面積測量示意圖。
圖8是本發明的電子海圖打印示意圖。
圖9是本發明的電子海圖查詢示意圖。
圖10是本發明的電子海圖周邊查詢示意圖。
圖11是本發明的船舶模糊查詢示意圖。
圖12是本發明的圓形搜索船舶示意圖。
圖13是本發明的點查詢泊位示意圖。
圖14是本發明的航行警告/通告海圖示意示意圖。
圖15是本發明的航行警告/通告添加符號對象示意圖。
圖16是本發明的航行警告/通告添加面對象示意圖。
圖17是本發明的船舶搜救決策支持示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進一步說明。
在電子海圖上利用不同的圖形和符號描述船舶的不同狀態和程度，使各級管理人員能夠清楚的了解船舶當前的管理狀態，有針對性地進行船舶管理，提高效率和質量。
(一)狀態特征描述1、圖形的顏色描述蘭色/紅色/黑色/橙色/綠色，描述當前船舶被管理的具體狀態。還有顏色的變化程度，表明某種狀態的加重情況。例如船舶被滯留用黑色表示，那么顏色就隨時間的增加，黑色的程度不斷增加，提示嚴重程度。
2、圖形的形狀描述船舶的不同形狀描述船舶的自身狀態和載運情況，例如不同種類的船舶，長條/方塊/圓型、實體/空心描述是否裝載貨物3、特殊符號的使用在表示船舶的圖形上，疊加一些特殊符號，表明特殊意義。
(二)描述對象的具體類別1、船舶的管理狀態進出口簽證，安全檢查，PSC檢查，收繳港務費，2、船舶的自身狀態載運貨物，載運危險品貨物，3、船舶的安全狀態是否試航，是否發生事故4、船舶的其他狀態(三)船舶具體的狀態信息對照表
實施例1海圖信息顯示與查詢提供大連海域的電子海圖顯示，實現如地圖放大、縮小、漫游、地理位置顯示等基本功能，而且還可以實現點、線、面標注、距離和面積量算、鷹眼、地圖打印等高級應用功能。提供地圖查詢和條件查詢兩種方式獲得任意海圖信息、航海信息、物標信息。地圖查詢可通過點選、拉框選擇、圓形選擇或者多邊形選擇查詢相應地圖范圍內的任意物標信息；條件查詢可通過關鍵詞進行模糊查詢和定位。查詢結果以圖、表方式顯示或打印輸出。
下面進行各主要功能的介紹。
1.1顯示海圖全圖點擊顯示全圖按鈕后，電子海圖就顯示全圖。
1.2海圖放大縮小當需要任意放大或者縮小海圖時，應首單擊拉框放大或者拉框縮小按鈕，然后在當前海圖中拖動鼠標左鍵，劃定矩形區域，將矩形區域放大或縮小至整個窗口。
1.3海圖漫游在點擊地圖漫游按鈕后，在海圖上按住鼠標左鍵，快速拖動鼠標，海圖也隨之移動。
1.4前后視圖點擊前一視圖和后一視圖按鈕，實現對歷史海圖位置紀錄的顯示。
1.5圖層控制點擊圖層控制按鈕，會出現電子海圖的圖層控制對話框，能夠修改各個圖層的顯示、選擇、編輯等屬性。
1.6距離和面積的測量點擊距離測量或者面積測量按鈕后，在地圖上用鼠標左鍵連續多次點擊，然后點擊一下右鍵結束距離和面積的測量，測量結果會在地圖上顯示。
1.7地圖保存和打印點擊地圖保存按鈕后，系統出現以下的地圖保存提示。點擊地圖打印按鈕后，系統就可以打印地圖。
1.8地圖查詢通過在地圖查詢中輸如關鍵字，可以對電子海圖中的不同圖層含有的地圖信息進行查詢。而且可以對查詢結果進行打印。
1.9周邊查詢通過在海圖上選擇一個標記點和查詢圖層，然后輸入周邊查詢范圍，如5公里，該功能可以搜索出在此圓形范圍內地物信息，如清污公司、燈塔、港口碼頭等等。
實施例2船舶動態信息顯示查詢在上述電子海圖應用平臺的基礎上，通過實時接收船舶動態數據(VTS和水監系統)，可直觀顯示查詢船舶動態信息，能夠在電子海圖上的直觀顯示所有在港船舶的實時位置和分布，點擊船舶標志可獲得其一般屬性以及錨泊狀態、進出港計劃等動態信息。
船舶一般信息船名、呼號、噸位、國籍、船型等。
船舶動態信息船位、航向、航速、起航港、目的港、進出港計劃等。
2.1船舶動態的模糊查詢通過選擇中英文船名、呼號、船舶類型，并輸入關鍵字對港口當前在船舶進行模糊查詢。
2.2圓形搜索船舶選中地圖查詢中的圓形搜索船舶選項，然后在地圖上按住鼠標左鍵拖動，地圖上隨之出現一個圓形區域，釋放鼠標后，船舶查詢結果頁面將顯示在圓形區域內的船舶。點擊結果頁面中的船舶名稱，出現船舶的詳細信息。
2.3點查詢船舶選中地圖查詢中的點查詢船舶，然后用鼠標左鍵點擊地圖上的船舶，查詢結果顯示在結果頁面中，點擊結果中的船舶名稱，可以出現船舶的詳細信息。
實施例3泊位錨位動態信息顯示查詢能夠在電子海圖上的直觀顯示所有泊位和錨位實時位置和其中船舶靠泊分布，點擊泊位和錨位可獲得其一般屬性以及各泊位和錨位的靠泊狀態、靠泊計劃等動態信息。并且能夠通過關鍵詞模糊查詢定位滿足條件的船舶、泊位和錨地分布。
3.1點查詢泊位選中地圖查詢中的點查詢泊位，用鼠標左鍵點擊地圖上碼頭泊位，會出現碼頭泊位信息以及停靠船舶是否合法等信息。
實施例4航行警告/通告海圖示意通航管理部門在發布與地理位置有關的航行通告和航行警告的同時，可以在電子海圖上標繪示意出相應區域的位置和范圍，保存為相應圖片文件后可作為附件與文字說明一起發布，這樣要比單純的文字形式發布更為直觀方便。
下面就航行警告/通告功能的實現進行一個介紹。
4.1添加符號對象選擇航行通告頁面中的加點選項，然后在電子海圖上需要添加的位置用鼠標左鍵點擊一下，然后出現符號選擇對話框，用戶根據需要選擇適合的符號，同時也可以選擇不同的顏色、樣式等，確定后電子海圖上就會增加一個符號標志。
4.2添加線對象選擇航行通告頁面中的加線選項，然后在電子海圖上用鼠標左鍵連續點擊確定線的各點位置，然后點擊鼠標右鍵表示結束。
4.3添加面對象選擇航行通告頁面中的加面選項，并選擇面對象的樣式，在電子海圖上用鼠標左鍵連續點擊確定線的各點位置，然后點擊鼠標右鍵表示結束。
實施例5船舶搜救決策支持(1)提供窗口條件指定和鼠標點選定兩種方式指定搜救區域和船舶。能夠跟蹤該區域內的指定船舶并在電子海圖上動態顯示其船位和航跡。
(2)可查詢任意船舶由一點至另一點距離、航向、航速和時間；(3)對難船、救助船、過路船分別進行標繪及文字注記。
(4)能根據船舶船型、距離、航向、航速等條件搜索滿足條件的船舶，并在圖上根據條件的不同分別表示。
(5)以給定的難船位置(經緯度)為中心，通過圓形或矩形等范圍選擇，可生成滿足一定條件的搜救力量分布圖和搜救力量分布表，為海上搜救應急指揮提供信息和決策支持。
權利要求
1.一種基于電子海圖的船舶狀態符號識別系統，其特征在于，系統結構自上而下可分為三層GIS數據服務層，WebGIS服務器層，客戶端瀏覽器層；a.客戶端瀏覽器層采用普通的HTML瀏覽器，接收普通的HTML頁面；它的任務是訪問WebGIS服務器中有關的ASP頁面的內容，并請求地圖數據和船舶動態數據顯示；b.WebGIS服務器層主要由兩部分組成一是Web服務器軟件，二是基于GIS平臺的Server組件；WebGIS服務器接收到瀏覽器端的請求后，利用GISServer組件的功能，進行處理、分析、計算等，如果需要GIS數據服務器的數據，則向GIS數據服務器發出請求；c.GIS數據服務層包括GIS系統和空間數據庫；它完成有關地圖數據的定義存儲、檢索、完整性約束以及有關船舶動態的數據庫管理工作，它接收到WebGIS服務器的數據請求后，從數據庫中讀取符合條件的數據，以數據包形式，通過防火墻，經過HUB/交換傳送到船舶動態可視化服務器；電子海圖基礎數據大連港海域大比例尺數字化海圖，包含水深地形、航道錨地等要素的空間數據和屬性數據；以數據庫或圖層文件形式儲存在系統服務器中；船舶動態數據需要分別從水監信息系統數據服務器和大連港VTS系統數據服務器連接獲得；水監信息系統提供的有關船舶動態數據有a)進港預報船舶進口岸申報；船舶抵港報；確報；b)船舶出港各海事處辦理船舶出港簽證或查驗信息；有關單位和部門對船舶扣押滯留信息；審批部門對裝運危險品的船舶審批信息；VTS系統提供的船舶動態數據有c)進港計劃船舶調度計劃；船舶進港計劃；d)船舶直接靠泊靠正常泊位；靠非監管區；e)船舶錨泊f)錨泊船靠泊靠正常泊位；靠非監管區；g)船舶移泊靠正常泊位；靠非監管區；h)引航申請；首先在內部局域網中建立船舶動態可視化服務器，然后將水監信息系統數據庫服務器以及VTS系統數據庫服務器連接到海事局局域網網絡總線上，通過局域網實現三個服務器有效的連接和數據的相互訪問；在實現三個服務器之間的連接之后，由船舶動態可視化服務器上的應用程序對另外兩個數據庫服務器發出請求指令，數據庫服務器獲得指令之后，從數據庫中讀取出數據，通過局域網傳送到船舶動態可視化服務器，從而實時獲得船舶動態系統的船舶進出港預報和審批信息，以及VTS系統的有關船舶進港計劃、船舶泊位、錨位數據；同時，在船舶動態可視化服務器上利用開放數據庫連接技術ODBC實現船舶動態數據和相關管理服務信息的統一管理，建立船舶綜合信息服務數據庫；在信息數據充分準備后，應用Internet技術，結合網絡GIS技術，采用瀏覽器/服務器Browser/Server三層體系結構，在WebGIS軟件支持下，建立基于電子海圖的船舶狀態符號識別系統，由于該系統服務器是建立在海事局內網中，因此海事局內網任何網絡節點只需安裝標準Web瀏覽器，通過HTTP方式就能夠訪問該系統，進行海圖信息、船舶動態和泊位錨位等空間數據和相關信息的可視化顯示和查詢；水監信息系統和VTS系統各自有自己的體系，分別有自己的局域網；水監信息系統的數據庫是UNIX平臺下的Sybase，而VTS系統的數據庫是Windows的MS SQL；本發明選擇微軟公司的以windows2000為操作系統InternetInformation Server為web服務器，MS SQL server 2000為數據庫服務器，InternetExplorer為支持ActiveX的瀏覽器模式，以基于ASP的WebGIS服務器中間組件為核心，同時采用Active Server Pages和Java Server Pages作為系統開發技術，可以根據瀏覽器端提出的不同申請動態地生成相應的HTML頁面，從而可根據用戶的需要方便地獲取數據；同時，由于ASP和JSP在服務器執行，很好地保證了瀏覽器/服務器結構中數據的一致性；系統客戶端系統能夠瀏覽普通HTML的瀏覽器。
2.根據權利要求1所述的一種基于電子海圖的船舶狀態符號識別系統，其特征在于，本發明選用MapInfo公司MapXtreme組件作為本系統電子海圖開發平臺；WebGIS服務器組件為MapXtreme 3.0 for NT；輔助工具Sybase Client，MapInfo Professional 6.5，基于B/S結構的WebGIS技術開發船舶動態信息顯示查詢系統。
全文摘要
一種基于電子海圖的船舶狀態符號識別系統屬于計算機智能技術領域。其在網絡中建立服務器，分別與水監信息系統數據服務器和VTS系統數據庫服務器建立連接，分別實時獲得船舶動態系統的船舶進出港預報和審批信息，以及VTS系統的有關船舶進港計劃、船舶泊位、錨位數據，然后將船舶動態數據和信息集成，建立數據庫。同時應用基于瀏覽器/服務器結構的地理信息系統技術進行，實現在內網各個終端都可以進行海圖信息、船舶動態和泊位錨位等空間數據和相關信息的可視化顯示和查詢。本發明所達到的有益效果是，提高效率和管理質量，保證執法的公正性。大大提高了遼寧海事局各部門的船舶管理工作效率。主要適用于海事部門的船舶管理工作。
文檔編號G06Q50/00GK1746913SQ200510046919
公開日2006年3月15日 申請日期2005年7月21日 優先權日2005年7月21日
發明者杜長順, 熊德祺 申請人:大連海事大學