简介

ECDB(Electronic Chart Data Base)，即电子海图数据库，是指提供电子海图数据(ENCD)的基础数据库。由国家航道测量组织采用数字形式建立，包括海图信息以及其他航海信息和航道测量信息。应当指出，国家航道测量组织应当有权对自己所负责的海域独立制作和发布ENC并进行通告改正服务。

实用意义下的电子海图系统应当具备相当大的全球海图数据库(例如数千幅)，具有相当数量的专业制图人员来维持和扩展海图数据库，具有完善的电子海图自动改正系统，具有庞大而有效的全球分销网点，具有与各国官方航道测量局签署的版权协议，能够兼容其他国家航道测量局制作的光栅海图(如ARCS、NOAA)和矢量海图(如ENC)数据库，具有国际组织和各国海运部门的认证证书。1992年IHO成立了世界电子导航海图数据库(WEND)专门委员会，并于1994年提出了关于建立WENC的最后报告，建议在资金和技术上有能力的国家成立区域性电子导航海图协调中心(RENC)，再由各协调中心组成世界电子导航图供应和改正互联网络，最终实现建立世界电子导航图数据库的目标。根据IHO的定义：世界电子导航海图数据库(WEND)是一个公用的世界联网的ENC数据库。采用IHO的标准，设计的目的是为了在国际海上交通中使用符合IMO性能标准的EcDIS的需要；WEND利用HO国家ENC数据库。该数据库有地区性中心负责综合分发和更新；WEND是一个依赖各成员国协力合作的IHO系统；根据WEND的定义，地区性中心成为地区性ENC协调中心(RENC)。ENC更新指南应由RENC在数据更新方面提供支持；WEND采纳的一系列原则均对ENC的更新产生影响。该电子海图供应网络建成后，航海者可以从世界任何一个RENC获得所需的最新电子海图数据。1994年挪威电子海图中心(Ecc)与英国航道测量局(UKHO)率先合作在挪威斯堪的那维亚成立了第一个北欧水域的区域电子导航图协作中心，目前已有10个邻国参加。该中心的任务是从所有合作的水道测量局收集海图数据和更新数据，并将该数据汇集到通用数据库中，然后按使用者的要求，利用CD-ROM或直接通过远程通信线路将该数据库中的数据分发使用者。目前该中心正在为电子海图数据的收集、存储、管理和分配研制自动综合系统。另外，日本水道测量局正在与邻国商议准备建立东亚地区RECC，意大利和他的邻国计划建立西地中海地区RENC，美国、加拿大、澳大利亚等国也准备建立自己的数据库并通过互联网发挥作用。1

电子海图索引技术

某一海域的所有海图的组织传统上是利用这一海域的《航海图书目录》，如中版《航海图书目录》和英版“Catalogue of admiralty charts and other hydrographicpublications”来实现海图的查找。这些参考书籍均建立了所涉及海域的所有纸海图的索引，在建立电子海图单元数据结构和索引结构时可以参考，但ECDIS对ENC提出了更多类智能的要求，这要求ENC用最优的数据结构和索引结构组织海图单元。电子海图系统作为高精度，实时系统，其关键技术是电子海图的显示速度，国际和国内标准都对这一指标有明确的要求。这是电子海图开发和研制人员一直关注的热点问题。空间数据的访问在很大程度上体现空间位置的局部性和相关性，例如海图开窗显示，显示的实体都在一定的空间范围内:地图漫游显示，通常浏览到相邻的区域。又如实体空间查询，也要分析一定空间范围内的所有实体。必须通过建立有效的空间索引机制,才能解决上述问题。

所谓空间索引,就是指依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系，按一定顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概要信息如对象的标识、外接矩形及指向空间实体数据的指针。简单的说,就是将空间对象按某种空间关系进行划分，以后对空间对象的存取都基于划分块进行。例如按空间范围建立空间索引，这有些类似于在内存缓存技术中，把内存按地址临近原则划分为缓存槽的思想：在读取内存内容时，把一个缓存槽的数据都读到缓存槽中。这种缓存槽的划分是基于这样一种经验：“如果一个地址单元被访问，那么临近地址单元的数据被访问的概率很大”。类似的，对于空间实体数据，如果一个实体被访问，那么与该实体空间临近的实体被访问的概率也很大，因此可以按空间临近原则划分缓存槽。

空间索引技术一直是空间数据库一项基本技术，空间索引的有无可能导致效率的相差几十甚至上百倍，高效的空间索引方法更是对系统的性能有着决定性的作用。

索引技术包括：二叉树索引技术、B树索引技术、四叉树索引技术、R树空间索引技术等。这些技术对与电子海图数据库来说有很重要的意义。

电子海图数据库的设计

在电子海图数据库中，SENC的中的物标属性与数据库表中字段属性建立一一对应关系。符合IHO S-57国际标准的ENC将海图矢量数据划分为空间数据和特征属性数据两大类型。在数据库中，空间数据与特征属性数据是分开管理的。

电子海图数据库物标特征属性数据管理

电子海图IHO S-57标准规定180种物标类型，同时规定了195种物标属性。在构建电子海图数据库时，以物标种类来划分表，因此有180张表，每张表包含IHO S-57标准规定的物标对应的属性。物标种类和物标的属性严格按照5-57的分类列表。设计空间物标的特征属性与数据库中表的字段属性相一致，这样便于我们对数据库的维护和管理。电子海图数据库的物标的特征属性与表中字段一一对应，见下表是以灯标为例，介绍物标的特征属性:

(1)根据海图数据的物标分类，建立电子海图数据库的列表，表的名称与S-57标准规定的物标名相一致。灯标物标的在数据库中的表名为LIGHTS。

(2)针对每一个表，设置不同的字段属性，字段属性的命名，也按照S-57标准的设计，比如灯标的特征属性有很多字段组成:GRUP, OBJL, RVER, AGEN, FIND, FIDS,HEIGHT,OBJNAM等等。

电子海图空间数据的管理

空间属性就不能简单的采用对应关系。空间数据指在某一坐标系被标志的地理实体的坐标数据；地理实体，分为点状、线状和面状三种类型。电子海图上的物标、岸线有着各种各样的形状，就其组成元素来看是由基本的几何图形组合而成，岸线可以由多个点和线组合而成。岛屿由点、弧线、直线、多边形组合而成。Oracle 9i支持点、直线、直线多边形，弧线、弧线多变形、复合多边形、复合线、圆、矩形等九种基本的图形。如下图《Oracle spatial支持的图形类型》所示：

Oracle spatial支持的图形类型

电子海图上的点状、线状、面状物标等可以由上述Oracle spatial支持的基本图形不同组合完成，复杂的电子海图物标可能由多种图形组合而成。