Caris HPD纸海图符号库本地化方法的探讨-邬金.doc

Caris HPD纸海图符号库本地化方法的探讨 邬 金（广东海事局海测大队，广州）摘要：详细说明了CARIS HPD中海图符号库表示机制，并结合实际简要介绍了我们在符号库本地化中所作的一些工作， 及遇到问题的一些总结。关键字：HPD，PCE，纸海图符号库，本地化 A Study on The Localization Methods of Caris HPD Paper Chart Editor SYMBOL Presentation LibraryWU JIN1 引言 CARIS HPD(以下简称HPD) 是部海事局2007年引进和实施的航测重点发展项目。HPD能实现数据采集、管理、维护以及纸海图和电子海图制作的一体化，从根本上改变现有的测绘生产模式、工艺流程和管理理念。CARIS公司自1999年酝酿研发HPD，2001年首推商业版（HPD V1.0），现已更新到V2.7版。然而，由于是国外软件，它自身只支持IHO S52、INT1海图符号库，本文通过对HPD中符号库的存储和显示机制的分析,介绍了建立基于中国海图图式的符号库的方法。2 HPD海图符号库机制在CARIS HPD Paper Chart Editor (以下简称PCE)中，主要通过以下两组文件控制海图符号库。2.1 S-57 Presentation Library Files：这组文件存储在.CARISHPDPaperChartEditorsystemPCEConfiglookup中。它包含psymrefs.txt，lsymrefs.txt和asymrefs.txt三个对应表文件,分别用来控制点、线、面物标的显示。图1所示为aymref.dic文件的部分内容： （图1 aymref.dic文件的部分内容示意）上述三个文件的内容都包含相同的七列格式结构。每一列以逗号分隔，并被包含在引号中。在PCE中我们仅使用最初四列用于数据的显示，各列具体意义如图2所示：物标编码属性编码及值调用图形符号化显示优先级BUISGL, FUNCTN15,LC(ALBDDT),4,O,OTHER,32220 （图2 *.dic文件中某条记录前四列意义的解析）要素在显示窗口中绘制匹配S-57类型物标的被调用图形符号。例如，假设是面状物标，PCE则在asymrefs.dic文件中寻找对应的物标记录。接下来简要描述PCE读入对应表的过程:物标编码是六字符S-57物标首字母缩写词，按字母顺序排列。一般来说，同一物标编码的所有实体记录排列在一起。如果对应表中未发现相应的物标的编码，则该表中的第一个实体被用于绘制该物标。属性编码也是六字符属性首字母缩写词，它以 格式列出。如果某属性被定义，则对象必须包含该属性；如果属性值以?标记，则属性值设为UNKNOWN；匹配的属性值必须为整型或浮点型（字符型属性不能匹配）；根据观察发现，对具体属性值有要求的特殊实体记录一般列在普通实体后。一旦物标类型被确定（点、线、面），相应的LOOKUP表被选择。PCE检查对应的表来寻找相应物标及其属性。如果表中有多条该物标记录，但属性值没有完全匹配的，则使用该物标的普通实体记录替代。如图3所示，如果数据集包含一个属性编码CATACH=2的ACHARE物标，图3中ACHARE物标的第三条实体记录被选择。假如ACHARE物标未包含属性值，或包括了未列入该LOOKUP表的别的属性值，则采用该物标的第一条实体记录代替。 （图3 ACHARE物标各实体记录示例）调用图形符号化时，各符号实体以逗分隔，实体按记录中给定的顺序排列，面色填充列在线或中心符号后。未符号化的要素绘制，该列只给出双引号表示。表1列出了物标类型和相应符号化代码：符号类型符号代码注释点SY(FEATURE_CODE)编码使用ih_master.txt文件中的特定符号编码并按INT1绘制符号。如果符号编码在master文件中不存在，或符号非法，使用？代替。SY(FEATURE_CODE, ORIENT)本编码类似于上者，除了编码外，还指定了距真北方向（北方位）角度距离。可以作为属性值（特别是方向）或外在数值。线LC(FEATURE_CODE)本编码使用ih_master.txt文件中的特定符号编码按INT1绘制线符号。如果符号编码在master文件中不存在，或符号非法，使用？代替。LC编码实现符号绘制首选编码。LS(SOLD, 1, COLOUR_CODE)本编码绘制了线。第一个参数是线型（SOLD 实线, DOTT 点线,DASH虚线）；第二个参数是线的宽度（按像素计）；第三个参数是颜色。SY(FEATURE_CODE, ORIENT)本编码用于绘制线中央的符号。本编码类似于点符号化。面AC(COLOUR_CODE)本编码指定在ih_colour.xml文件中面的颜色名。AC(COLOUR_CODE,TRANSPARENCY_VALUE)第二个参数用来指定透明度（1=25%，2=50%，3=75%）。符号不再被PCE支持，仅实色被绘制。AP(FEATURE_CODE)模式填充名使用参考模式填充定义。LC(FEATURE_CODE)参见线部分定义。LS(SOLD,1,COLOUR_CODE)参见线部分定义。SY(FEATURE_CODE, ORIENT)更多信息见点部分（表1 物标类型和符号化代码表）显示优先级控制了对象绘制的顺序，它是基于S-52标准的。在PCE中以8个级别显示，如表2所示：优先级S-57对象0没有数据填充面模式1S-57第一组物标填充面域（LNDARE, DEPARE等）2，3阶层数据5受限区域6交通区域4，5陆地要素3，4，5，6水域要素5，6，7海岸要素5，6，7道路要素4，5，6线或面符号8危险物（桥，危险水深）（表2 物标显示优先级表）要素以数字顺序绘制，因此LNDARE 和DEPARE（优先级1）首先绘制，然后高优先级要素在这些要素上绘制。我们也可以使用属性覆盖文件中的默认优先级值。2.2 INT1 Presentation Support Files这组文件存储在.HPDPaperChartEditorsystemPCEConfig中。它包括控制文件ih_master.txt，符号文件ih_symbol.bin，颜色表文件fcmap.txt，彩色地图文件ih_colour.xml。ih_master.txt（以下简称master文件）文件列出了所有INT1图形化符号编码以及包含线型、宽度、符号尺寸等指令。图是master文件中部分内容的截图： （图4 ih_master.txt文件的部分内容的截图）图5描述了该文件各列的信息：行列值解释/注释11NPFPLT符号编码（PCE图形化符号编码）2常为一个空白字符30常为04IN21 Fishing ProhibitedINT1要素编码参考描述5PR忽略6N忽略7DR以DD=rounded ends或DR=rectangular ends结束绘制线803使用的栏9的线粗符号化线908线粗（一英寸包含多少千）10-12栏10-12可能为空1313CARIS的数据编码：流线（1），点-点线（3）21NPFPLT对同一要素附加绘制命令2LL-附加线模式指令30第一分行常为04线模式指令31NPFPLT对同一要素附加绘制命令31每一分行值增加432每一分行值增加 （图5 ih_master.txt文件各列意义的解析）此外，我们可以通过直接修改master文件来修改符号例如，修改线模式，定义新符号尺寸等。ih_symbol.bin文件定义了可用于PCE的INT1图形化符号库。每个图形化符号被赋予符号编码，它被PCE 的master文件调用。PCE包含了ASCII和二进制符号文件，但程序一般使用二进制文件。符号在Symbol Editor中创建，当他们在Editor被编译后，符号将被加到ih_symbol.bin文件中。fcmap.txt文件或PCE颜色表相关于要素符号编码，选取颜色列于ih_colour.xml文件。PCE颜色表的例子如图6所示：（图6 PCE颜色表文件的部分内容的截图）我们可以通过直接修改文件来添加或更改颜色。格式是 ，但没有仅限于一个空间。PCE查找相关文件，这些文件中列出了符号代码和符号代码的实例，特殊代码列于普通代码之前。文件最后一行包含了未列入fcmap.txt所有代码的默认颜色。如果颜色为黑色，所有未在文件中列出的代码都在PCE显示为黑色。 文件同样采用*字符作为通配符。这就意味着，如果有要素NP*=Nautical_Purple，所有以NP开头的要素代码都将以Nautical_Purple色显示。ih_colour.xml定义了符号、水深、文本、线和面状要素在PCE中的颜色。每一颜色被赋于一个索引号和颜色。颜色可以用RGB（红绿蓝）、CYMK、HLS（色相，亮度，饱和度）定义，图7显示了彩色地图文件。 （图7 彩色地图文件的部分内容的截图）2.3 两组文件的协调运行机制通过以上两组工作文件，HPD建立起了S-57数据和INT1规范纸海图符号库显示之间的协调运行机制。其逻辑关系如图8所示：（图8 HPD纸海图符号库原理图）下面以ACHARE（CATACH=1）点要素为例描述S-57数据文件如何在PCE中显示符号： 因为ACHARE是点状物标，PCE在psymrefs.dic文件中查找物标编码为ACHARE的所有实体记录。ACHARE物标可能有多个实体，PCE使用在其数据集中匹配了该物标属性值的第二条实体记录：ACHARE,SY(IN10),8,S,DISPLAYBASE,0ACHARE,CATACH1,SY(DLAN),8,S,DISPLAYBASE,0ACHARE,CATACH4,SY(IN12),8,S,DISPLAYBASE,0ACHARE,CATACH5,SY(NPALHO),8,S,DISPLAYBASE,0ACHARE,CATACH6,SY(NPAWSP),8,S,DISPLAYBASE,0PCE接着读取该行记录的第三列。在本例中，应用程序调用代码为DLAN的图形化符号绘制该锚地。程序从ih_master.txt文件中获得该图形化符号的绘制命令：DLAN 0 IN12.1 Anchorage BK N DD 08 10 00 1 00 8DLAN S0 DLAN1/LWT=.203/SIZ=3.54,DLAN S1 DLAN2/LWT=.102/SIZ=4.80其子特征码为DLAN1和DLAN2，PCE在ih_symbol.bin文件中找到这两个符号代码显示图形。PCE颜色表文件（fcmap.txt）指示了该符号编码的颜色，在本例中DLAN颜色是航海紫色。ih_colour.xml文件指示了航海紫色使用的颜色定义为RGB(226,66,204)，最后在显示窗口中物标绘制如。 3 HPD 符号库本地化通过以上对HPD符号库机制的探究，我们了解到HPD数据库并不保存物标的主要表现信息，如颜色、大小、图形化符号等，所有这些表现信息都保存在客户端配置文件中。它们都以文本格式来保存各物标的表现信息。PCE默认只支持遵循INT1标准的符号库，为使PCE能够显示符合中国海图图式规范的纸海图符号库系统，我们可以通过修改我们客户端的配置文件来进行本地化。对于截至目前我们所做的工作有：1、通过修改presentationcontrol.xml海图表现配置文件在系统中创建中国海图图式配置（如图9所示）。以后我们要以中国海图图式的符号系统对PCE进行表示时，只需在presentation中选择“CN”即可实现切换。（图9 海图显示配置文件）2、创建并完善PCE所支持的符合中国海图图式规范纸海图特征码符号库文件。ch_master.txt是我们创建的符号特征码定义文件，ch_symbol.bin是符号定义文件。这两个文件我们可以直接使用以前通过CARIS GIS平台生产符合中国海图图式规范的纸海图时创建的本地化纸海图特征码符号库文件。但原CARIS GIS是通过宏命令来设置符号大小，在master文件中未仔细考虑符号缺省大小设置。而在PCE中，无法像CARIS GIS可以通过交互或宏命令方式定义符号的大小，它只能根据缺省大小来显示的。因此在这里我们的工作主要是对master文件特征码对应符号的缺省大小重新设置。3、准确完成已有的本地化纸海图特征码符号库与S-57物标的对应，使我们自己的符号库能被S-57标准所支持。具体来说就是要修改psymrefs.txt，lsymrefs.txt，和asymrefs.txt这三个LOOKUP文件，为每一个本地化纸海图特征码符号都能与按S-57标准存储的物标建立对应关系。这样PCE要显示某一物标，首先在对应LOOKUP文件中通过找到已用S-57标准存储物标的本地化纸海图符号特征码，然后从ch_master.txt控制文件中找到该符号的绘制命令。下面以230111检疫锚地符号ACHARE（CATACH=5）点要素为例来描述这个修改过程。因为检疫锚地符号是点状符号，所以在psymrefs.dic文件中查找到ACHARE, CATACH5, SY(NPALHO),8,S,DISPLAYBASE,0；因为230111符号按S-57标准描述就是ACHARE, CATACH5；所以这里我们直接将SY(NPALHO)改为SY(230111)。 然后程序从ch_master.txt文件中获得符号230111的绘制命令：230111 0 GB16.3.7 Quarantine anchorage symbol R N R 8 5 0 1 0 8230111 S0 ALHO/SIZ=3.5其中SIZ=3.5表示符号缺省高度为3.5mm.它的子符号代码为ALHO，在ch_symbol.bin文件中找到这个符号代码显示图形。在fcmap.txt中找到该符号编码的颜色名称，最后在ch_colour.xml文件中找到了该颜色名称对应的颜色定义。4、对于部分线状符号而言，在CARIS GIS制图时我们只是利用了该线上结构点的坐标定位功能，然后在MAPGIS中再按要求的线型修改并建拓扑后再进行面域填充。故这些符号直接拿到PCE中使用就不再合适了，而且它们的图面表现形式与INT1的也不同。对于这种情况，我们选择在Symbol Editor中重新创建这些符号。譬如，我们在Symbol Editor中创建的岩石滩符号，INT1的表现形式与它的对比可参见图10所示： （图10 INT1(前者)与我们创建的符合中国海图图式要求的岩石滩（后者）的对比示意图） 5、在实践中，我们发现：S-57标准中，浮标、立标和相应的顶标都是做为独立的物标来存储和表示的。而且无论在水上还是陆上INT1中顶标的表现形式都是竖直的。但是中国海图图式中，浮标和立标的顶标表现形式则不同（水中倾斜，陆地则竖直）。而且为了表现上的方便，我们以前在CARIS GIS中都是直接用一个符号特征码将航标和对应的顶标绑定在一起表示。但在PCE中，物标必须与S-57标准对应。如果我们还是把航标、对应的顶标按两个物标表示，一种顶标对应陆地、水上两种航标。最终，顶标的表现形式要么全是竖直，要么就全是倾斜的。 在试生产阶段，我们决定暂时用原CARIS GIS中包含顶标和航标的组合符号来做为该航标的表示符号，顶标作为单独物标也不赋予其表示符号。4 进一步的工作方向 1、航标与顶标的表示问题。上节第5点的方法虽然能满足大部分符号的需要，但它不符合S-57标准，而且按它的操作方法，也有部分标难以区分如三角形立标与倒三角形立标等。我们决定，在不违背S-57标准的大前提下，利用HPD的API，给顶标（TOPMAR）增加一属性来区分它是在水中，还是陆地上；以此来匹配它相应的表现形式。 2、中国海图图式中部分符号与S-57标