淺議海道測深數據管理軟件的應用
航海技術
作者：張丹 李忠新
摘要：本文介紹了目前國內海道測深數據管理現狀，闡述了CARIS BDB軟件的特點，並詳細介紹了CARIS BDB軟件工作流程。
關鍵詞：海道測深 數據管理 多波束 BDB
0 引言
隨著陸地資源的減少，人們對海洋資源的重視日益提高，開發海洋資源應首先進行海底地形測量。近年來，海底地形測量技術獲得了快速發展，測量方式由最初的單波束測深發展為各種規模的多波束測深技術。多波束測深最大的特點是測點多、全覆蓋、精度高、能夠準確全麵反映水下地形起伏變化情況，但同時會產生巨大的數據量，對這些數據的處理、管理和二次開發利用成為當前亟待研究解決的問題。
盡管目前海事測繪中心提供的數據以單波束測深為主，但許多重要的港口和航道已向多波束測深方向發展，這些數據被檢查確認後，需要有一個水深管理數據庫進行預處理、分析和保存。加拿大的Universal System公司開發的Caris Bathymetric processing and data management軟件（簡稱BDB軟件）是目前全球最先進的水深數據庫管理係統之一，本文以BDB 軟件為例，重點探討了海道測深數據如何進行管理，以滿足不同用戶的需求。
1 BDB軟件功能介紹
1.1 BDB軟件概況
BDB是Caris產品家族中針對測深數據管理分析的一個軟件包，包括客戶端、數據庫服務和數據庫管理工具。處理工具都在客戶端，可以脫離數據庫服務單獨應用。它與HIPS&SIPS、Hydrographic Production Database（HPD）、S-57 Composer和Spatial Fusion Enterprise等共同構成Caris Ping-to-Chart工作流。
基於ORACLE數據庫（或開源的PostgreSQL），BDB可以有效地存儲、管理和檢索大量的水深數據。另外，BDB具有一套靈活的工具集，能對水深數據分析、預處理和管理，經過預處理和確認的數據可以提供給海圖生產（如HPD）使用。
1.2 BDB軟件主要特點
1.2.1 操作的靈活性
為滿足不同用戶的需求，BDB采取了靈活的操作方案：
BDB客戶端（BASE Editor）：用戶可結合多種有效的水深數據分析，比如其自身的CSAR格式、通用的網格格式（如BAG）或導入XYZ數據格式等。
BDB數據庫（Bathy DATABASE）：對水深數據進行管理，用戶可通過多種自定義查詢條件獲取數據。
1.2.2 可兼容多種數據格式
BDB支持多種格式數據，如矢量數據（DWG、DXF、S-57、HOB）、柵格數據（GeoTIFF、BSB、TFW）和其他類型的數據（XYZ、LAS、BAG）等都可導入到係統中，並可根據用戶的需求輸出多種格式的數據。
1.2.3 CSAR架構
為了高效管理大量測深數據，Caris采用CSAR架構為網格數據和點雲數據開發了新的數據結構。CSAR架構通過將數據拆分為小塊，確保大量多維數據的存儲和可視化。網格和點雲數據結構以多種分辨率存儲以便於快速獲取數據，通過這種方式，數據集的數據無論是否顯示都可隨時獲取，用戶也可不被水深數據集的文件大小或最多記錄數所限製。
2 Caris BDB軟件的應用
2.1 數據導入
BDB可以編輯操作多種數據來源的水深數據格式，最常見的包括XYZ格式和CARIS數據格式，即目前海事測繪中心提供的數據格式。XYZ文件導入BDB有兩步：1.創建info文件，即包含XYZ數據集位置和屬性信息的XML文件；2.用戶需定義導入和輸出的坐標係統，以及數據是以點雲或網格格式導入。
2.2 麵操作
為便於用戶管理水深數據，BDB將水深數據轉換為特定格式—Base Surface，並有一係列工具進行編輯操作。
2.2.1 麵合並
根據需要BDB可以將相鄰區域或者有重疊區域的surface合並成連續無縫的surface，數據集可以是不同來源（單波束、多波束等）、不同分辨率、不同區域，數據重疊區域用戶可定義取舍規則避免衝突。