论文专区▏国际海道测量服务与技术标准进展研究
【编者按】国际海道测量组织制定的标准包含了海道测量领域的最新基础理论以及前沿技术动态，本文综述了国际海道测量组织所属海道测量服务与标准委员会的工作职责以及其开发的B、C、M、P、S五大系列标准与出版物的现状，根据最新进展，分析了国际海道测量标准未来发展趋势，对我国在该领域的标准建设提供有益借鉴。本文发表在《海洋测绘》2016年第6期上，现编发给朋友们阅读了解。元建胜，男，1960年出生，山西长治人，高级工程师，博士，主要从事海洋测绘新技术与生产管理研究。
一、引言
国际海道测量组织（IHO）于1921年正式成立，是一个技术咨询性的国际机构，当前其由海道测量服务与标准委员会（HSSC）、区域合作委员会（IRCC）、财政委员会（FC）和成员规则工作组（SRWG）。主要协调各国海道测量组织的活动，推广有效的海洋测量方法，推动测绘科学与海洋学研究成果的应用，以及海图、航海资料和技术文件的通用与交流，相应地制定与发布了有关方面的标准与出版物。IHO的标准与出版物被各成员国和相关国际组织广泛应用或引用，为推动国际海道测量及技术进步发挥了重要作用，特别是S系列标准已成为各成员国开展海道测量工作的基本指导。2016年11月14日～20日，HSSC第8次会议在摩纳哥召开，来自22国家和11个国际组织的技术代表参加了会议。会议总结了第7次会议以来的工作情况，讨论了未来3～5年的目标与行动纲要，为国际海道测量服务与标准的进一步完善奠定了基础。
二、HSSC组织架构及技术标准体系
⒈ 组织架构及职责
HSSC是IHO技术指导组织，也是IHO中最重要的标准化组织，他的职责是提高与协调与航海产品与服务有关标准、规范和指南的开发，来满足航海者与其他用户的航海需求；分析航海者与其他用户关于海道测量产品与信息系统运用有关的需求，并识别影响这些产品与行动的技术方案；协调政府间团体的海道测量服务、标准以及有关的技术行动，必要时，可以提供建议与指导[1]。HSSC由如下9个工作组与1个项目组组成。
S100工作组（S100WG），是目前HSSC中最重要的工作组，它负责新型海道测量数据模型、以及基于S100的一系列生产规范的制定与修订，航海信息注册器的开发等[2]。其系列规范主要包括电子海图产品规范(S-101)、海底地形产品规范(S-102)、表面流产品规范（S-111）等。
ENC工作组（ENCWG），主要维护ENC有关的生产与显示标准。重点修订系统显示标准（S-52）、数据交换标准(S-57)、数据检校标准（S-58）、系统测试数据集（S-64）、产生、维护和发布指南（S-65）、显示设备应用需求状况（S-66）等[3]。
海图信息提供工作组（NIPWG)，主要开发和维护信息提供指南、解决方案和规范，以便船舶用户以最快的方式获取最新的航海信息。
数据保护规则工作组(DPSWG)，主要开发和维护ENC数据的保护规则，重点修订电子海图加密方案（S-63），为各成员国提供统一的电子海图数据发布保护方案。
海图制作工作组（NCWG），主要为纸图或数字海图制图提供专业的建议与指南，开发海图数据符号化显示规范，包括解决海图与航海信息、非航海信息实时叠加显示的问题。重点修订国际海图规范和海图详细说明（S-4），国际海图规则的维护与作业指南（S-11）等。
数据质量工作组（HDWG），主要开发描述数字海道测量信息质量指标和控制方法。
海道测量词典工作组（DQWG），负责审查与更新字典中的定义等，以适应新技术的发展。
潮汐、水位、水流工作组（TWCWG），主要协调与潮汐、水位、水流和垂直基准，包括综合水位和水流数据模型有关的问题，并提供技术指南；支持开发和维护有关的产品规范，以保持与其他组织标准规范的统一[4]。重点开发水面航行水位信息产品规范（S-104）、实时潮汐数据转化产品规范（S-112）、表面水流产品规范（S-111）等。
海洋法咨询团体（IHO与国际大地测量协会联合组织）（ABLOS），主要负责为联合国海洋法公约提供海道测量和地理科学方面的技术支持。重点修订海上边界产品规范（S-121），海洋法技术手册（C-51）。
海道测量审查项目组(H2S PT)，主要负责有关海道测量的标准化工作；定义有关海道测量技术、标准、数据使用和培训等有关的内容[5]。重点修订海道测量标准（S-44）。
⒉ 标准与出版物
⑴B系列：有关大洋地势图标准及出版物
B系列出版物，主要是包括大洋形势图的具体数据生产过程、历史与产品展示，以及相关的海底要素的分类与命名[6]。
B-1大洋地势图（GEBCO），由IHO和联合国科教文组织下属政府间海道测量协会共同开发，大洋地势图由18个覆盖全球的单幅图(75×110cm)组成，每幅图描述了各海区（包含数据稀少区域）的深度信息。
B-4最新测深数据信息，是IHO把最近几年的测深数据添加到数字测深数据中心，供大家浏览，在线版本将替代1996年5月出版的B-4纸质出版物。
B-6海底要素名称标准，本标准描述了海底要素的命名方法、地理要素名称的术语规范。
B-7大洋地势图指南，是在IHO和IOC合作委员会指导下完成的，描述了大洋地势图生产者的角色，大洋地势图的生产分为5个部分。
B-8 海底要素地理名称索引，本出版物提供了大洋地势图、IHO小比例尺国际海图，或具有重要意义的其他小比例尺海图上的水下海洋地理名称索引。
B-9 大洋地势图数字图集，是一个大洋地势图百年纪念版，主要内容包含全球数字等深线与岸线、大洋水深和海底要素名称，以及访问数据集的软件接口等。
B-10大洋地势图的历史，本出版物讲述了大洋地势图的制作历史。
B-11 IHO-IOC合作的大洋地势图样本草稿。
⑵C系列：有关海道测量能力建设标准及出版物[7]
本系列涉及海道测量的教育与培训，测量数据空间基础设施建设，测量规范与有关的规则等内容。
C-6 海道测量培训参考资料。正在编写中。
C-13海道测量手册，描述了海道测量有关的概念，以及执行海道测量工作的步骤与计划。
C-16 海道测量国家规范，列举了大量的行政规定与管理制度，为那些准备制定与海道测量、海图制图、安全导航和其他有关海洋活动法律法规的国家提供技术帮助。
C-17 空间数据基础设施建设指南，为各国提供了支持、参与海洋空间数据基础设施建设的方法与途径，同时提供了最佳建设实践案例。
C-47 海道测量与海图制图培训课程，描述了海道测量有关教育与培训方面的内容，列举了海道测量各成员国在海道测量与海图制图方面的培训课程。
C-51 联合国海洋法有关会议技术资料，描述了与海道测量密切相关的联合国海洋法会议决议。
C-55 全球海道测量与海图制图的状况报告，分析了所有海道测量成员国家的海道测量能力，并说明了他们工作中的不足，并建议建立国际间、区域间的合作行动来更好地完成全球海道测量与制图任务。
⑶M系列：综合性出版物
本系列是综合性出版物，涉及IHO的基础文件与决议情况，以及国际海洋政策与海道测量服务的信息。
M-1 IHO的基础文件，包括IHO的会议和会议议事规则，行政与经济条例，以及IHO与摩纳哥政府之间的关系协议等。
M-2 国家海运政策与海道测量服务，描述了国际条约（如海上生命安全）强制性要求每个海岸国家必须提供海道测量服务，并说明了应建立怎样的国家海道测量服务，提供服务所需的资源级别，以及怎样定义自身的海道测量服务需求。
M-3 IHO的决议列表，本出版物列举了IHO合作事务、海道测量服务与标准、国际区域间合作与支持等相关方面的决议情况。
M-7 员工管理，仅对IHO成员国有效。
M-10 国际海道测量局 (IHB)的历史。
⑷P系列：期刊
P-1 国际海道测量评论，海道测量学术性刊物，其电子版可免费下载。
P-5 IHO的年鉴，列举了各国官方海道测量机构基本情况，主要包括名称、出版物种类与数量，以及责任区域等信息。
P-6 IHO会议记录，摘要记录全体会议和委员会会议决定。
P-7 IHO年报，简述了IHO年度活动、财政、资金状况等。
⑸S系列：主要标准与规范
IHO制定了大量的关于产品、服务和调查实践方面的标准。为海道测量产品生产者和使用者提供了有力的技术支持，为海道测量服务的国际化、标准化提供了技术指导[8]。
S-4 国际海图规范和IHO海图详细说明（附录INT1、INT2、INT3），本标准规定了国际海图编绘规则和技术要求，海图图式符号等。
S-5海道测量师技能标准，规定了国际海道测量培训标准和分级，给出了A、B两个级别的完整教学大纲，简述了文档提交程序。
S-8 海图制图师的技能标准，规定了制图人员执业技能的最低要求，取得国际海图制图师应接受地培训内容，并提供了FIG/IHO/ICA对技能标准的评估程序。
S-11国际海图规则维护指南，本指南包含索引、文本和图示，各类大、中、小比例尺海图维护等。
S-12“灯标和雾信号”的标准化出版列表，描述了雾信号和灯标出版列表等出版物的标准化结构。
S-23海洋界限，此出版物旨在为保证在编辑多种航海产品时，所使用的海洋分类名称与界限的一致性。
S-32 海道测量字典，该出版物包含了海道测量及相关活动中使用的单词与术语及定义。
S-44 海道测量规范，描述了如何实施海道测量来进行原始的数据收集、编辑直至成图。
S-49 航路指南出版规范，描述了编辑和出版航路指南的标准化结构。
S-52 ECDIS规范，规定了ECDIS显示和更新，包括海图改正、电子海图显示与信息系统的色彩与符号、多种显示方式等。
S-53 海上安全信息手册，由IMO、IHO和WMO联合制定，是全球航海警告服务指南。规定了安全信息的发布、航行警告责任区协调者职责、航行警告类型与格式等。
S-57海道测量数据交换标准，主要规定了物标要素的分类与表达，海道测量数据的理论数据模型、数据结构及格式，是目前电子海图数据生产的最基本标准。
S-58 ENC有效性检核标准，规定了5类有效性检查科目，并规定了每个检查科目的具体检查项目，以保障ENC数据的通用性与一致性。
S-60 基于WGS 84的坐标系转换手册，以美国国家影像与制图局提供的转换参数为基础，列出了WGS 84与其他区域坐标系的转换模型和规则。
S-61 光栅海图产品规范，描述了光栅海图需遵守光栅海图显示系统操作的需求信息，规定了光栅海图的元数据和改正要求，以及光栅海图必须与纸质图具有同样的目视效果等。
S-62 数据生产机构代码列表，列出了各官方生产机构的代码。
S-63 数据保护规则，规定了ECDIS设备制造者、数据生产者以及最终用户三方相关联的ENC数据加密与保护规则，作为非对称加密机制，为ENC数据版权保护提供了技术基础。
S-64 ECDIS测试数据集，规定了与IEC61174标准相统一测试数据制作要求，包含制作ENC测试数据集和RNC测试数据集两种。
S-65 ENCs生产、维护和发布指南，规定了ENC生产各阶段的具体步骤和规则，以及维护和发布要求。
S-66 电子海图显示设备应用需求，提供了统一的电子海图设备管理和使用状态的信息，重点描述了ECDIS培训、电子海图技术问题，旗船国执行ECDIS的详细信息联系点列表等。
S-99 IHO GI注册器组织与管理操作程序，规定了地理信息注册器和注册集的结构和管理角色，以及它的管理操作责任和程序。
S-100 通用海道测量数据模型，规定了新型海道测量数据表达模型，是各类具体数据生产规范的基础模型[9]。与S-57相比，其架构遵循主流ISO19100系列地理信息标准，并增加了支持更广泛的与航海信息有关的数据源。
S101 ENC海图生产规范，是基于S-100的新一代ENC海图生产规范，目前S101正在测试中[10]。重点测试要素目录、空间模型、图示表达及电子海图系统数据加载等。
S102海底地形产品规范，规定了海底测深数据的数据模型，以及发行与加密方法等内容，海底地形产品规范将作为附录与S100的其他产品规范一起整合到ENC产品规范中，提高海洋数字产品的应用性能[11]。
三、国际海道测量服务和技术标准发展趋势
为了推进全球海道测量服务，保证航海安全和保护海洋环境，IHO一直致力于标准的科学性、先进性，根据技术的发展和用户的需求，不断推进已有标准的维护更新，以及新标准的制定。当前及今后一个时期，海道测量服务标准发展呈现如下趋势。
⒈ 海道测量服务和技术标准完善工作更加注重区域协调和国际合作
IRCC、航海空间数据设施工作组（MSDI）、海底地名分委员会（SCUFN）、联合国海洋法地理咨询组等都在加强本组织内相关标准化技术研究，跨国家、跨组织、跨领域开展合作，推动技术交流和标准融合。其主要特点为：①区域合作加深，海道测量各区域组织均加大各成员国对技术标准使用的关注力度，研讨技术标准改进意见，合作加强对标准制定与修订的介入，合作开展人员培训，提高区域能力建设；②与相关领域的技术融合加深，国际海道测量组织与政府间海洋学委员会联合成立海底地名分委员会，推行在国际水域海底进行命名；与国际海事组织合作，推出电子海图生产者和航海者合作建设包含航海信息和地理信息的E-Nav战略，鼓励成员国按其标准建设本国的相应设施；与国际大地测量协会合作，修订了联合国海洋法相关地理技术手册，为海洋划界提供技术支持。
⒉ 国际海道测量服务和技术标准更趋通用性、体系性、超前性
⑴标准向国际标准化委员会（ISO）规定的框架靠拢，在理论框架、组件要素、数据编码上与国际标准尽量取得一致，便于推动海道测量数据融入地理信息行业发展进程，使海道测量标准更具通用性。国际航标管理协会（IALA）、国际电工协会（IEC）、国际海上无线电委员会（CIRM）、国际海事组织（IMO）、国际标准化组织（ISO）、国际开放联盟（OGC）等国际组织均开展了本组织技术标准与国际海道测量组织有关标准的技术对接工作，特别是对硬件要求的标准均以与电子海图相适应进行修订。
⑵按照纸质产品、电子产品和应用系统三个方面将标准进行系列化。如以纸质国际海图编绘规范（S-4）为主线，增加了详细规则3个(INT1\2\3)，使标准更有层次；电子海图以数据生产与交换标准（S-57）为主线，全面修订了数据检校（S-58）、维护和发布指南（S-65）等标准，使标准更全面，以新型海道测量数据模型（S-100）为主线的新标准正在抓紧制定与完善，S-100标准已发布两版，预计2017年将发布第三版，基于S-100多种海道测量数据生成规范都在修订中，如电子海图生产规范（S-101）、海底地形产品规范（S-102）、表层流产品规范（S-111）、实时潮汐数据图形化产品规范（S-112）、航海保护区产品规范（S-122）等[12]；以电子海图显示系统标准（S-52）为主线，修订了显示系统测试数据集（S-64）、显示设备应用需求状况（S-66）等标准，使标准更完备。
⑶特别关注超前性标准的实用性研究。组织开展了对国际海道测量组织制定的新型电子海图数据标准的研究，利用样例数据进行了应用系统测试，IMO、IHO及有关组织提出把IHO GI注册器拓展为一个更广泛地“海道测量与航海信息注册器”从简单的海道测量数据注册器拓展为海道测量和航海信息注册器，包括新的PENC、AIS、ATONs、WXO、VTS等注册域，来支持有关航运和航海范围数据的表达（包括非空间信息）。各类相关国际组织高度关注和积极参与国际海道测量组织的活动，说明海道测量服务对相关领域的建设发展有着重要影响。
四、结束语
各类标准的制定与完善，特别是S-100系列标准的制定，为我国数字海洋建设、建立全球海洋测绘数据库，以及多元、多用途航海产品提供了有益借鉴。我们应加强国际标准的跟踪与研究，制定适合我信息化建设的相关标准，提高我国海道测量信息化建设的规范化程度。加强区域协调与合作，加快国际海道测量技术进步和与相关领域的融合发展，更好服务于用户，我们可考虑对正在制定的内河电子海图（Inland ENC）标准提出增加适应我长江口等通海江河电子海图要素的要求，参与标准适应性检测等。相关国际组织的关注，为海道测量服务的拓展提供了空间，应关注与相关国际组织的联系，加强对相关领域的服务支撑，推动我海道测量服务与国际接轨，可考虑在适当的时候向IHO申请我国电子海图生产中特有的要素类型或图式类型，满足我电子海图生产的实际需求,努力提高海道测量服务的国际化、标准化、信息化水平。
参考文献
[1]IHO-HSSC.TERMS OF REFERENCE (TORs) FOR HSSC and Related Working Groups.[EB/OL].(2016.11.16)[2016.11.30].https://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/HSSC/HSSC8/HSSC8Docs.html
[2]IHO-HSSC8.Preparation of the HSSC Report to the Assembly.[EB/OL].(2016.11.16)[2016.11.30]. https://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/HSSC/HSSC8/HSSC8Docs.html
[3]Daewon Park1,Suhyun Park.Design of IHO S-100-compliant Application Schema for AtoN Data，Advanced Science and Technology Letters Vol.44 (Networking and Communication 2013),pp.40-43
[4]IHO-HSSC8.HSSC H2S PT HYDROGRAPHIC SURVEYS SCOPINGPROJECT TEAM (H2S PT).[EB/OL].(2016.11.16)[2016.11.30].https://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/HSSC/HSSC8/HSSC8Docs.html
[5]IHO-HSSC8.HSSC Contribution to the revision of the IHO Strategic Plan[EB/OL].(2016.11.16)[2016.11.30].https://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/HSSC/HSSC8/HSSC8Docs.html
[6]IHO-HSSC8. IRCC Activities (including MSDI) affecting HSSC[EB/OL].(2016.11.16)[2016.11.30]. https://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/HSSC/HSSC8/HSSC8Docs.html
[7]IHO-HSSC8.Report of the Tides, Water Level and Currents Working Group.[EB/OL].(2016.11.16)[2016.11.30].https://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/HSSC/HSSC8/HSSC8Docs.html
[8]IHO-HSSC8.Status Report on IHO Publications on Standards,Specifications and Guidelines.[EB/OL].(2016.11.16)[2016.11.30].https://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/HSSC/HSSC8/HSSC8Docs.html
[9]IHO.S-100 Universal Hydrographic Data Model, Edition 2.0.0[s].Monaco:International Hydrographic Bureau,2015.
[10]IHO.S-101 Electronic Navigational Chart Product Specification ,Draft0.0.9[s].Monaco: International Hydrographic Bureau,2016.
[11]IHO.S-102 Bathymetric Surface Product Specification,Draft2.0.0[s].Monaco:International Hydrographic Bureau,2016.
[12]IHO.Standards and Specifications.[EB/OL].(2016.11.16)[2016.11.30].https://www.iho.int/Downloads%20for%20IHO%20Member%20States%20and%20Subscribers.html
■论文专区的文章均为在《海洋测绘》上刊发的论文，若其他公众平台转载，请备注论文作者，并说明文章来源，版权归《海洋测绘》所有。