基于MyEclipse开发环境的低空目视航图系统构建

王吉，陈博，史俊辰，符芳婵

(海南金林通航研究院 飞行服务站，海口 570203)

0 引 言

美国目视航图的制作距今已有80多年的历史，不但为美国通航产业的发展发挥了极大的促进作用，更发展出了独立的航图制作市场。而我国至今还没有官方出版的目视航图。

美国国家航图办公室(NACO)是FAA航空系统标准化机构(AVN)的一个部门。主要为军队、航空公司及通用航空飞行员提供美国和世界其他地区的航图以及电子化产品。其目视航图产品包括区域图SAC、终端区图TAC、大峡谷目视航图、世界航图、直升机航路图等。其中，区域图详细描绘了地形信息以及用于目视规则飞行(VFR)的目视检查点。检查点包括居民地、水渠、公路、铁路以及其他明显地标。以上航图一年修订一次，并由NACO重新发布。NACO数据库主要由空域数据库、基础数据库、障碍数据库三个数据库构成。NACO与地理信息部门签订合约，每4～5周获取一次基础信息变更通知，并安排专职飞行员进行实地飞行校核[1]。

而我国目前唯一目视航图制作机构，为隶属于空军的西安航图大队[2]。其障碍物数据库仅采集了机场50 km内高于地表65 m的障碍物数据，且仅计划3～5年更新一次[3]。

2016年6月，国务院、中央军委空中交通管制委员会办公室决定在海南省开展空域精细化管理改革试点工作，由国有企业海南省金林投资集团建设低空空域空管服务保障示范区。考虑到实际通航飞行的需要，海南低空目视航图系统建设被列为示范区项目的重要建设内容之一。海南通用航空研究院结合其飞行服务站运行管理经验，开发了一套基于MyEclipse开发环境的低空目视航图系统。该系统可对地理数据进行采集/利用、处理/加工，主要构成为：①海南地区基础地理/空管信息数据、低空飞行地理/空管信息数据管理及数据库软件；②低空飞行目视航图数据采集及处理软件、低空飞行目视航图综合处理软件SQL Server数据库和服务器硬件等。其中，基础地理信息数据包括地形地貌数据：采用30 m高程数据、0.6 m影像数据、城市模型数据构建基础地理环境。支持导入来自互联网的影像数据。采用1∶50 000导航图作为基础地理信息数据。

本文首先介绍海南低空目视航图系统方案，然后介绍其功能，以期为我国通用航空航图绘制提供借鉴。

1 海南低空目视航图系统方案

海南低空目视航图系统通过数据中心采集其他数据来源定期更新数据，保证地理信息数据的准确性；能够自定义筛选有用信息并且过滤掉敏感信息[4]。形成满足低空空域目视飞行要求的低空空域目视航图系统。为海南低空空域飞行用户提供飞行计划航线规划和目视飞行航图服务，并导出相关的飞行信息文档和航路截图，以便飞行用户随身携带和查看[5]。

系统采用1∶250 000比例尺，所含信息包括计划航线及里程、导航设施、地面障碍物、空域等级、主要机场之间大圆航线距离表、进出机场间的里程、机场目录、机场设施和服务、建议飞行路径以及建议高度等信息[6]。地图上标明有地面参考可提供目视飞行定位。同时可在基础地图上叠加禁飞区、电力线、居民地等专题数据，并可实现历史数据对比[7]。

1.1 海南低空目视航图系统构建模式

低空空域目视航图可实现航线规划、专题展示、空间量算、地图标绘、展示航线、飞行导航和空间数据可视化等功能[8]。系统为飞行用户提供多元化的航线编辑模式，用户可根据自己掌握的信息自行选择更科学、更便捷的航线规划方式。

(1) 航线规划：系统支持航线规划，为用户智能规避航路上的禁飞区和障碍物等。

(2) 专题展示：能够加载禁飞区、高压线、居民地、障碍物和其他助航专题数据。

(3) 空间量算：实现基本距离测量和面积测量等功能，方便用户在规划航线时参考。

(4) 地图标绘：用户能够通过点、线、面三种方式在地图上自定义临时的专题信息。

(5) 展示航线：能够显示用户编辑过的航线及航线导出功能。

(6) 飞行导航：能够为空中飞行用户提供实时导航定位信息和周边飞行环境，让空中飞行用户实时了解周边飞行环境。

(7) 空间数据可视化：基础地理数据支持显示河流、湖泊、居民地、公路、铁路等具有明显特征的基础地理环境数据；支持以影像图的形式显示地貌数据；支持显示航路、航线、机场、起降点、助航设施等空域相关数据，并支持图层控制、风格设置、对象选择操作[9]；支持以符号的形式显示人工建筑物或构筑物，以及线、面的形式显示连续的障碍物。

1.2 框架设计

低空空域目视航图系统由空管基础数据管理工具、空管基础数据采集终端、航图综合工具、辅助工具组成，功能模块组成如图1～图2所示。

图1 低空空域目视航图系统服务器拓扑结构图

图2 低空空域目视航图系统网络逻辑层级图

1.3 开发环境及安全

海南低空目视航图系统采用MyEclipse作为开发环境[10]，开发语言为JAVA。GIS平台软件选择 OpenLayer开源软件进行二次开发来实现[11]。开发技术架构如图3所示。

图3 开发技术架构图

本系统所采用地理信息数据在进行脱密再加密处理，以保证数据的安全性。所使用的开发语言JAVA关闭对指针的直接操作，系统的安全性高。

2 海南低空目视航图系统功能介绍

2.1 用户主界面

系统用户界面包含四大功能区，如图4所示。

图4 飞行用户主界面图

(1) 系统功能区：主要功能包括飞行导航、申请航线、常备航线、航线列表、专题图层列表、地图标会和打印航线。

(2) 用户信息及天气预报：能够显示当前登录用户名、修改密码、显示当前区域天气情况、退出系统。

(3) 地图工具：包括漫游、测距、测面积、清除地图上的其他标记和显示图例。

(4) 地图功能区：能够显示基础地图、专题地图、航线，以及航线的绘制、编辑等都在地图显示区域完成，如图5所示。

(a) 地势图

(b) 影像图

(c) 电子地图

系统支持地图多种模式显示，用户可根据需要自行切换显示地势图、影像图或者电子地图。

2.2 航线申请

针对普通飞行用户，系统提供了三种申请航线的方式，分别为经纬度输入、地址定位输入及地图取点输入。

(1) 经纬输入法

用户可以在航线申请的界面上直接输入起点、终点和多个途径点的经纬度，最后系统会根据输入的顺序自动生成临时航线，航线支持手动调整。

(2) 地址定位法

当用户无法提供准确的经纬度坐标时，系统支持用户使用地址定位的方式来生成航线。当用户输入地址时，系统会匹配相似度最高的地址供用户选择，用户选择对应的地址作为起点、终点或途径点后，系统会智能生成相应的临时航线。航线支持手动调整。

(3) 地图取点输入法

用户在地图上点击右键并选择要添加点的属性(起点、终点或途经点)，最后会自动生成临时航线。航线支持手动调整。

用户通过以上方式输入起点、途经点、终点、飞行日期和飞行时间段后，系统能够自动为用户推荐一条合适的飞行航线，该航线智能地避让禁飞区、高山、变电站、高压线等危险区域。同时，系统支持绘制航线功能。用户可通过手工绘制航线，也可参考专题数据信息来自定义航线。若用户制作航线过程中想要修改航线，可通过调整航线功能来手动调整航线。

2.3 飞行导航

飞行导航能够为机组提供实时导航信息，包括飞机当前经纬度信息、飞行高度、地面高程、禁飞区，飞行方向前方7 km范围内的碍航信息等，如图6所示。

2.4 航图导出

制作的航图输出成图像格式文件，可通过外设把制作完成的航图打印成纸质文件，方便用户随身携带查看。

图6 飞行导航效果图

2.5 常备航线

常备航线是经过多次飞行和测试，安全系数最高的低空飞行航线，用户可直接申请使用常备航线或在制作航线时参考常备航线来规划飞行路线。

2.6 专题图层

专题数据主要包括飞机临时起降点数据、导航基站、变电站、电力线、机场、服务区、气象数据、油库等数据。用户可以根据需要加载不同的专题数据，从而获取导信息，如图7所示。

图7 加载电力线效果图

2.7 地图标绘模块

地图标绘模块为用户提供了点线面三种标绘方式。用户可根据自己的需求在地图上绘制需要的信息。当临时标注信息失效时，用户可删除标注。

3 结束语

海南是全国首个在空域精细化管理改革试点中实施低空空域管理改革的地区。低空飞行目视航图系统现已覆盖了海南省全境。该系统不但为海南低空安全飞行提供了有力保障，成为了海南通用航空飞行安全保障体系中不可或缺的一部分，更为我国摸索出了便捷高效、交互程度高的通用航空目视航图系统构建方法。相信该系统的构建将会成为我国通用航空航图绘制的一次成功探索，引导我国航图绘制事业走上高速发展的轨道。