关于S—100系列产品规范的跟踪及对策

王娟 王志云

摘  要：2010年1月，S-100（通用海洋测绘数据模型）的1.0.0版本正式对外公布，随后不同领域基于S-100标准开发了一系列的产品规范来指导相应的产品生产。根据S-100战略规划，S-100系列产品将从2020年起随S-100 ECDIS陆续在海上投入使用。S-100系列产品涵盖了海道测量、水文等海上安全相关的各个领域，是智能船舶外部数据源的重要组成部分，对于海上安全航行意义重大。本文将简要介绍目前S-100系列产品规范的开发情况，并分析为适应S-100战略规划，相关行业应采取的对策，从而为我国跟踪研究和落地实施S-100产品提供参考。

关键词：S-100;产品规范;S-101;海道测量;航海保障

0 前 言

IHO发布的国际海道测量数据传输标准（S-57）是目前各国海道测量机构通用的数据传输标准，尽管S-57具有许多好的方面，但它也存在很多局限性，比如不被国际GIS领域广泛认可和接受、维护机制不太灵活等等[1]。为了避免S-57存在的局限性，最大限度保证海道测量数据的一致性和互操作性，IHO于2001年正式把开发通用海洋测绘数据模型（S-100）纳入工作计划，并于2010年1月正式对外公布了S-100的1.0.0版本，目前已更新至2018年12月的4.0.0版本[2]。

S-100系列产品规范是新一代基于S-100的数字化航海图书资料和相关地理信息数据服务标准的总和。S-100系列产品对于海上安全航行意义重大，它提供了一系列基于地理信息系统方法论的数据产品，涵盖了海上安全相关的各个领域，通过在S-100电子海图显示与信息系统中集成应用，利用互操作手段，可以实时为船舶提供基于位置、环境、动态感知的信息服务，是智能船舶外部数据源的重要组成部分。根据S-100战略规划，S-100系列产品将从2020年起随S-100 ECDIS陆续在海上投入使用。为此，我国需要针对S-100标准及系列产品规范的内容、研究进展等进行持续的跟踪，并尽早思考对策，从而应对未来可能产生的变革。

1  S-100系列产品规范

由于S-100的GIS特征和海上适应特征，它的作用也从最开始的替代S-57标准变为“为海上各种信息、数据、产品和服务提供统一模型框架和应用模式”。早在2013年，S-100就被确认为是IMO e-Navigation中的通用海上数据结构，发展至今日，其作用已不再局限在海道测量领域，已扩展到海上各种数据产品生产和数据交换过程中。表1是当前以S-100为基础的已开发或正在开发的产品规范列表，此列表中产品规范的数量随着时间的推移将不断增多。本文着重探讨海道测量域的S-1XX产品规范的内容及目前的开发状况。

2  S-1XX产品规范的简介及开发情况[3]

（1）S-101电子海图产品规范

IHO于2018年12月发布了S-101的1.0.0版本。其中要素表达目录预计将于2019年2月完成。S-101规定了制作S-101 ENC数据所需的内容、结构、数据编码和元数据。该规范还包括S-101 ENC在ECDIS中使用的显示需求。S-101产品规范将取代S-57电子海图产品规范。

（2）S-102水深表面产品规范

IHO于2012年4月发布了S-102的1.0.0版本。开发S-102水深表面产品的主要目的是与S-101 ENC共同显示安全航行信息。其次它也可作为一种独立的数据源应用于其他系统。S-102水深表面产品在结构上是一种栅格数据，用来编码高密度水深数据。

（3）S-104航行水位产品规范

S-104 1.0.0版本目前正在开发中。潮汐和水位预测是航路规划、进入港口等的基础。S-104航行水位产品规范规定了如何封装和传输用于ECDIS或其他应用程序的潮汐和水位数据。

（4）S-111 表层流产品规范

IHO于2018年12月发布了S-111的1.0.0版本。S-111表面流产品数据由海水表面的流速和流向组成。表面流影响船舶运动，是影响船舶航行安全的重要因素。

（5）S-121海上界线与边界

S-121 1.0.0版目前正在开发中。海上界限与边界产品规范用于数字海上边界信息的编码与交换，具体包括根据《联合国海洋法公约》划定的海上界限、区域和边界。

（6）S-122海洋保护区产品规范

IHO于2019年1月发布了S-122的1.0.0版本。S-122海洋保护区产品规范旨在对海洋保护区（MPA）信息进行编码。海洋保护区是指海洋、河口或大湖的保护区。与S-101电子海图中的海洋保护区相比，S-122海洋保护区产品从内容、时效性、准确性、图示表达、信息类型等方面要求更高。在实际的顯示过程中，S-122海洋保护区可以叠加或替换S-101电子海图中海洋保护区要素。

（7）S-123海上无线电服务产品规范

IHO于2019年1月发布了S-123的1.0.0版本。S-123产品标明了航行情报和其他海上无线电通信的位置、可用性、无线电通信类型、频率和内容。

（8）S-124航行警告产品规范

S-124 1.0.0版目前正在开发中。本产品规范用于创建包含主要针对ECDIS使用的导航警告信息的数据集。航行警告是指根据经修正的1974年《国际海上人命安全公约》的规定，向船舶广播的含有与安全航行有关的紧急信息的电文。

（9）S-125导航服务产品规范

S-125的开发目前暂停。S-125导航服务提供了航海过程中所需的灯标和其他助航信息，无论是物理的还是虚拟的，临时的或是季节性的，以及AIS ASM信息等。

（10）S-126自然环境产品规范

S-126的开发目前暂停。S-126描述海洋和陆地地形、潮汐、天气、盛行的、季节性的和危险的水流以及其他环境条件。

（11）S-127船舶交通服务产品规范

S-127 1.0.0版目前正在开发中。S-127产品用于VTS、引航、航线规划和船舶报告系统等。

（12）S-128航海产品目录交换产品规范

S-128 1.0.0版目前正在开发中。航海产品目录对于用户快速准确获取航海产品信息有着重要意义。S-128产品包含所有纸质的、数字的产品信息、在线资源和可访问的元数据，包括区域内所有的S-XXX产品和服务。

（13）S-129富余水深管理信息产品规范

S-129 1.0.0版目前正在开发中。S-129产品规范旨在为有关海上安全和海上交通效率的数字数据交换提供一种合适的格式。它包括一种具有必要属性特征的数字格式，以便在龙骨下净空管理系统和ECDIS等机载导航系统之间交换信息。

S-129富余水深管理信息是在航海过程中实时计算的一种动态信息，根据水深和船舶吃水，预测和计算整个航行计划中的富余水深信息。

3 对 策

3.1 认清存在的差距

毋庸置疑，S-100标准及系列产品规范的落地将对世界航海保障业带来巨大的变革。目前，我国各有关单位也对S-100标准及系列产品规范始终保持着跟踪和研究。但与东亚部分国家，如韩国相比，我国的研究广度和深度还有差距，如在测试台方面参与较少。这一方面影响我国在S-100标准及系列产品规范研究方面的经验积累和能力建设，另一方面也会影响我国对S-100标准及系列产品规范的深入理解，进而影响我国在国际海道测量领域的话语权和今后S-100系列产品的生产。因此建议有关单位，在IHO相关工作组中，主动承担更多的研究和测试项目。

3.2 加强顶层设计

S-100系列产品是航海保障的重要组成部分，其中S-101电子海图是最为基础和最为重要的产品，S-102、S-104、S111、S121等可作为S-101电子海图的有力补充。这些产品的数据来源涉及我国多个涉海部门，因此为了提高数据的共享性，减少研究和生产上的人力、财力和物力的浪费，更好地生产和应用S-100系列产品，建议加强顶层设计，根据各涉海部门的职责范围，统筹安排S-100标准及系列产品规范的跟踪、研究、试生产、最终产品落地和运用。

3.3 抓紧技术储备

生产S-100系列产品的前提是对相关产品规范有深度的理解和把握。以最为基础最为重要的S-101产品为例，在时间上， S-101开发、测试和实现均有较为详细的时间节点;在规范内容方面，虽然与S-57相比，S-101绝大多数要素和属性是保持不变的，但是需要对信息类型和复合属性的技术使用进行处理等。在规范的用户化方面，因IHO发布的产品规范中有很多部分是需要各个国家及生产机构根据自身情况进行适度调整，从而适应本国的生产需求和生产实际的。因此建议我国各有关单位，抓紧前期的跟踪、研究和试生产，从而为S-100系列产品的最终落地提供技强有力的术保障。

4  结束语

S-100以及相關产品规范的开发及应用，将最大可能地降低不同专业领域使用海洋测绘数据的技术门槛，为世界各国海洋开发利用带来巨大而深远的影响。我国有关单位须积极参与相关标准和规范的跟踪、开发与测试，积极互动，将自己的生产经验、意见及建议与IHO或者其他国家、相关组织进行广泛的交流，发出自己的声音，在时机成熟时，顺利实现从S-57到S-100的转换，并丰富自身的产品，从而更好地服务于航海保障和海洋经济发展。

参考文献

[1] 翟京生，元建胜，陆长林，陆毅.S-100通用海洋测绘数据模型[M].天津：中国航海图书出版社，2010.