【文章內容簡介】 量組織(IHO)信息系統(tǒng)海道測量需求委員會(CHRIS)下設的更新工作組(UWG)制定。自從該工作組成立以來，在ECDIS的技術、知識以及實際經驗方面均取得了很大進步。下面將逐步介紹本文所涉及的范圍、目標及各種構想。世界電子航海圖數(shù)據(jù)庫(WEND)系統(tǒng)是一個共用的、世界聯(lián)網的ENC數(shù)據(jù)包。WEND象征著一個依賴于各成員國協(xié)力合作的IHO系統(tǒng)。為保證ENC服務的質量，應啟用公認的質量管理標準(如ISO9000)，應該服從所有有關的IHO和IMO標準和衡量尺度的制約。產品的分發(fā)可與數(shù)據(jù)庫的管理相互分離，將采納的任何分發(fā)方式均須由負責發(fā)行的海道測量局(HO)加蓋印章以示認可，應建立技術和經濟上均為有效的更新解決方案。各國的HO在提供原始數(shù)據(jù)的時候，有責任將更新信息及時通報給負責發(fā)行的HO。電子航海圖的更新被看作是一個涉及到數(shù)個真實系統(tǒng)的應用過程。下面的分析與各個數(shù)據(jù)更新實體之間的信息交流有關。其中，更新模型的范圍包括:1) 規(guī)定能夠為ECDIS傳輸ENC更新信息的可能的傳輸類型；2) 為每種可能的傳輸類型確定處于終端系統(tǒng)和處于更新過程內部的接口；3) 規(guī)定接口處的服務內容和服務需要的詳細說明。ENC更新信息指在某一時刻能夠保證一幅ENC正確和不過時的必要信息。ENC更新指ECDIS中的ENC更新信息的生產、傳播和綜合過程，它包括以下內容:1) 從事ENC更新信息處理的實體；2) 用于攜帶更新信息的物理媒介；3) 更新操作方式，由更新信息的發(fā)行人自行選擇并置于發(fā)行人的職責范圍之內，以便用最高的效率向SENC提供更新信息；4) 更新信息的傳輸程序，取決于所使用的媒介和渠道以及為保證正確性而必須采用的核實程序；5) 數(shù)據(jù)庫運行，以便綜合更新信息和核實己更新的數(shù)據(jù)庫。 ECDIS顏色與符號規(guī)范(S52附錄2)1988年11月，IHO ECDIS委員會設立了一個顏色與符號工作組，以制定海圖符號及顏色的規(guī)范和準則，并由各國海道測量部門、ECDIS用戶及生產商品決定。1989年1月，IMO海上安全委員會航海安全分會指出了為制圖和航海定義符號及顏色的必要性，并責成國際無線電海事委員會(CIRM)和IHO制定詳細的技術指標。IHO的《ECDIS顏色與符號規(guī)范》(PSamp。SS)作為《ECDIS海圖內容及顯示規(guī)范》的附錄2在滿足IMO性能標準及IHO S52需要的前提下，確定了在ECDIS顯示中表示SENC信息的方法和意義。要實現(xiàn)對ECDIS的安全操作，顏色與符號規(guī)范必須達到以下幾點：178。 確保顯示是清晰明確的；178。 明確顯示中無超出顏色與符號意義之外的不定因素；178。 確定一種為用戶所熟悉、認可的ECDIS圖形表示方法，以便迅速準確地判讀要素。IHO的《ECDIS顏色與符號規(guī)范》(PSamp。SS)作為IHO S52《ECDIS海圖內容及顯示規(guī)范》的附錄2在滿足IMO性能標準(PS)及IHO S52需要的前提下，確定了在ECDIS顯示中表示SENC信息的方法和意義。PSamp。SS分為文字部分和數(shù)字表示庫兩個部分。PSamp。SS文字部分闡述要求及一般術語的意義；數(shù)字表示庫，可以給出詳盡的顏色、IMO規(guī)定符號等的信息及其顯示指南。表示庫(PL)指南(PSamp。SS附件A)可以輔助ECDIS制造商完成表示庫。其中，數(shù)字表示庫是直接用于ECDIS的，是顏色、符號及顯示規(guī)則的詳細依據(jù)。ECDIS顯示中用到的符號在數(shù)字表示庫中有詳細的規(guī)定。由于表示庫可以進行數(shù)字更新，因此表示庫磁盤的最新版本便是線、符號和字符的權威規(guī)范。一些物標不具有符號(如領海)，這類無符號物標在顯示中可以用光標選擇進行查詢，或者存儲起來，為海域通用光標查詢所用。表示庫包含有附加條件的要素符號示意圖，用于那些依賴于環(huán)境而不能用一個固定查詢表提供的要素。例如，等深線符號取決于它是不是安全等深線。其中一些程序非常復雜，應對它們進行仔細估價。一個簡單的海圖符號大約占12個像素（在IHO標準屏幕上約為4mm）。所有符號的大小在表示庫中都以毫米表示。所畫符號不能小于規(guī)定的尺寸。另外，顯示一個符號所占像素數(shù)量至少應與表示庫中規(guī)定的數(shù)量相同甚至更多。符號高度以像素為單位設計為:(符號高度mm)%()S52指出，HOENC是用北向上顯示方式編輯的，以其它顯示方向重新編輯海圖的適當方法仍未開發(fā)。如果使用了其他顯示方向，HO數(shù)據(jù)必須隨北箭頭旋轉，即所有符號數(shù)字應保持北向。在ECDIS中，為了提取更詳細的信息，通常有兩種可行的方法:，例如顯示所有燈標的特性或所有浮標的說明；，如一條導航線、一座燈塔或一個可獲信息符號，應答信息通過窗口或輔助屏顯示出來。在表示庫中，對字級、顏色和字體有詳細規(guī)定。字符必須使用直體并水平書寫。表示庫中將一些字符作為符號來處理，以確保他們的精確定位。水深注記便是其中一例。ECDIS顏色規(guī)范的總則是既可以用于海圖顯示操作，也可以用于與海圖同屏顯示的各種文本要素。由于所顯示的圖形、導航線、符號必須明顯地區(qū)分于背景色，所以，在建立顏色表時，首先選擇的是背景色，然后再選擇與之形成鮮明對比的線和符號的顏色。對顏色和符號的設計，應致力于確保重要的海圖和航行要素在強烈的陽光下和黑暗的夜晚都能保持清晰的可視性。由于標準的CRT亮度控制不能均衡地減弱所顯示顏色的亮度，因而必須在操作者的控制下，根據(jù)駕駛臺上的光亮程度，用軟件來調整ECDIS的顯示亮度。顏色表中的規(guī)定足以滿足亮度和顏色調整的靈活性要求[5][6]。 Windows程序設計在電子海圖顯示系統(tǒng)的開發(fā)中，Windows程序設計是非常重要的一個環(huán)節(jié)。本文后續(xù)章節(jié)所實現(xiàn)的電子海圖顯示系統(tǒng)就是基于Windows XP平臺，采用面向對象的系統(tǒng)設計方法，使用Visual C++。Windows是搶先式多任務的操作系統(tǒng)，啟動了一個應用程序，就等于啟動了一個進程，一個進程通常擁有一個線程，在系統(tǒng)資源管理中，每個線程被分配一定的時間片，采用多線程的設計方法可以使程序擁有多個線程，這樣程序就能同時處理更多的任務。 運行機制Windows程序是事件驅動的，事件的發(fā)生一消息(Message)是程序設計中的一個關鍵核心。很多的處理都是圍繞著消息進行的。由于消息的發(fā)生是隨機的，并沒有一個特定的先后順序，所以程序的執(zhí)行不像DOS環(huán)境下有一個明顯的順序過程，可能消息處理三反而在消息處理一、二的前面，這種處理機制對實現(xiàn)多任務并行工作是非常有利的。在每個應用程序的代碼中，都有一段消息循環(huán)代碼來檢索這些消息。消息循環(huán)程序從應用程序的“消息隊列”中獲取消息，然后發(fā)送給相應的窗口，由窗口函數(shù)進行處理。從事件產生，消息轉換，到執(zhí)行相應的函數(shù)，從而驅動了程序的執(zhí)行，應用程序都是由事件的發(fā)生而被動執(zhí)行的程序通過執(zhí)行一段被稱為“消息循環(huán)”的代碼從消息隊列中取出消息:MSG Msg； //消息變量{While(GetMessage (amp。Msg,NULL,0,0))!TranslateMessage(amp。Msg)；DispatchMessage(amp。Msg)；}消息循環(huán)以GetMessage()調用開始，它從消息隊列中取出一個消息，這一調用傳給Windows一個指向名為Msg的MSG結構的指針。而TranslateMessage()函數(shù)將MSG結構傳給Windows，進行一些鍵盤轉換。語句DispatchMessage(amp。Msg)又將MSG結構回傳給Windows。然后，Windows將該消息發(fā)送給適當?shù)拇翱谶^程，讓它進行處理。處理完消息后，控制權返回到Windows。此時，Windows還停留在DispatchMessage()調用中。在結束DispatchMessage()調用的處理之后，Windows重新開始消息循環(huán)。 Windows程序流程圖也就是說，Windows決定哪個消息屬于我們的程序，當一個消息需要被處理時，GetMessage()函數(shù)就返回。如果沒有消息被發(fā)出來，我們的程序就被掛起，而其他的程序就可以運行，當一個消息終于到達時，我們的程序被“喚醒”。從編程的角度來看，應用程序不必關心消息的產生和傳遞過程，在窗口函數(shù)中只需對要處理的消息編制一段處理代碼即可，窗口函數(shù)是消息的最后歸宿。 VC++簡介Visual C++是一種功能齊全的面向對象的開發(fā)工具，可直接對硬件操作，支持多任務多線程。Visual C++不僅是C++語言的集成開發(fā)環(huán)境，而且與Windows緊密相連，所以，利用Visual C++開發(fā)系統(tǒng)可以完成各種各樣應用程序的開發(fā)，從底層軟件直到上層直接面向用戶的軟件都可以用Visual C++來完成開發(fā)，而且Visual C++強大的調試功能也為大型復雜軟件的開發(fā)提供了有效的排錯手段。Visual C++最重要的特征是提供了MFC類庫，封裝了Windows API接口函數(shù)，并建立了應用程序框架，使程序開發(fā)人員可以將主要精力集中在所要解決的具體問題上。尤其是利用Visual C++的App Wizard功能生成SDI或MDI應用程序，進行少量修改后，就可以進入軟件界面的外觀設計。 組件技術組件技術作為一種最新的軟件開發(fā)技術，目前并沒有一個全球統(tǒng)一的規(guī)范。目前存在的組件技術規(guī)范有IBM推出的SOM組件技術、SUN公司的JavaBeans技術、OMG國際組織推出的CORBA組件規(guī)范以及微軟公司推出的COM等。其中比較成熟和完備的組件技術應當屬COM和CORBA，它們己經分別在備自的領域中取得了很大的成功。不過介于Microsoft在軟件發(fā)展方面的巨大影響力，所以在開發(fā)組件化的電子海圖應用系統(tǒng)時，以COM技術作為標準。COM及組件對象模型，是一種以組件為發(fā)布單元的對象模型，這種模型使各軟件組件可以用一種統(tǒng)一的方式進行交互。COM即提供了組件之間進行交互的規(guī)范，也提供了實現(xiàn)交互的環(huán)境，因為組件對象之間交互的規(guī)范不依賴于任何特定的語言，所以COM也可以是不同語言協(xié)作開發(fā)的一種標準。 COM對象在COM規(guī)范中，并沒有對COM對象進行嚴格的定義，但COM提供的是面向對象的組件模型，COM組件提供給客戶的是以對象形式封裝起來的實體?？蛻舫绦蚺cCOM組件程序進行交互的實體是COM對象，它并不關心組件模塊的名稱和位置(即位置透明性)，但它必須知道自己在與哪個COM對象進行交互。類似C++語言中類(Class)的概念，COM對象也包括屬性(也稱為狀態(tài))和方法(也稱為操作)。對象的狀態(tài)反映了對象的存在，也是區(qū)別于其他對象的要素，而對象所提供的方法就是對象提供給外界的接口，客戶必須通過接口才能獲得對象的服務。對于COM對象來說，接口是它與外界進行交互的唯一途徑，因此，封裝特性是COM對象的基本特征。如果我們用面向對象語言（如C++）來實現(xiàn)COM對象，則很自然可以用類(class)來定義COM對象，類的每個實例代表一個COM對象，類的數(shù)據(jù)成員可用于反映對象的屬性，而接口自然可以定義成類的成員函數(shù)。如果我們不用面向對象語言來編寫COM組件，那么對象的概念可能變成一個邏輯概念。也就是不管使用什么樣的編程語言，在我們意識中應該有一個明確的COM對象存在。因為COM組件的位置對客戶來說是透明的，所以COM對象必須有一個唯一的標識，在COM規(guī)范中，采用了128位全局唯一標識符GUID來標識COM對象。GUID是一個隨機數(shù)，并不需要專門機構進行分配和管理。因為GUID是個隨機數(shù)，所以并不絕對保證唯一性，但發(fā)生標識符相重的可能件非常小。從理論上講，如果一臺機器每一秒產生10000000個GU工D，則可以保證(概率意義上)3240年不重復。COM對象雖然與C++類相似，但還是有本質區(qū)別的，下面分別就COM對象的封裝性和重用性方面作一下說明::在COM對象中，因為COM對象和客戶程序可能在不同的模塊中甚至在不同的進程中或不同的機器上，因此，客戶直接訪問COM屬性不僅不合理，有時也不太可能。而且，通過COM對象提供的接口成員函數(shù)訪問對象的屬性，為COM對象對同性的控制提供了機會，對象可以在成員函數(shù)中對新的屬性值進行有效性判斷，若新值合理則接受，否則拒絕，還可以引發(fā)一些相應的事件；:可重用性是面向對象系統(tǒng)的重要特性，因此也是COM對象和C++對象的共同特性，COM對象的可重用性表現(xiàn)在COM對象的包容和聚合兩種形式，而且這種重用是動態(tài)的。比如COM對象A重用對象B的功能，不管采用哪一種形式，對象A可以完全重用對象B，就如同對象A自己實現(xiàn)了對象B的功能一樣。而且，當對象B更新了版本或者增強了功能時，對象A自動使用新版本的對象，而根本不需要重新編譯或者重新設置，這與C++對象表現(xiàn)在源代碼一級的重用上完全不是一回事。除了封裝特性和重用特性，COM對象還有一個重要特性是多態(tài)性，它的這種多態(tài)性需要通過其所具有的接口才能體現(xiàn)出來。 COM的客戶/服務器模型COM采用客戶/服務器模型來體現(xiàn)組件之間的交互，但COM不僅僅是一種簡單的客戶/服務器模型。它的客戶與服務器是相對的，一個對象可能即是一個對象的服務器同時又是另一個對象的客戶。而且兩個對象之間可以相互作為對方的客戶和服務器?？蛻?服務器模型是一種發(fā)展比較成功的軟件模型，它具有以下一些優(yōu)勢:(1)穩(wěn)定性、可靠性好。客戶/服務器模型簡化了應用，把任務進行分離，客戶和服務器各司其職，共同完成任務；(2)軟件的可擴展性更好。一個服務器進程可以為多個客戶提供服務，客戶也可以連接到不同的服務器上，這種模型的連接非常靈活；(3)提高性能。根據(jù)硬件的設置，可以把繁重的任務放到高配置的一端，用低配置的設備完成一些簡單的任務，這種模型使軟件運行更加合理；(4)在網絡上實現(xiàn)時，可以降低網絡流量。在網絡上只傳輸客戶和服務程序所關心的數(shù)據(jù)；(5)用于數(shù)據(jù)庫時，可以實現(xiàn)事務(Transaction)機制，提供數(shù)據(jù)備份能力等。 COM的特性COM技術是目前業(yè)界最新、應用最廣的軟件開發(fā)技術，同時也是不同語言協(xié)作開發(fā)的一種標準，它具有以下幾種特性：COM規(guī)范的定義不依賴于特定的語言，因此編寫組件對象所使用的語言與編寫客戶程序使用的語言有所不同，只要他們都能