【文章內(nèi)容簡介】 量組織(IHO)信息系統(tǒng)海道測量需求委員會(huì)(CHRIS)下設(shè)的更新工作組(UWG)制定。自從該工作組成立以來，在ECDIS的技術(shù)、知識(shí)以及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)方面均取得了很大進(jìn)步。下面將逐步介紹本文所涉及的范圍、目標(biāo)及各種構(gòu)想。世界電子航海圖數(shù)據(jù)庫(WEND)系統(tǒng)是一個(gè)共用的、世界聯(lián)網(wǎng)的ENC數(shù)據(jù)包。WEND象征著一個(gè)依賴于各成員國協(xié)力合作的IHO系統(tǒng)。為保證ENC服務(wù)的質(zhì)量，應(yīng)啟用公認(rèn)的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)(如ISO9000)，應(yīng)該服從所有有關(guān)的IHO和IMO標(biāo)準(zhǔn)和衡量尺度的制約。產(chǎn)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(fù)責(zé)發(fā)行的海道測量局(HO)加蓋印章以示認(rèn)可，應(yīng)建立技術(shù)和經(jīng)濟(jì)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(shí)候，有責(zé)任將更新信息及時(shí)通報(bào)給負(fù)責(zé)發(fā)行的HO。電子航海圖的更新被看作是一個(gè)涉及到數(shù)個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用過程。下面的分析與各個(gè)數(shù)據(jù)更新實(shí)體之間的信息交流有關(guān)。其中，更新模型的范圍包括:1) 規(guī)定能夠?yàn)镋CDIS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(nèi)部的接口；3) 規(guī)定接口處的服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)需要的詳細(xì)說明。ENC更新信息指在某一時(shí)刻能夠保證一幅ENC正確和不過時(shí)的必要信息。ENC更新指ECDIS中的ENC更新信息的生產(chǎn)、傳播和綜合過程，它包括以下內(nèi)容:1) 從事ENC更新信息處理的實(shí)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(zé)范圍之內(nèi)，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(shí)程序；5) 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行，以便綜合更新信息和核實(shí)己更新的數(shù)據(jù)庫。 ECDIS顏色與符號(hào)規(guī)范(S52附錄2)1988年11月，IHO ECDIS委員會(huì)設(shè)立了一個(gè)顏色與符號(hào)工作組，以制定海圖符號(hào)及顏色的規(guī)范和準(zhǔn)則，并由各國海道測量部門、ECDIS用戶及生產(chǎn)商品決定。1989年1月，IMO海上安全委員會(huì)航海安全分會(huì)指出了為制圖和航海定義符號(hào)及顏色的必要性，并責(zé)成國際無線電海事委員會(huì)(CIRM)和IHO制定詳細(xì)的技術(shù)指標(biāo)。IHO的《ECDIS顏色與符號(hào)規(guī)范》(PSamp。SS)作為《ECDIS海圖內(nèi)容及顯示規(guī)范》的附錄2在滿足IMO性能標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)對(duì)ECDIS的安全操作，顏色與符號(hào)規(guī)范必須達(dá)到以下幾點(diǎn)：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(hào)意義之外的不定因素；178。 確定一種為用戶所熟悉、認(rèn)可的ECDIS圖形表示方法，以便迅速準(zhǔn)確地判讀要素。IHO的《ECDIS顏色與符號(hào)規(guī)范》(PSamp。SS)作為IHO S52《ECDIS海圖內(nèi)容及顯示規(guī)范》的附錄2在滿足IMO性能標(biāo)準(zhǔn)(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(gè)部分。PSamp。SS文字部分闡述要求及一般術(shù)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(hào)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(hào)及顯示規(guī)則的詳細(xì)依據(jù)。ECDIS顯示中用到的符號(hào)在數(shù)字表示庫中有詳細(xì)的規(guī)定。由于表示庫可以進(jìn)行數(shù)字更新，因此表示庫磁盤的最新版本便是線、符號(hào)和字符的權(quán)威規(guī)范。一些物標(biāo)不具有符號(hào)(如領(lǐng)海)，這類無符號(hào)物標(biāo)在顯示中可以用光標(biāo)選擇進(jìn)行查詢，或者存儲(chǔ)起來，為海域通用光標(biāo)查詢所用。表示庫包含有附加條件的要素符號(hào)示意圖，用于那些依賴于環(huán)境而不能用一個(gè)固定查詢表提供的要素。例如，等深線符號(hào)取決于它是不是安全等深線。其中一些程序非常復(fù)雜，應(yīng)對(duì)它們進(jìn)行仔細(xì)估價(jià)。一個(gè)簡單的海圖符號(hào)大約占12個(gè)像素（在IHO標(biāo)準(zhǔn)屏幕上約為4mm）。所有符號(hào)的大小在表示庫中都以毫米表示。所畫符號(hào)不能小于規(guī)定的尺寸。另外，顯示一個(gè)符號(hào)所占像素?cái)?shù)量至少應(yīng)與表示庫中規(guī)定的數(shù)量相同甚至更多。符號(hào)高度以像素為單位設(shè)計(jì)為:(符號(hào)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(dāng)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(zhuǎn)，即所有符號(hào)數(shù)字應(yīng)保持北向。在ECDIS中，為了提取更詳細(xì)的信息，通常有兩種可行的方法:，例如顯示所有燈標(biāo)的特性或所有浮標(biāo)的說明；，如一條導(dǎo)航線、一座燈塔或一個(gè)可獲信息符號(hào)，應(yīng)答信息通過窗口或輔助屏顯示出來。在表示庫中，對(duì)字級(jí)、顏色和字體有詳細(xì)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(hào)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(dǎo)航線、符號(hào)必須明顯地區(qū)分于背景色，所以，在建立顏色表時(shí)，首先選擇的是背景色，然后再選擇與之形成鮮明對(duì)比的線和符號(hào)的顏色。對(duì)顏色和符號(hào)的設(shè)計(jì)，應(yīng)致力于確保重要的海圖和航行要素在強(qiáng)烈的陽光下和黑暗的夜晚都能保持清晰的可視性。由于標(biāo)準(zhǔn)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(tái)上的光亮程度，用軟件來調(diào)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(diào)整的靈活性要求[5][6]。 Windows程序設(shè)計(jì)在電子海圖顯示系統(tǒng)的開發(fā)中，Windows程序設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。本文后續(xù)章節(jié)所實(shí)現(xiàn)的電子海圖顯示系統(tǒng)就是基于Windows XP平臺(tái)，采用面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)方法，使用Visual C++。Windows是搶先式多任務(wù)的操作系統(tǒng)，啟動(dòng)了一個(gè)應(yīng)用程序，就等于啟動(dòng)了一個(gè)進(jìn)程，一個(gè)進(jìn)程通常擁有一個(gè)線程，在系統(tǒng)資源管理中，每個(gè)線程被分配一定的時(shí)間片，采用多線程的設(shè)計(jì)方法可以使程序擁有多個(gè)線程，這樣程序就能同時(shí)處理更多的任務(wù)。 運(yùn)行機(jī)制Windows程序是事件驅(qū)動(dòng)的，事件的發(fā)生一消息(Message)是程序設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵核心。很多的處理都是圍繞著消息進(jìn)行的。由于消息的發(fā)生是隨機(jī)的，并沒有一個(gè)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(gè)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(jī)制對(duì)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行工作是非常有利的。在每個(gè)應(yīng)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(yīng)用程序的“消息隊(duì)列”中獲取消息，然后發(fā)送給相應(yīng)的窗口，由窗口函數(shù)進(jìn)行處理。從事件產(chǎn)生，消息轉(zhuǎn)換，到執(zhí)行相應(yīng)的函數(shù)，從而驅(qū)動(dòng)了程序的執(zhí)行，應(yīng)用程序都是由事件的發(fā)生而被動(dòng)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(duì)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(diào)用開始，它從消息隊(duì)列中取出一個(gè)消息，這一調(diào)用傳給Windows一個(gè)指向名為Msg的MSG結(jié)構(gòu)的指針。而TranslateMessage()函數(shù)將MSG結(jié)構(gòu)傳給Windows，進(jìn)行一些鍵盤轉(zhuǎn)換。語句DispatchMessage(amp。Msg)又將MSG結(jié)構(gòu)回傳給Windows。然后，Windows將該消息發(fā)送給適當(dāng)?shù)拇翱谶^程，讓它進(jìn)行處理。處理完消息后，控制權(quán)返回到Windows。此時(shí)，Windows還停留在DispatchMessage()調(diào)用中。在結(jié)束DispatchMessage()調(diào)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(gè)消息屬于我們的程序，當(dāng)一個(gè)消息需要被處理時(shí)，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(yùn)行，當(dāng)一個(gè)消息終于到達(dá)時(shí)，我們的程序被“喚醒”。從編程的角度來看，應(yīng)用程序不必關(guān)心消息的產(chǎn)生和傳遞過程，在窗口函數(shù)中只需對(duì)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?qū)ο蟮拈_發(fā)工具，可直接對(duì)硬件操作，支持多任務(wù)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(yīng)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(qiáng)大的調(diào)試功能也為大型復(fù)雜軟件的開發(fā)提供了有效的排錯(cuò)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(yīng)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(yīng)用程序，進(jìn)行少量修改后，就可以進(jìn)入軟件界面的外觀設(shè)計(jì)。 組件技術(shù)組件技術(shù)作為一種最新的軟件開發(fā)技術(shù)，目前并沒有一個(gè)全球統(tǒng)一的規(guī)范。目前存在的組件技術(shù)規(guī)范有IBM推出的SOM組件技術(shù)、SUN公司的JavaBeans技術(shù)、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(shù)應(yīng)當(dāng)屬COM和CORBA，它們己經(jīng)分別在備自的領(lǐng)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(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，以COM技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)。COM及組件對(duì)象模型，是一種以組件為發(fā)布單元的對(duì)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(jìn)行交互。COM即提供了組件之間進(jìn)行交互的規(guī)范，也提供了實(shí)現(xiàn)交互的環(huán)境，因?yàn)榻M件對(duì)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(biāo)準(zhǔn)。 COM對(duì)象在COM規(guī)范中，并沒有對(duì)COM對(duì)象進(jìn)行嚴(yán)格的定義，但COM提供的是面向?qū)ο蟮慕M件模型，COM組件提供給客戶的是以對(duì)象形式封裝起來的實(shí)體?？蛻舫绦蚺cCOM組件程序進(jìn)行交互的實(shí)體是COM對(duì)象，它并不關(guān)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(gè)COM對(duì)象進(jìn)行交互。類似C++語言中類(Class)的概念，COM對(duì)象也包括屬性(也稱為狀態(tài))和方法(也稱為操作)。對(duì)象的狀態(tài)反映了對(duì)象的存在，也是區(qū)別于其他對(duì)象的要素，而對(duì)象所提供的方法就是對(duì)象提供給外界的接口，客戶必須通過接口才能獲得對(duì)象的服務(wù)。對(duì)于COM對(duì)象來說，接口是它與外界進(jìn)行交互的唯一途徑，因此，封裝特性是COM對(duì)象的基本特征。如果我們用面向?qū)ο笳Z言（如C++）來實(shí)現(xiàn)COM對(duì)象，則很自然可以用類(class)來定義COM對(duì)象，類的每個(gè)實(shí)例代表一個(gè)COM對(duì)象，類的數(shù)據(jù)成員可用于反映對(duì)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?qū)ο笳Z言來編寫COM組件，那么對(duì)象的概念可能變成一個(gè)邏輯概念。也就是不管使用什么樣的編程語言，在我們意識(shí)中應(yīng)該有一個(gè)明確的COM對(duì)象存在。因?yàn)镃OM組件的位置對(duì)客戶來說是透明的，所以COM對(duì)象必須有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，在COM規(guī)范中，采用了128位全局唯一標(biāo)識(shí)符GUID來標(biāo)識(shí)COM對(duì)象。GUID是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，并不需要專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行分配和管理。因?yàn)镚UID是個(gè)隨機(jī)數(shù)，所以并不絕對(duì)保證唯一性，但發(fā)生標(biāo)識(shí)符相重的可能件非常小。從理論上講，如果一臺(tái)機(jī)器每一秒產(chǎn)生10000000個(gè)GU工D，則可以保證(概率意義上)3240年不重復(fù)。COM對(duì)象雖然與C++類相似，但還是有本質(zhì)區(qū)別的，下面分別就COM對(duì)象的封裝性和重用性方面作一下說明::在COM對(duì)象中，因?yàn)镃OM對(duì)象和客戶程序可能在不同的模塊中甚至在不同的進(jìn)程中或不同的機(jī)器上，因此，客戶直接訪問COM屬性不僅不合理，有時(shí)也不太可能。而且，通過COM對(duì)象提供的接口成員函數(shù)訪問對(duì)象的屬性，為COM對(duì)象對(duì)同性的控制提供了機(jī)會(huì)，對(duì)象可以在成員函數(shù)中對(duì)新的屬性值進(jìn)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(yīng)的事件；:可重用性是面向?qū)ο笙到y(tǒng)的重要特性，因此也是COM對(duì)象和C++對(duì)象的共同特性，COM對(duì)象的可重用性表現(xiàn)在COM對(duì)象的包容和聚合兩種形式，而且這種重用是動(dòng)態(tài)的。比如COM對(duì)象A重用對(duì)象B的功能，不管采用哪一種形式，對(duì)象A可以完全重用對(duì)象B，就如同對(duì)象A自己實(shí)現(xiàn)了對(duì)象B的功能一樣。而且，當(dāng)對(duì)象B更新了版本或者增強(qiáng)了功能時(shí)，對(duì)象A自動(dòng)使用新版本的對(duì)象，而根本不需要重新編譯或者重新設(shè)置，這與C++對(duì)象表現(xiàn)在源代碼一級(jí)的重用上完全不是一回事。除了封裝特性和重用特性，COM對(duì)象還有一個(gè)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(wù)器模型COM采用客戶/服務(wù)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(wù)器模型。它的客戶與服務(wù)器是相對(duì)的，一個(gè)對(duì)象可能即是一個(gè)對(duì)象的服務(wù)器同時(shí)又是另一個(gè)對(duì)象的客戶。而且兩個(gè)對(duì)象之間可以相互作為對(duì)方的客戶和服務(wù)器?？蛻?服務(wù)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(wù)器模型簡化了應(yīng)用，把任務(wù)進(jìn)行分離，客戶和服務(wù)器各司其職，共同完成任務(wù)；(2)軟件的可擴(kuò)展性更好。一個(gè)服務(wù)器進(jìn)程可以為多個(gè)客戶提供服務(wù)，客戶也可以連接到不同的服務(wù)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(shè)置，可以把繁重的任務(wù)放到高配置的一端，用低配置的設(shè)備完成一些簡單的任務(wù)，這種模型使軟件運(yùn)行更加合理；(4)在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以降低網(wǎng)絡(luò)流量。在網(wǎng)絡(luò)上只傳輸客戶和服務(wù)程序所關(guān)心的數(shù)據(jù)；(5)用于數(shù)據(jù)庫時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)事務(wù)(Transaction)機(jī)制，提供數(shù)據(jù)備份能力等。 COM的特性COM技術(shù)是目前業(yè)界最新、應(yīng)用最廣的軟件開發(fā)技術(shù)，同時(shí)也是不同語言協(xié)作開發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)，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(duì)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