【摘要】簡述海洋地理信息產品內涵，回顧海洋地理信息在國內外航運中運用的歷史及發展現狀，展望其發展趨勢，認為21世紀通過網絡化、信息化、數字化及衛星通信技術的應用，建立數字化、智能化的海洋地理信息集成系統，將從本質上擴大和提升海洋地理信息產品的保障和服務功能。

【關鍵詞】海洋地理信息；航運；海圖；航海書表；數字化；網絡傳輸

海洋地理信息涵蓋了從海岸帶到深海，從?？?、水面、水體到海底的海岸地形、水深、底質、地貌、重力、磁力、水文等自然地理要素，是船舶海上活動和航行安全的重要資料。伴隨著現代科技的飛速發展，特別是現代空間技術、信息技術、計算機技術、通信技術和測量技術等的不斷進步，海洋地理信息除在航運中更加廣泛運用外，各領域對海洋地理信息需求也不斷擴大。特別是大一統模式的數字地球已經成為全球共同的認識和期待，是地理信息工程領域的一項必須要實現的建設目標，海洋地理信息將在航運中發揮更加重要的作用，并借助于數字地球的建設實現再一次飛躍性發展。海洋地理信息將由單一的獲取渠道、有限的資料數據源向多元渠道和信息數據海量化發展；海洋地理信息數據的管理和處理技術將向網絡化、信息化、規范化和集成化發展，將實現數字化、信息化并向智能化方向發展；海洋地理信息產品將繼續向系列化、多元化和實用化發展；海洋地理信息對航運的服務保障也將實現信息化、網絡化和動態化。

1 海洋地理信息在航運中的運用

從古至今，海洋地理信息在航運中的運用主要體現在其對船舶航行安全的服務保障方面。海圖和航海書表等航海資料是最傳統、最有代表性的服務產品，公元前6世紀希臘人編寫的《西氏航海指南》一書中記述了地中海地區港口之間的里程、助航標志、礙航物、港口設備等資料，與現在航路指南介紹的內容基本相似。在這之后的漫長時間里，為保障船舶航行安全，西歐和北歐航運事業發達的國家先后編寫了多種版本的航路指南等航海書表，我國明代航海家鄭和的《鄭和航海圖》是比較早的一種海圖。直到19世紀初，世界海上貨運航線的沿岸海區都已逐漸測量、編繪出版了比較準確的海圖，從此，海圖也成為船舶航海的重要工具，與航路指南等航海書表一起構成船舶航海的必備資料。目前，根據IMO頒布的《國際海上人命安全公約》規定，“所有船舶應備有足夠和最新的海圖、航路指南、潮汐表等航海資料”。出版航海圖書的官方機構，“應同時發布航海通告，使海圖和航海書表及時得到更新”，以確保航海圖書所載信息與當前海區的地理情況相一致。

海圖是地圖的一種，以海洋為主要描述對象，包括航海圖、海底地形圖和各種專用圖。海圖是海洋空間信息的載體和信息的傳輸工具，它濃縮和儲存了大量的空間信息，如位置信息、屬性信息、拓撲信息等，這些信息又能通過計算機和圖形輸出設備，以人們易接受的圖形符號形式傳遞給用戶。海圖是根據一定數學法則，將地球表面的海洋及其連接的陸地部分，以符號、文字和顏色相配合，經過制圖綜合繪于平面上，并反映出各種自然現象和社會經濟現象的地理分布與相互關系的一種科學作品，用以滿足人們對地理信息的需求。

海圖素有航海人員的“眼睛”之稱。海圖在航海上的作用主要體現在以下幾個方面：一是研究海區。利用海圖研究海區的自然條件和航行條件，如航線的選擇，導航目標的利用，避險方法，航道的深度、寬度，港口、錨地的自然條件和人文條件，碼頭、泊位、設施等情況，海區的水文條件、底質及氣象條件等。二是制定航行計劃。船舶出航前需要制定航行計劃，作為海上航行的依據，包括擬定航線、航程，選擇所需的各種海圖進行氣象及海況預報，推算海區潮時、潮高等，其中擬定航線是制定航行計劃的主要內容。三是海上航行。海上航行包括沿岸航行、近海航行、大洋航行、狹水道航行、島礁區航行及其他特殊條件下的航行。所有這些航行者都要根據海圖所提供的各種信息來進行導航。四是進出港灣、錨地。港口、海灣和錨地是船舶駐泊、避風的基地，船舶出入港灣、停靠碼頭和選擇錨位，都需要海圖提供的導航目標以及掌握港灣錨地的自然地理條件和人文環境。五是航行中的海圖作業。海圖作業是保證船舶按計劃航行的基本工作。船舶在海上航行時受到風壓、流壓等影響會偏離計劃航線，為保證船舶在預定的計劃航線上航行，需要經常測定船位、修正偏差和在海圖上標繪航跡線。當船舶從一個航向轉至另一個航向時，航海人員只需根據海圖求出開始轉向點，轉向終點，并標出船舶轉向的航跡。

航海書表是與海圖相配套使用的航行資料，可分為3大類，即航海資料、航海表簿和航海通告。航海資料主要有航路指南、港口資料、港口指南、推薦航法、指定航路、港口航行指南及國際海事公約與規則圖書等；航海表簿類主要有潮汐表、航標表、航海天文歷及附表、太陽和月亮出沒時刻表、太陽方位表、天體高度方位表、港口里程表等；航海通告是報道海區變化情況及航海圖書出版消息的正式文件，一般每周出版一期，是航海圖書改正的依據，以此來保障航海圖書的現勢性。航海通告主要記載的內容有助航設備的設置與更改，水中危險物和礙航物的發現與清除，水下建筑物的變化，港區、航道和錨地水深的更正，軍事演習、特殊規定海區的改變，航海圖書的出版信息和其他與航行有關的內容，并附有圖書改正貼條、貼圖等。航海人員依據航海通告及時、準確地改正航海圖書，避免由于航行時不了解海區變化情況而造成海損事故。

我國現存最早的航海書表為12世紀初期北宋末年出版的《宣和奉使高麗圖經》中舟楫1卷和海道6卷，與當代的航路指南相類似，其中，對船舶海上航路和航海日程等均有詳細記述。到了明、清兩代，航海資料版本則更多。最具代表性的《鄭和航海圖》是明代航海家鄭和7次出使西洋過程中，通過遠洋航行實踐繪制的航海圖，圖中標有鄭和下西洋中所經亞非逾30個國家和地區的逾530個地名，從東海啟航通過馬六甲海峽，跨越印度洋抵達波斯灣、紅海和非洲東部沿岸的航線、船位、航向和陸標等航海資料，還有多幅天文導航的過洋牽星圖，是圖文并茂的圖解航海資料，為古代世界航海史上的一個杰出創造。新中國成立后，我國對航海書表的出版工作極為重視，成立了專門機構負責航海圖書的編制出版。為滿足國家航運的不斷發展和軍事斗爭等需要，逐步編寫并建立完善了航海書表體系，形成了較為豐富的品種結構和更新出版機制，基本滿足了航海和保障航行安全的需求。

隨著全球數字化和信息化時代的到來，數字化的海洋地理信息在航運中也得到較廣泛的應用。其以所有通航水域及其相關區域范圍內的自然地理、人文信息為對象，將海圖要素、船舶、船員、助航設施等與海運相關的信息關聯到空間坐標。首先發展的是數字海圖的應用，一是借助可視化技術將地理空間數據變成印刷海圖、電子海圖、虛擬環境等；二是數字海圖的應用，直接進入計算機，通過某一數學模型運算處理并獲得結果，例如定位、控制與制導和空間分析。20世紀60年代初，海洋地理信息系統開始發展和應用，加拿大建成世界上第一個GIS。在GIS興起和發展的逾40年中，普遍認為地理信息系統是在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程科學的理論和方法，綜合地、動態地獲取、存儲、傳輸、管理、分析和利用地理信息的空間信息系統，具有數據采集與輸入、存儲與管理、信息查詢與空間分析、空間決策支持、地圖制圖與輸出等功能。在具體運用中，世界各國均有許多種類和形式的海洋地理信息系統，如海事地理信息系統、航海支持系統等，并已在航運中得到較廣泛的應用。

2 當代海洋地理信息保障工作發展

航海圖書是船舶海上航行安全的重要保障資料，是最基礎的海洋地理信息保障產品。隨著航海業的發展乃至海洋經濟、海洋資源開發、海洋科研、海洋外交和海洋軍事斗爭等海洋活動的增加，世界沿海國家和地區中已經有69個國家和地區相繼成立專門負責海道測量和航海圖書出版的部門。英國、美國、日本、俄羅斯等許多國家的航海圖書生產史已超過百年，并已出版發行全球范圍的航海圖書。國際上也成立了隸屬于聯合國的國際海道測量專業性國際組織，以協調各國海道測量和航海圖書出版事宜，英美等出版全球性航海圖書的國家僅為民用公開出版的海圖數量就達數千幅。以保障航運為主要目的，國際上，英國、美國、日本、俄羅斯、中國、韓國等國家都形成了適合各自國情的海洋地理信息保障機制，其中，以英國的民用保障和美國的軍事保障體系尤為典型。

英國海道測量局隸屬于英國國防部，成立于1795年，已經形成較完備的組織管理體系、技術體系、產品體系、資料保障體系、市場銷售體系和服務體系等。其民用保障體系主要依靠其產品來滿足需求，一是傳統的航海圖書紙質產品系列，共編輯出版發行全球范圍的3300幅海圖和逾200冊航海書表，在全球有130個產品服務網點。二是數字化產品系列，柵格海圖和電子海圖均已實現全球覆蓋，得到廣泛使用。

美國的國家空間情報局是美國軍民用海洋地理信息的主要保障部門，其核心工作是為美國的國家安全和民用客戶提供地理空間情報分析，已經形成與其軍事強國地位相適應的海洋地理信息保障體系。其在頂層設計上以建立開放、靈活、可靠、互通的數字化體系，為未來聯合作戰行動提供服務為目的，實現一體化聯合作戰技術體系的建立，使美軍的信息保障已經進入以“地理空間信息與服務”取代“影像、地圖、海圖”為特征的地理空間情報時代，實現海洋地理環境信息對從單兵、武器到戰略戰術指揮各個層面的空間情報信息保障服務。當前，美軍地理環境信息和服務保障將向多源數據融合處理的聯合化、一體化，保障產品生產的信息化、數字化，產品與服務的程序化、標準化，信息來源的開放化、商業化方向發展。

新中國成立以來，我國在海洋地理信息專業建設方面做了許多工作，成立了海洋地理信息保障職能的專門機構，積累了大量海洋測繪資料，收藏了逾48萬份歷年來國內外的海洋地理信息資料，形成了滿足艦船在中國海區航行的航海圖書產品體系，通過海洋測繪數據庫工程建設開發了一些相應的數字海圖產品，并出版了部分世界海域的航海圖書。60年來，我國先后出版了逾8300幅航海圖、3400余幅數字海圖，編制了逾860冊航海書表，向國內外用戶提供了逾2000萬張航海圖、逾1400萬冊航海書表及通告，已經建立了一套完整的數字化航海圖書生產體系，而且無論在技術手段、產品種類還是成圖質量上都達到世界同等水平。目前，我國公開出版發行的各種系列比例尺海圖也有逾500幅，航海書表的品種也在不斷豐富。

20世紀末以來，盡管海洋地理信息保障工作隨著科技進步有了突飛猛進的發展，但對于滿足現代航運要求尚存在許多不足。海洋地理信息以航海圖書為核心內容的產品保障模式略顯簡單，缺乏系統的、多要素綜合保障，電子海圖等數字化產品、專題化產品保障尚處于起步和發展階段；世界各國之間各自為政而合作不足，致使產品生產效率較低、保障范圍有限等，這些都是有待解決的問題。

3 海洋地理信息運用的發展趨勢

21世紀是一個充滿機遇和挑戰的世紀，網絡化、信息化、數字化技術將加快社會的進步和發展，海洋地理信息在航運中的運用也將迎來更加長足的發展與進步。首先是海圖這一傳統的海洋地理信息產品，隨著科學技術的進步迅速發展，除數量迅猛增長外，品種呈現多樣化，內容更加豐富，制圖精度越來越高。特別是計算機輔助制圖技術引入海圖編制工作后，海洋地理信息產品和航海圖書生產將發生革命性的變化。制圖理論和技術不斷有新突破和創新，海圖的形式也由過去以圖形符號或影像表現在紙介質上，發展到以數字數據等形式表現在諸如磁盤或光盤等其他介質上，形成了現代海圖的新類型。通過建設以海洋測繪數據庫為核心的信息化海圖制圖生產體系，海圖數據管理將真正實現數據庫驅動，海圖生產平臺實現一體化，傳統海圖制圖生產體系將向數字化海圖制圖生產體系轉化，數字海圖更新服務實現自動化，在數字化制圖的基礎上和完全網絡化運行環境下，實時有效地向信息化社會提供海洋地理信息綜合服務。

為適應現代航運的信息化保障需要，將應用衛星通信與網絡技術，建立基于網絡服務系統的數字產品提供與分發模式，實現近實時的網絡化傳輸和數字化修正。雖然傳統紙質產品的發行傳遞服務保障手段還將在很長時間內繼續施行，但同時還需建立國際化的航海圖書服務網絡，通過不斷改進發行方式、完善服務，實現數字產品和紙質產品的同時保障。將充分利用通信衛星、互聯網等多種信息傳播載體，開發相應的海洋地理信息保障系統，實現高效能、全天候、多元化的客戶服務和保障，并使數字化產品更新服務實現自動化，紙質產品在網絡端口實現按需速印。

通過建立數字化、智能化的海洋地理信息集成系統，完善海洋測繪數據庫建設，實現海區數字海圖的高精度、高現勢性和全部海洋測繪基礎資料的數字化和數據庫管理，在基于地理信息系統中進行測繪分析、加工與處理，并在系統內和服務網絡上實現及時更新、改正和查詢服務。應用地理信息系統技術和“3S”集成技術等高新技術，整合海洋測繪和海洋調查等多元數據庫成果，形成全數字信息處理、地理環境可視化和多元、多尺度、多分辨率的海洋地理信息集成系統，達到透明提供和動態保障，從本質上擴大和提升海洋地理信息產品的保障和服務功能。

作者：王會平 王知  來源：水運管理