Tiêu chuẩn TCVN 13039:2022 Hải đồ điện tử - Đặc tả về sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13039:2022

HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ - ĐẶC TẢ VỀ SẢN PHẨM BỀ MẶT ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN

Electronic Navigationam Charts - Bathymetric Surface Product Spectification

Lời nói đầu:

TCVN 13039:2022 được xây dựng dựa trên cơ sở tham khảo S-102 - Bathymetric Surface Product Spectification.

TCVN 13039:2022 do Tổng công ty Bảo đảm an toàn hàng hải miền Bắc biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ - ĐẶC TẢ VỀ SẢN PHẨM BỀ MẶT ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN

Electronic Navigationam Charts - Bathymetric Surface Product Spectification

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng với các tổ chức, cá nhân tham gia vào quá trình thành lập sản phẩm dữ liệu bề mặt địa hình đáy biển.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng Tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có):

TCVN 13040:2022, Hải đồ điện tử - cấu trúc dữ liệu thủy đạc không gian

ISO 8601:2004, Data elements and interchange formats - Information interchange -Representation of dates and times (Các yếu tố dữ liệu và định dạng trao đổi - Trao đổi thông tin - Biểu diễn ngày và giờ) ISO/TS 19103:2015, Geographic information - Conceptual schema language (Thông tin địa lý - Ngôn ngữ lược đồ khái niệm)

ISO 19111:2007, Geographic information - Spatial referencing by coordinates (Thông tin địa lý - Tham chiếu không gian bằng tọa độ)

ISO 19115-1:2014/Amd 1:2018, Geographic information - Metadata (Thông tin địa lý-Siêu dữ liệu)

ISO 19115-2:2009, Geographic information - Metadata: Extensions for imagery and gridded data (Thông tin địa lý - Các mở rộng siêu dữ liệu cho dữ liệu hình ảnh và dữ liệu lưới hóa)

ISO 19129:2009, Geographic information - Imagery gridded and coverage data framework (Thông tin địa lý - Khung dữ liệu lưới hóa hình ảnh và bao phủ)

ISO 19131:2007/Amd 1:2011, Geographic information - Data product specifications (Thông tin địa lý - Thông số kỹ thuật sản phẩm dữ liệu)

ISO/IEC 19501:2005, Information technology - Open Distributed Processing - Unified Modelling Language Version 1.7.2 (Công nghệ thông tin - Xử lý phân phối mở - Ngôn ngữ mô hình thống nhất, phiên bản 1.7.2)

IHO S-44, Standards for Hydrographic Surveys 5th Edition, February 2008 (Tiêu chuẩn thủy đạc, phiên bản thứ 5, tháng 2 năm 2008)

IHO S-4, Regulations of the IHO for International (I NT) Charts and Chart Specifications of the IHO, Edition 4.8.0, October/November 2018 (Các quy định của IHO đối với Hải đồ quốc tế và Thông số kỹ thuật hải đồ của IHO, phiên bản 4.8.0 tháng 10/11 năm 2018)

IHO S-32, Hydrographic Dictionary 5th Edition, Part 1, Volume 1 (English), 1994 (Từ điển thủy đạc, phiên bản 5, phần 1, tập 1 (tiếng Anh), năm 1994)

ISO 19123:2005, Geographic information - Schema for coverage geometry and functions (Thông tin địa lý - Lược đồ cho hình học bao phủ và các hàm)

3. Thuật ngữ, định nghĩa và các từ viết tắt

3.1 Thuật ngữ, định nghĩa

3.1.1

Độ chính xác (Accuracy)

Mức độ xấp xỉ của kết quả kiểm tra với các giá trị tham chiếu được chấp nhận.

Chú thích: Kết quả kiểm tra có thể từ sự quan trắc hoặc phép đo

3.1.2

Tọa độ (Coordinate)

Một chuỗi n số hạng xác định vị trí của điểm trong không gian n chiều.

3.1.3

Hệ thống tham chiếu tọa độ (Coordinate Reference System)

Hệ tọa độ được liên kết với thế giới thực bằng một hệ quy chiếu

3.1.4

Độ bao phủ (Coverage)

Đặc trưng hoạt động như một hàm để trả về các giá trị từ vùng giá trị của nó cho bất kỳ vị trí trực tiếp nào trong miền không gian, thời gian hoặc miền không gian thời gian.

Chú thích: Nói cách khác, độ bao phủ là một đặc trưng có nhiều giá trị cho mỗi loại thuộc tính, nơi mà mỗi vị trí trực tiếp trong biểu diễn hình học của đặc trưng có một giá trị đơn cho mỗi loại thuộc tính.

Ví dụ: Các ví dụ bao gồm hình ảnh kỹ thuật số, lớp phủ đa giác, hoặc ma trận số độ cao

3.1.5

Hình học bao phủ (Coverage Geometry)

Cấu hình của miền bao phủ được mô tả theo các tọa độ

3.1.6

Vị trí trực tiếp (Direct Position)

Vị trí được mô tả bằng một tập đơn các tọa độ trong hệ thống tham chiếu tọa độ

3.1.7

Miền (Domain)

Tập được xác định rõ.

Chú thích: Các miền được sử dụng để xác định tập hợp miền và tập hợp phạm vi của các thuộc tính, các toán tử và hàm

3.1.8

Độ sâu (Depth)

Khoảng cách thẳng đứng từ mực nước cho trước đến bề mặt đáy

3.1.9

Đặc trưng (Feature)

Sự trừu tượng hóa các hiện tượng thế giới thực.

Chú thích: Một đặc trưng có thể hiểu là một kiểu đặc trưng hay một trường hợp cụ thể. Kiểu đặc trưng hay trường hợp đặc trưng chỉ nên sử dụng theo một nghĩa

3.1.10

Thuộc tính đặc trưng (Feature Attribute)

Đặc điểm của đặc trưng.

Chú thích: Một kiểu thuộc tính đặc trưng có tên, một kiều dữ liệu và một miền liên quan đến nó. Một trường hợp thuộc tính đặc trưng có giá trị thuộc tính được lấy từ miền giá trị của kiểu thuộc tính

3.1.11

Hàm (Function)

Quy tắc liên kết từng phần tử từ một miền (nguồn hoặc miền của hàm) thành một phần tử duy nhất trong một tên miền khác (đích, đồng tên miền hoặc phạm vi).

Chú thích: Phạm vi được xác định bởi một tên miền khác

3.1.12

Đối tượng hình học (Geometric Object)

Đối tượng không gian biểu diễn một tập hợp các vị trí trực tiếp.

Chú thích: Một đối tượng hình học bao gồm một nguyên gốc hình học, một sưu tập các nguyên gốc hình học hoặc hình học phức hợp được xem như một thực thể duy nhất. Đối tượng hình học có thể là đặc tính không gian của một đối tượng như một đặc trưng hoặc một phần ý nghĩa của một đặc trưng.

3.1.13

Lưới (Grid)

Mạng lưới gồm hai hay nhiều tập hợp các đường cong, trong đó các bộ phận của mỗi tập hợp giao nhau các bộ phận khác của các tập hợp khác một cách hệ thống.

Chú thích: Các đường cong phân chia không gian thành các ô lưới

3.1.14

Điểm lưới (Grid Point)

Giao điểm của hai hay nhiều đường cong trong lưới.

3.1.15

Kỹ thuật quét laser (LIDAR)

Kỹ thuật viễn thám quang học sử dụng xung của tia laser để xác định khoảng cách.

Chú thích: Kỹ thuật LIDAR có thể sử dụng xác định độ sâu ở các vùng nước nông

3.1.16

Bề mặt hành hải (Navigation Surface)

Một phạm vi bao phủ biểu diễn địa hình đáy biển và độ không đảm bảo với các phương pháp mà ở đó các đối tượng có thể được điều khiển, kết hợp và sử dụng cho một số tác vụ, được chứng nhận về an toàn hàng hải.

3.1.17

Phạm vi <bao phủ> (Range <coverage>)

Tập hợp các giá trị được liên kết bởi một hàm với các thành phần của miền không gian thời gian của vùng bao phủ.

3.1.18

Bản ghi (Record)

Bộ sưu tập hữu hạn được đặt tên của các hạng mục liên quan (các đối tượng hoặc giá trị).

Chú thích: Một cách logic, bản ghi là một tập hợp các cặp <tên, mục>.

3.1.19

Lưới được cải chính (Rectified Grid)

Lưới có mối quan hệ tuyến tính giữa tọa độ lưới và tọa độ của một hệ tọa độ thám chiếu bên ngoài.

Chú thích: Nếu hệ tọa độ tham chiếu có liên quan đến trái đất theo một phép chiếu thì lưới là lưới hiệu chỉnh địa lý

3.1.20

Lưới có thể tham chiếu (Referenceable Grid)

Lưới liên quan với một phép chuyển đổi có thể được sử dụng để chuyển đổi các giá trị tọa độ của lưới sang các giá trị tọa độ một hệ tọa độ tham chiếu bên ngoài.

3.1.21

Kỹ thuật thủy âm (SONAR)

Kỹ thuật sử dụng sự lan truyền của sóng âm trong nước để xác định khoảng cách, chủ yếu là đo sâu.

3.1.22

Miền không gian thời gian <bao phủ> (Spatiotemporal Domain <coverage>)

Miền chứa các đối tượng hình học được mô tả bằng các tọa độ không gian và/hoặc thời gian.

Chú thích: Miền không gian thời gian của vùng bao phủ liên tục gồm một tập hợp các vị trí trực tiếp được xác định trong mối quan hệ đến một bộ sưu tập các đối tượng hình học.

3.1.23

Bề mặt (Surface)

Hình học nguyên gốc 2 chiều được kết nối biểu diễn hình ảnh liên tục của một vùng trên mặt phẳng. Chú thích: Ranh giới của một bề mặt là tập hợp các đường cong khép kín, định hướng, phân định các giới hạn của bề mặt.

3.1.24

Sơ đồ phân mảnh (Tiling Scheme)

Vùng bao phủ lưới riêng biệt được sử dụng để phân vùng dữ liệu thành các bộ khớp cạnh rời rạc được gọi là mảnh.

3.1.25

Độ không đảm bảo (Uncertainty)

Khoảng (về một giá trị nhất định) sẽ chứa giá trị thực của phép đo ở mức độ tin cậy cụ thể.

Chú thích: Các sai số tồn tại là sự khác biệt giữa trị đo và trị thực. Vị trí thực không bao giờ được biết, và vì vậy sai số không thể được xác định. Độ không đảm bảo là một sự thống kê đánh giá mức độ có thể xảy ra của lỗi này

3.1.26

Vector (Vector)

Lượng có hướng và độ lớn.

Chú thích: Một phân đoạn thẳng có hướng thể hiện một vectơ nếu chiều dài và hướng của đoạn đường thẳng bằng độ lớn và hướng của vectơ. Dữ liệu dạng vector dùng biểu diễn hình dạng không gian của các đặc trưng như một tập hợp các phân đoạn của đường được định hướng.

3.1.27

Danh sách theo dõi (Tracking list)

Danh sách này chứa các vị trí mà thủy đạc viên hay nhà sản xuất dữ liệu can thiệp có chủ ý vào giá trị ma trận lưới nhằm tạo ra bề mặt cuối cùng cho an toàn hành hải.

3.1.28

Thông số kỹ thuật sản phẩm địa hình đáy biển (S102)

Thông số kỹ thuật sản phẩm địa hình đáy biển theo tiêu chuẩn này

3.2  Các từ viết tắt

4. Mô tả sản phẩm dữ liệu chung

5. Phạm vi thông số kỹ thuật

Thông số kỹ thuật sản phẩm này xác định một phạm vi chung duy nhất áp dụng cho tất cả các phần của nó.

6. Nhận dạng sản phẩm dữ liệu

7. Nội dung và cấu trúc dữ liệu

7.1  Giới thiệu

Sản phẩm bề mặt địa hình đáy biền kết hợp các yếu tố của khái niệm bề mặt hành hải, ở đó ngoài việc ước tính độ sâu, một ước tính tùy chọn về độ không đảm bảo liên quan đến độ sâu có thể được tính toán và duy trì. Để làm phù hợp hệ thống hỗ trợ an toàn cho các ứng dụng hành hải, có một biện pháp để vượt qua mọi ước tính độ sâu được xây dựng tự động với Nhà thủy đạc chuyên trách, (về cơ bản, một biện pháp đề xác định trực tiếp độ sâu được quyết định bởi người quan trắc có vai trò quan trọng nhất trong khu vực - không quan tâm đến bất kỳ bằng chứng thống kê nào ngược lại). Các giá trị lưới gốc được thay thế bởi thủy đạc viên được lưu trữ trong danh sách theo dõi và có thể phục hồi khi có yêu cầu.

Hình 1 dưới đây đưa ra sự khái quát mức độ cao của cấu trúc sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển. Nó cho thấy sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển bao gồm một tập dữ liệu chứa các tập dữ liệu trong định dạng HDF5 (định dạng phân cấp dữ liệu) cùng với một Khối Chứng nhận kỹ thuật số (Digital Certification Block).

Khối Chứng nhận kỹ thuật số là bắt buộc khi sản phẩm dữ liệu được sản xuất cho mục đích hành hải giúp người dùng có thể theo dõi và nhận biết dữ liệu đã được chứng nhận hay chưa. Tập tin định dạng HDF5 chứa siêu dữ liệu (không gian, đặc trưng và khám phá), các vùng bao phủ được sắp xếp gồm có các giá trị độ sâu và độ không đảm bảo cùng trong danh sách theo dõi các nút đã bị can thiệp trực tiếp. Sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển sử dụng Lược đồ bảo vệ dữ liệu của TCVN 13040:2022 để đảm bảo việc chứng nhận và xác thực.

Hình 1 - Tổng quan về cấu trúc của sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển

Do đó, sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển là một sự kết ghép các vùng bao phủ, như được định nghĩa trong TCVN 13040:2022, Phần 8 và các loại thông tin như được định nghĩa trong TCVN 13040:2022, Phần 4), cùng với một danh sách theo dõi tập hợp điểm. Điều này được mô tả trong mục 7.2.

7.2  Lược đồ ứng dụng

Lược đồ ứng dụng cho S102 là lược đồ ứng dụng mẫu. Lược đồ này không giải quyết tất cả các thuộc tính và cho phép một vài lựa chọn. Điều này có nghĩa là một cơ quan thực thi có thể thực hiện một lược đồ ứng dụng khác như một hồ sơ của lược đồ ứng dụng này với việc tạo ra các lựa chọn bổ sung. Ví dụ: Sự lựa chọn có hay không sử dụng sơ đồ ghép mảnh và nếu sử dụng thì sơ đồ ghép mảnh nào được lựa chọn. Cơ quan thực thi có thể lụa chọn sơ đồ ghép mảnh, quy mô, độ phân giải và các thông số khác phù hợp nhất với điều kiện của mình. Vì cấu trúc chung được xác định bởi lược đồ ứng dụng mẫu, phần mềm chung hỗ trợ lược đồ mẫu của S102 có thể giúp các hồ sơ quốc gia và hồ sơ khác một cách cụ thể hơn.

Cấu trúc tập dữ liệu lược đồ ứng dụng được thể hiện trong các hình 2 và 3. Chúng cho thấy số lượng các lớp chuyên dùng để sử dụng trong S102 và hai tập các lớp thực hiện. Tập dữ liệu thực của dữ liệu độ sâu theo S102 chỉ chứa các lớp thực hiện. Toàn bộ các thuộc tính bắt buộc từ các lớp khác trong lược đồ ứng dụng được đáp ứng bởi các khai báo trong thông số kỹ thuật sản phẩm. Sự tiếp cận này nhằm tạo ra Lược đồ ứng dụng hướng tới cấu trúc khá đơn giản đối với việc thực hiện.

Hình 2 - Cấu trúc tập dữ liệu S102

Mô hình trong hình 2 thể hiện:

• Tập dữ liệu S102 kế thừa từ S100_DataSet, tham chiếu tới Bộ sưu tập dữ liệu hình ảnh và dữ liệu lưới của S102 (S102_IGCollection). Mối quan hệ cho phép từ 1 đến nhiều (1 .. *) nghĩa là có thể có nhiều trường hợp của các Bộ sưu tập dữ liệu S102. Mỗi bộ sưu tập có thể hoặc không tương thích với sơ đồ ghép mảnh, và mỗi tập dữ liệu S102 tương ứng với một sơ đồ ghép mảnh riêng. Lớp siêu dữ liệu bao phủ S102 (S102_DiscoveryMetadata) mô tả các thành phần siêu dữ liệu bắt buộc cho việc nhận dạng toàn bộ tập dữ liệu. Siêu dữ liệu khám phá bắt buộc được thực hiện thông qua lớp S102_DSMetadataBlock.

• Một ví dụ của Bộ sưu tập dữ liệu lưới và hình ảnh của S102 (S102_IGCollection) là một kiểu con của S100_IGCollection, được mô tả bởi tập siêu dữ liệu thu thập của S102 (S102_CollectionMetadata). Mối quan hệ này là 1:1 nghĩa là có một tập sưu tập siêu dữ liệu thu thập cho mỗi một trường hợp của S102_IGCollection. Có một sự lựa chọn lớn về siêu dữ liệu có thể được sử dụng trong sản phẩm dữ liệu tuân thủ TCVN 13040:2022. Chỉ một số ít siêu dữ liệu này là bắt buộc bởi ISO 19115 cho vùng bao phủ. Sự lựa chọn siêu dữ liệu được trình bày tại mục 12.2.5. Phần lớn siêu dữ liệu có thể được xử lý như một phần của thông số kỹ thuật sản phẩm. Chỉ siêu dữ liệu đó thay đổi mục IG_collection thành mục cần thiết được chứa trong lớp thực thi S102_MetadataBlock.

• Bộ sưu tập dữ liệu hình ảnh và lưới S102 cũng tạo sự tham chiếu tùy chọn tới sơ đồ ghép mảnh.

Điều này được đề cập tới trong mục 7.2.2.

Hình 3 - Cấu trúc dữ liệu bao phủ của S102

Mô hình trong hình 3 mô tả hai kiểu bao phủ trong lược đồ ứng dụng này:

• Kiểu bao phủ thứ nhất là vùng bao phủ lưới thông dụng riêng lẻ được gọi là S102_DepthCoverage kế thừa từ (S100_GridCoverage). Nhiều tham số của vùng bao phủ được mô tả trong thông số kỹ thuật sản phẩm. Các lớp thực hiện được đồng đăng ký, bố trí cùng không gian địa lý các tập dữ liệu.

• Kiểu bao phủ thứ hai là vùng bao phủ tập hợp điểm riêng lẻ được gọi là S102_CorrectionCoverage, chứa một tập các điểm riêng lẻ ứng với các vị trí sửa chữa hay ghi đè (vị trí mà thủy đạc viên có thể chỉ định các giá trị độ sâu tại vị trí cụ thể với mục đích bảo đảm an toàn hành hải). Hàm hợp nhát thay thế các giá trị cụ thể từ ma trận giá trị lưới S102_BathymaturesValues bằng các giá trị sửa chữa hoặc ghi đè tương ứng.

7.2.1  Các lớp thực thi lược đồ ứng dụng

Các lớp thực thi đối với lược đồ ứng dụng mẫu được đưa ra trong hình 7-4. Các thuộc tính được đưa ra cho các lớp liên quan đến vùng bao phủ cùng với các lớp thuộc tính.

Đẻ đơn giản hóa việc triển khai, một số lượng mặc định được xem như giả thiết cho S102. Những mặc định nhằm đơn giản hóa việc thực thi cũng làm đơn giản hóa việc tương tác với sự thực hiện Bề mặt hành hải từ Nhóm làm việc bề mặt hành hải mở và các kiểu lưới độ sâu khác. Trong các mục con dưới đây, các giá trị mặc định được làm nổi bật để tránh mã hóa khi mã hóa các lớp thực thi. Tuy nhiên nếu được chỉ định, chúng phải nhận các giá trị đã nêu trừ khi các lựa chọn khác được đưa ra.

Hình 4 - Các lớp thực thi của S102

7.2.1.1  Mô tả các lớp thực thi

7.2.1.1.1  Lớp BathymetryCoverage

a) Ngữ nghĩa lớp BathymetryCoverage:

Lớp BathymetryCoverage có các thuộc tính minimumDepth, maximumDepth, minimumUncertainty, và maximumUncertainty giới hạn thuộc tính độ sâu và thuộc tính độ không đảm bảo từ bản ghi S102_BathymetryValues. Lớp BathymetryCoverage cũng chứa các thuộc tính minimumDisplayScale và maximumDisplayScale xác định phạm vi tỷ lệ thích hợp cho vùng bao phủ. Ngoài ra lớp BathymetryCoverage còn chứa các thuộc tính kế thừa origin, offsetVectors, dimension, axisName, extent, sequenceRule, và startSequence từ lớp S100_Grid và CV_Grid.

Gốc là một vị trí trong hệ tọa độ tham chiếu xác định, và tập hợp các vector bù xác định hướng và khoảng cách giữa các đường lưới. Đồng thời nó cũng chứa các đặc điểm hình học bổ sung cả lưới đã hiệu chỉnh.

b) MaximumDisplayScale:

Giá trị nhỏ hơn của tỷ lệ các kích thước tuyến tính của các đặc trưng thuộc tập dữ liệu được thể hiện trong sự hiển thị, và kích thước thực tế của các đặc trưng được biểu thị (tỷ lệ nhỏ nhất) của phạm vi tỷ lệ của tập dữ liệu. Danh sách các phạm vi tỷ lệ hiển thị trong Bảng 14-1, cột 1.

c) MinimumDepth

Thuộc tính minimumDepth có kiểu giá trị là Real (số thực) và mô tả giới hạn dưới của ước tính độ sâu cho tất cả giá trị độ sáu trong bản ghi S102_BathymetryValues. Thuộc tính này là bắt buộc. Không có mặc định.

d) MaximumDepth

Thuộc tính maximumDepth có kiểu giá trị là Real (số thực) và mô tả giới hạn trên của ước tính độ sâu cho tất cả giá trị độ sâu trong bản ghi S102_BathymetryValues. Thuộc tính này là bắt buộc. Không có mặc định.

e) MinimumDisplayScale

Giá trị lớn hơn của tỷ lệ các kích thước tuyến tính của các đặc trưng thuộc tập dữ liệu được thể hiện trong sự hiển thị, và kích thước thực tế của các đặc trưng được biểu thị (tỷ lệ lớn nhất) của phạm vi tỷ lệ của tập dữ liệu. Danh sách các phạm vi tỷ lệ hiển thị trong Bảng 14-1, cột 1.

f) MinimumUncertainty

Thuộc tính minimumUncertainty có kiểu giá trị là Real (số thực) và mô tả giới hạn dưới của độ không đảm bảo của ước tính độ sâu cho tất cả các giá trị độ sâu trong bản ghi S102_BathymetryValues. Thuộc tính này là bắt buộc. Không có mặc định.

g) MaximumUncertainty

Thuộc tính maximumUncertainty có kiểu giá trị là Real (số thực) và mô tả giới hạn trên của độ không đảm bảo của ước tính độ sâu cho tất cả các giá trị độ sâu trong bản ghi S102_BathymetryValues. Thuộc tính này là bắt buộc. Không có mặc định.

h) Origin

Thuộc tính origin có lớp giá trị DirectPocation là vị trí sẽ xác định vị trí gốc của lưới đã hiệu chỉnh trong hệ tọa độ tham chiếu. Thuộc tính này là bắt buộc. Không có mặc định.

i) OffsetVectors

Thuộc tính offsetVectors có lớp giá trị Sequence<Vector> là một chuỗi các phần tử vector offset xác định khoảng cách lưới theo mỗi hướng. Kiểu giá trị Vector được chỉ định trong ISO/TS 19103. Thuộc tính này là bắt buộc. Không có mặc định.

k) Dimension

Thuộc tính dimension có lớp giá trị Integer (số nguyên) sẽ xác định kích thước lưới. Giá trị kích thước lưới trong thông số kỹ thuật sản phẩm này là 2. Giá trị này là cố định trong thông số kỹ thuật sản phẩm và không cần phải mã hóa.

l) AxisNames

Thuộc tính axisNames có lớp giá trị Sequence<CharacterString> sẽ được dùng đẻ gán tên cho các trục của lưới. Tên trục lưới sẽ là “Vĩ độ” và “Kinh độ” đối với các tập dữ liệu không sử dụng phép chiếu hoặc “Bắc” và “Đông" trong không gian được chiếu.

m) Extent

Thuộc tính extent có lớp giá trị CV_GridEnvelope sẽ chứa phạm vi của miền không gian bao phủ. Nó sử dụng lớp giá trị CV_GridEnvelope cung cấp các giá trị tọa độ lưới cho các góc đối nhau của lưới. Mặc định là giá trị được lấy từ hộp giới hạn cho tập dữ liệu hoặc ô trong tập dữ liệu nhiều ô.

n) EquencingRule

Thuộc tính sequencingRule có lớp giá trị CV_SequenceRule sẽ mô tả cách các điểm lưới được sắp xếp cho sự liên kết với các phần tử của chuỗi các giá trị. Giá trị mặc định là “Linear”. Không cho phép các tùy chọn khác.

o) StartSequence

Thuộc tính startSequence có lớp giá trị CV_GridCoordinate sẽ xác định điểm lưới được liên kết với bản ghi đầu tiên trong chuỗi các giá trị. Giá trị mặc định là góc dưới bên trái của lưới. Không cho phép tùy chọn nào khác.

7.2.1.1.2  Lớp S102_BathymetryVaIues

a) Ngữ nghĩa lớp S102_BathymetryValues

Lớp S102_BathymaturesValues có liên quan đến BathymulationCoverage bởi mối quan hệ thành phần trong đó một chuỗi các giá trị độ sâu được sắp xếp cung cấp câc giá trị dữ liệu cho mỗi ô lưới. Lớp S102_BathymetryValues kế thừa từ S100_Grid.

b) Values

Thuộc tính values có kiểu giá trị S102_BathymetryValueRecord là một chuỗi các mục giá trị sẽ gán giá trị cho các điểm lưới. Có hai thuộc tính trong bản ghi giá trị độ sâu, đó là độ sâu và độ không đảm bảo trong lớp S102_BathymetryValues. Định nghĩa về độ sâu được xác định bởi thuộc tính depthCorrectionType trong lớp S102_Dataldentification. Định nghĩa về kiểu dữ liệu trong bản ghi các giá trị được xác định bởi thuộc tính verticalUncertaintyType trong lớp S102_Dataldentification.

7.2.1.1.3  DirectPosition

a) Ngữ nghĩa DirectPosition

Lớp DirectPosition giữ tọa độ vị trí nằm trong một vài hệ tọa độ tham chiếu.

b) Coordinate

Thuộc tính coordinate là một chuỗi các số trong đó giữ tọa độ của vị trí này trong hệ quy chiếu cụ thể.

d) dimension

Thuộc tính dimension là thuộc tính dẫn xuất mô tả độ dài của tọa độ.

7.2.1.1.4  CV GridEnvelope

a) Ngữ nghĩa CV GridEnvelope

Lớp CV_GridEnvelope cung cấp giá trị tọa độ lưới cho các góc đối nhau của đường bao lưới. Nó có hai thuộc tính.

b) Low

Thuộc tính low sẽ là giá trị tọa độ nhỏ nhất cho toàn bộ các điểm lưới trong đường bao. Đối với thông số kỹ thuật này, đây là sự biểu diễn tọa độ Tây Nam.

c) High

Thuộc tính high sẽ là giá trị tọa độ lớn nhắt cho toàn bộ các điểm lưới trong đường bao. Đối với thông số kỹ thuật này, đây là sự biểu diễn tọa độ Đông Bắc.

7.2.1.1.5  CV_GridCoordinate

a) Ngữ nghĩa CV GridCoordinate

Lớp CV_GridCoordinate là một kiểu dữ liệu giữ tọa độ lưới của CV_GridPoint.

b) CoordValues

Thuộc tính coordValues có lớp giá trị Sequence<lnteger> sẽ giữ một giá trị nguyên cho mỗi kích thước của lưới. Thứ tự của các giá trị tọa độ này tương tự như các phần tử của axisNames. Giá trị tọa độ đơn sẽ là số lượng khoảng offset từ gốc của lưới theo hướng của một trục cụ thể.

7.2.1.1.6  CV_SequenceRule

a) Ngữ nghĩa CVSequenceRule

Lớp CVSequenceRule chứa thông tin cho ánh xạ tọa độ lưới tới một vị trí trong chuỗi các bản ghi của các giá trị thuộc tính đặc trưng. Nó có hai thuộc tính.

b) Type

Thuộc tính type sẽ xác định loại phương pháp chuỗi nào sẽ được sử dụng. Một danh sách mã các kiều quét được cung cấp trong Phần 8, TCVN 13040:2022 (S-100). Chỉ giá trị - linearll được sử dụng trong S102, ở đó mô tả việc quét hàng theo hàng theo cột.

7.2.1.1.7  ScanDirection

Thuộc tính scanDirection có lớp giá trị Sequence<CharacterString> một danh sách tên các trục cho biết thứ tự các điểm lưới sẽ được ánh xạ tới vị trí trong chuỗi các bản ghi của các giá trị thuộc tính đặc trưng. Hướng quét cho tất cả các lớp trong S102 là “Kinh độ” và “Vĩ độ” hoặc Tây sang Đông, sau đó từ Nam tới Bắc.

7.2.1.1.8  TrackingListCoverage

a) Ngữ nghĩa TrackingListCoverage

Lớp TrackingListCoverage có các thuộc tính domainExtent, rangeType, CommonPointRule và metadata kế thừa từ S100 PointCoverage. Lớp TrackingListCoverage là một bao phủ điểm riêng biệt được dùng để giám sát các nút bị sửa, ghi đè trong BathymetryCoverage bằng cách cho phép thủy đạc viên áp dụng ý kiến của mình cho an toàn hành hải. Thuộc tính metadata cung cấp một phương pháp liên kết siêu dữ liệu với vùng bao phủ được kế thừa từ TCVN 13040:2022, tuy nhiên không bắt buộc trong S102 vì không cần một siêu dữ liệu cụ thể ở cấp đặc trưng (lớp). Thuộc tính commonPointRule cũng không bắt buộc vì giá trị đã được thiết lập cho toàn bộ sản phẩm dữ liệu S102 là "average". Thuộc tính rangeType lấy trên lớp giá trị RecordType. Điều này được mô hình hóa bởi sự tổng hợp của nhiều trường hợp của S102_TrackingListValues. Vì vậy, chỉ có thuộc tính domainExtent là bắt buộc và có một giá trị mặc định.

b) DomainExtent

Thuộc tính domainExtent có lớp giá trị EX_GeographicExtent mô tả các ranh giới không gian của các thành phần danh sách theo dõi trong phạm vi được thiết lập bởi CV_GridEnvelope đối với BathymetryCoverage. Mặc định là các ranh giới được thiết lập bởi CV_GridEnvelope.

7.2.1.1.9  S102_TrackingListValues

a) Ngữ nghĩa S102_TrackingListValues

Lớp S102_TrackingListValues có các thuộc tính trackCode và listSeries, và các thuộc tính geometry, và value được kế thừa từ S100_VertexPoint và CV_GeometryValuePair. Tracking list là một vùng bao phủ riêng lẻ dùng để cung cấp tập các giá trị bị sửa, ghi đè trong lớp S102_BathymetryValues. Để đảm bảo việc căn chỉnh các giá trị tracking list theo các ô lưới trong lưới bao phủ độ sâu, hệ thống tham chiếu cho tracking list là lưới bao phủ độ sâu.

Các giá trị trackCode value và listSeries cung cấp tình huống cho việc ghi đè một giá trị từ vùng bao phủ độ sâu. Giá trị trackCode là chuỗi văn bản mô tả lý do ghi đè.

b) TrackCode

Thuộc tính tùy chọn trackCode có kiểu giá trị Characterstring có thể chứa chuỗi văn bản mô tả lý do ghi đè tương ứng với các giá trị độ sâu và độ không đảm bảo trong vùng bao phủ độ sâu. Đây là trường có thể định nghĩa bởi người dùng với các giá trị được xác định trong siêu dữ liệu nguồn.

c) ListSeries

Thuộc tính listSeries có kiểu giá trị Integer (số nguyên) chứa số chỉ mục trong danh sách các thành phần siêu dữ liệu mô tả lý do ghi đè tương ứng với các giá trị độ sâu và độ không đảm bảo trong vùng bao phủ độ sâu.

d) Geometry

Thuộc tính geometry có lớp giá trị GM_Point là một vị trí sẽ định vị giá trị tracking list. Khi vùng bao phủ riêng lẻ TrackingListCoverage và BathymetryCoverage được hợp nhất, các giá trị được ghi đè trong dãy thuộc tính S102_BathymetryValues được định vị theo vị trí. Lớp giá trị GMPoint là tọa độ lưới x, y của vùng bao phủ.

e) Value

Thuộc tính value có lớp giá trị Record là chuỗi các mục giá trị sẽ gán giá trị cho các điểm lưới rời rạc. Có hai giá trị trong mỗi bản ghi trong lớp S102_TrackingListValues class. Đây là các giá trị độ sâu và độ không đảm bảo được ghi đè trong các vùng bao phủ lưới tương ứng.

7.2.1.1.10  GM_Point

a) Ngữ nghĩa GM_Point

Lớp GM_Point được lấy từ ISO 19107 và là kiểu dữ liệu cơ sở cho đối tượng hình học gồm có một và chỉ một điểm. Nó có một thuộc tính.

b) Position

Thuộc tính position được lấy từ DirectPosition cho nguyên gốc hình học GM_Point. Để đảm bảo việc căn chỉnh các giá trị danh sách theo dõi với các điểm lưới trong lưới bao phủ độ sâu, hệ thống tham chiếu cho danh sách theo dõi là lưới bao phủ độ sâu thông dụng. Có nghĩa là thuộc tính position tương ứng với điểm lưới. Đối với lưới thông dụng thống nhất, đây là hàng và cột của vị trí điểm lưới.

7.2.1.1.11  EX_GeographicExtent

a) Ngữ nghĩa EX GeographicExtent

Lớp EX_GeographicExtent là lớp siêu dữ liệu từ ISO 19115. Nó là thành phần của lớp siêu dữ liệu EX_Extent. Việc sử dụng lớp EX_GeographicExtent là tùy ý. Khi sử dụng nó mô tả các ranh giới không gian của các thành phần Tracking List bên trong ranh giới được thiết lập bởi CV_GridEnvelope cho BathymetryCoverage. Đó là, tracking list có thể mang thông tin chỉ tương ứng với một phần phạm vi không gian được bao phủ bởi BathymetryCoverage. Có một thuộc tính và một kiểu con.

b) ExtentTypeCode

Thuộc tính extentTypeCode là một giá trị kiểu Boolean (luận lý). Nó được sử dụng để chỉ ra liệu đa giác hay hộp giới hạn có chứa khu vực được bao phủ bởi dữ liệu hay khu vực không có dữ liệu. Trong S102 nó được đặt là 1.

7.2.1.1.12  EX GeographicBoundingBox

a) Ngữ nghĩa EX_GeographicBoundingBox

Lớp EX_GeographicBoundingBox là lớp siêu dữ liệu từ ISO 19115. Nó là một kiểu con của lớp trừu tượng EX_GeographicExtent. Nó xác định hộp ranh giới được dùng để chỉ ra ranh giới không gian của các phần tử thuộc tracking list bên trong ranh giới được thiết lập bởi CV_GridEnvelope cho BathymetryCoverage. Nó có bốn thuộc tính.

a) WestBoundLongitude

Thuộc tính westBoundLongitude là giá trị tọa độ cung cấp kinh độ giới hạn phía Tây của ranh giới.

b) EastBoundLongitude

Thuộc tính eastBoundLongitude là giá trị tọa độ cung cấp kinh độ giới hạn phía Đông của ranh giới.

b) SouthBoundLatitude

Thuộc tính southBoundLatitude là giá trị tọa độ cung cấp vĩ độ giới hạn phía Nam của ranh giới.

c) NorthBoundLatitude

Thuộc tính northBoundLatitude là giá trị tọa độ cung cấp vĩ độ giới hạn phía Bắc của ranh giới.

7.2.2  Sơ đồ ghép mảnh (phân mảnh)

Ghép mảnh là một kỹ thuật để tách một vùng cần quan tâm thành các vùng dữ liệu nhỏ hơn hoặc phân vùng. Mỗi một mảnh sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển theo tiêu chuẩn này là một BathymetryCoverage hoàn chỉnh với các giá trị độ sâu, độ không đảm bảo và danh sách theo dõi tùy ý cùng với siêu dữ liệu, ở đó cạnh được ghép với các mảnh liền kề.

Sơ đồ ghép mảnh là vùng bao phủ rời rạc mức cao thứ hai trong đó các mảnh là các mục giá trị của vùng bao phủ rời rạc. Sơ đồ ghép mảnh như vậy yêu cầu một mô tả đầy đủ như một phạm vi bao phủ.

Sơ đồ ghép mảnh không phải được diễn tả với tập dữ liệu, nhưng điều cần thiết là tập dữ liệu có thể lập bảng chú dẫn vào sơ đồ ghép mảnh, và do đó nó được tư liệu hóa và có thể tham chiếu một cách tiện lợi.

Hình 5 dưới đây thể hiện cấu trúc của lớp S102_TilingScheme. Cấu trúc này được kế thừa từ TCVN 13040:2022. Nó là cái chung còn lại nhằm chỉnh hợp các sơ đồ ghép mảnh khác nhau được sử dụng bởi các nhà sản xuất hay các văn phòng thủy đạc quốc gia khác nhau.

S102 hiện tại giả thiết một Sơ đồ ghép mảnh được định nghĩa bên ngoài. Tuy nhiên, một định danh mảnh được chứa trong siêu dữ liệu XML như được định nghĩa trong S102_Tile. Những cải tiến trong tương lai của thông số kỹ thuật này sẽ bao gồm khả năng xác định sơ đồ ghép mảnh bên trong như được định nghĩa bởi S102_TllingScheme và một chuỗi S102_Tiles bên trong cùng với bộ sưu tập các tập dữ liệu trong một gói riêng.

Hình 5 - Sơ đồ ghép mảnh S102

Bảng 1 dưới đây mô tả từng thuộc tính trong các thuộc tính của lớp S102_TllingScheme.

Bảng 1 - Mô tả sơ đồ ghép mảnh

7.3  Danh mục đặc trưng

7.3.1  Giới thiệu

Danh mục đặc trưng của S102 mô tả các loại kiểu đặc trưng, kiểu thông tin, các thuộc tính, giá trị thuộc tính, các liên kết và vai trò có thể được sử dụng trong sản phẩm.

Danh mục đặc trưng của S102 có sẵn trong tư liệu định dạng XML phù hợp với Lược đồ danh mục đặc trưng của TCVN 13040:2022 và có thể được tải xuống từ trang web của IHO.

Lưu ý, đối với dữ liệu hình ảnh và dữ liệu lưới, phạm vi bao phủ là một kiểu đặc trưng để thông số kỹ thuật sản phẩm có thể không chứa một “danh mục’’ ngoại trừ tham số môi trường của các mô hình tập dữ liệu. Do đó, phần lớn điều khoản này có thể không liên quan.

7.3.2  Các kiểu đặc trưng

S102 là sản phẩm đặc trưng về bao phủ. Có hai bao phủ được xác định trong thông số kỹ thuật này, đó là: BathymetryCoverage và TrackingListCoverage. BathymetryCoverage thực hiện

S102_DepthCoverage và chứa S102_BathymetryValues. Bao phủ thứ hai TrackingListCoverage thực hiện S102_CorrectionCoverage, và chứa S102_TrackingListValues. S102_CorrectionCoverage là một bao phủ tập điểm riêng lẻ.

7.3.2.1  Kiểu Geographic

Các kiểu đặc trưng địa lý tạo nội dung cơ bản của tập dữ liệu và được định nghĩa đầy đủ bởi các kiểu thuộc tính và thông tin liên quan của chúng. Trong S102, BathymetryCoverage được đăng ký như một kiểu đặc trưng địa lý.

7.3.2.2  Kiểu Meta

Chỉ kiểu meta trong bộ dữ liệu S102 là danh sách theo dõi. Danh sách theo dõi là một danh sách đơn giản các nút đã được chỉnh sửa nhằm diễn tả cho quá trình ghi đè của thủy đạc viên trên định nghĩa bề mặt cơ bản (ví dụ tính toán ban đầu bằng một phương pháp thuật toán). Mỗi bản ghi trong danh sách chứa giá trị độ sâu gốc (được tham chiếu đến các nút liên kết trong bề mặt) và thông tin về việc ghi đè đó. Tập dữ liệu danh sách theo dõi và thông tin tương ứng có trong siêu dữ liệu sẵn có để cung cấp một bản ghi kiểm soát vết những thay đổi được thực hiện cho dữ liệu bằng can thiệp thủ công.

7.3.3  Quan hệ đặc trưng

Quan hệ đặc trưng liên kết các trường hợp của một kiểu đặc trưng với các trường hợp của cùng một đặc trưng hoặc kiểu đặc trưng khác. Có ba kiểu quan hệ phổ biến: Liên kết, Tập hợp và Thành phần.

S102 chỉ sử dụng một trong ba kiểu quan hệ trên, đó là: kiểu Liên kết.

7.3.3.1  Kiểu Liên kết

Liên kết được dùng để mô tả mối quan hệ giữa 2 kiểu đặc trưng xác định các mối quan hệ giữa các trường hợp của chúng.

Ví dụ: lớp S102_IG_Collection có thể chứa (0 hoặc 1) lớp S102_TilingScheme.

Hình 6 - Liên kết đặc trưng

7.3.4  Các thuộc tính

7.3.4.1  Các thuộc tính đơn giản

Bảng 2 - Các thuộc tính đơn giản S102

Trong S102, độ sâu và độ không đảm bảo phải được đăng ký như các thuộc tính đơn giản, kiểu <real>.

7.3.7.2  Các thuộc tính phức tạp

Trong S102 hiện hành, không định nghĩa các thuộc tính phức tạp.

7.4  Các kiểu tập dữ liệu

7.4.1  Giới thiệu

Các tập dữ liệu bề mặt địa hình đáy biển được biểu diễn như một mảng các điểm độ sâu riêng biệt nằm trong một lưới thông dụng, cấu trúc chung đối với lưới thông dụng được định nghĩa trong TCVN 13040:2022, Phần 8.

7.4.2  Lưới thông dụng

7.4.2.1  Vùng bao phủ trong S102

Các thành phần chính của sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển là BathymetryCoverage và TrackingListCoverage. BathymetryCoverage chứa độ sâu và độ không đảm bảo một cách tùy chọn. Cấu trúc chung của từng yếu tố được định nghĩa trong TCVN 13040:2022, Phần 8 dưới dạng lưới đã hiệu chỉnh địa lý. Các tham số siêu dữ liệu không gian được định nghĩa trong S102_StructureMetadataBlock. Thêm nữa, hai giá trị được đặt cùng vị trí trong BathymetryCoverage. Mỗi lớp chứa một ma trận 2 chiều được sắp xếp theo thứ tự hàng chính, bắt đầu từ điểm dữ liệu cực Tây-Nam, ở đó mỗi giá trị được xác định là tại một điểm địa lý được xác định chính xác (hoặc nút lưới).

Đơn vị của giá trị độ sâu là mét, và quy ước dấu đối với z là dương cho các giá trị nằm trên mặt chuẩn độ sâu. Mặt chuẩn độ sâu tham chiếu cho bề mặt là một trong các hạng mục siêu dữ liệu bắt buộc. Quy ước ký hiệu này tuân thủ trực tiếp định nghĩa hệ tọa độ theo quy tắc tay phải.

Trạng thái không xác định được độ sâu được định nghĩa là 1.000.000,0 (1,0e6).

Các giá trị độ không đảm bảo được biểu thị dưới dạng đại lượng dương tại một nút. Như được trình bày chi tiết tại Mục 15.2, lưới độ không đảm bảo hỗ trợ nhiều định nghĩa về độ không đảm bảo vệ độ sâu. Điều này cho phép các lưới mở rộng phạm vi dự kiến của các sản phẩm dữ liệu từ lưới thô, lưới độ phân giải đầy đủ đến sản phẩm được hoàn thiện cuối cùng. Ví dụ, một lưới ở giai đoạn xử lý dữ liệu khảo sát cuối cùng phải chứa thông tin độ không đảm bảo thích hợp với chính dữ liệu khảo sát và dự định sẽ được sử dụng cho việc biên soạn thông tin. Sự tiếp nhận tệp dữ liệu S102 có thể tham khảo định nghĩa về độ không đảm bảo trong siêu dữ liệu để hiểu về mức độ không đảm bảo đã được tính toán.

Trạng thái không xác định cho độ không đảm bảo được xác định là 1.000.000.0 (1,0e6).

7.4.2.2  Sự mở rộng

Thông số kỹ thuật sản phẩm bề mặt địa hình đáy biền có thể mở rộng. Việc mở rộng bao gồm cả cho mô hình nội dung và các bảng mã hỗ trợ cho mô hình nội dung. Các mở rộng là các vùng bao phủ tùy chọn nhưng không ảnh hưởng đến hiệu lực hay giá trị của sản phẩm. Các lớp thông tin bổ sung không liên quan đến phạm vi địa hình đáy biển của thông số kỹ thuật sản phẩm này nên được xác định trong các lớp tuân thủ riêng của S.100 và các lớp tuân thủ S.10x.

7.5  Nhiều tập dữ liệu

Để nâng cao hiệu quả việc xử lý dữ liệu S102, vùng bao phủ địa lý của tỷ lệ hiển thị tối đa (maximum display Scale) đã đưa ra có thể được chia thành nhiều tập dữ liệu.

Siêu dữ liệu khám phá hoặc trao đổi của tập dữ liệu phải liệt kê toàn bộ phạm vi hay đặc trưng bao phủ dữ liệu trong tập dữ liệu đó và phân định tỷ lệ được gán cho chúng.

7.6  Các quy tắc tập dữ liệu

Mỗi tập dữ liệu S102 phải chỉ có một phạm vi duy nhất vì đây là đặc trưng vùng bao phủ.

Không nên có sự chồng chéo về dữ liệu của cùng một tỷ lệ hiển thị tối đa (maximum display Scale) trừ tại các giới hạn liền kề đã thỏa thuận. Trường hợp khó đạt được một sự ghép nối hoàn hảo, một vùng đệm trên cơ sở sự thống nhất giữa các nhà sản xuất có thể được sử dụng.

Đề nâng cao hiệu quả việc xử lý dữ liệu S102, vùng bao phủ địa lý của tỷ lệ hiển thị tối đa đã đưa ra có thể được chia thành nhiều tập dữ liệu.

7.7  Hình học

Các vùng bao phủ lưới thông dụng theo theo tiêu chuẩn này là một thực thi của vùng bao phủ lưới theo TCVN 13040:2022 (Phần 8 - Dữ liệu hình ảnh và dữ liệu lưới hóa) và bao gồm một loạt các điểm riêng lẻ. Danh sách theo dõi của S102 là một loạt các điểm theo TCVN 13040:2022 (Phần 8 - Điểm) trong đó giá trị x, y của mỗi điểm tham chiếu đến một vị trí trong vùng bao phủ lưới nơi xảy ra việc ghi đè.

8. Hệ thống tham chiếu tọa độ (CRS)

8.1  Giới thiệu

Tham chiếu địa lý cho sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển theo tiêu chuẩn này phải dựa trên nút, tham chiếu từ nút cực Tây - Nam trong một lưới. Mỗi mẫu trong lưới biểu thị giá trị trong lưới tại một vị trí điểm có tọa độ được chỉ định, thay vì ước tính tọa độ trên bất kỳ khu vực nào. Vị trí tham chiếu có trong siêu dữ liệu sẽ được đưa ra trong tọa độ được sử dụng cho lưới và phải thể hiện đến đề xi mét.

Thông tin về Hệ tọa độ tham chiếu trong Bảng 8-1 được xác định bằng chỉ định trong TCVN 13040:2022, Phần 6. Lưu ý là mặt chuẩn độ cao được định nghĩa thông qua vai trò liên kết thứ hai tới hệ thống tham chiếu độ cao.

8.2  Hệ thống tham chiếu không gian

Toàn bộ các vùng bao phủ trong thông số kỹ thuật sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển được hiệu chỉnh địa lý, các lưới thông dụng đồng nhất được định nghĩa trong TCVN 13040:2022, Phần 8.

Dữ liệu lưới trong vùng bao phủ bề mặt địa hình đáy biển theo tiêu chuẩn này (độ sâu hoặc độ không đảm bảo, và bất kỳ bề mặt nào khác bổ sung) sẽ được tổ chức như một lưới thông dụng đồng nhất theo thứ tự chính hàng từ phía Tây sang phía Đông, và từ phía Nam đến phía Bắc. Do đó, mẫu đầu tiên của lưới là nút ở góc Tây-Nam của lưới với vị trí được chỉ định bởi các tham số tham chiếu địa lý, mẫu thứ hai là một đơn vị phân giải lưới ở phía Đông của vị trí đó và ở cùng hướng Bắc hoặc vĩ độ, và mẫu thứ ba là hai đơn vị phân giải lưới về phía Đông và ở cùng phía Bắc hoặc vĩ độ. Đối với cột C trong lưới, mẫu thứ (C + 1) trong lưới được đặt một đơn vị độ phân giải lưới tới phía Bắc, nhưng trên cùng hướng Đông hoặc kinh độ, như mẫu đầu tiên trong lưới.

Hình 7 - Vị trí nút lưới theo S102

8.3  Hệ thống tham chiếu tọa độ phẳng

Bảng 3 - Các hệ tọa độ tham chiếu theo S102 (mã EPSG)

8.4  Hệ thống tham chiếu tọa độ, độ cao

Tất cả các tập dữ liệu hợp lệ theo S102 sẽ được biểu diễn bằng Hệ tọa độ Descartes theo quy tắc bàn tay phải. Hệ thống này có trục X dương hướng về phía Đông (đối với lưới chiếu) hoặc Đông (đối với lưới địa lý) và trục y dương hướng theo hướng Bắc (đối với lưới chiếu) hoặc Bắc (đối với lưới địa lý). Các định nghĩa này hàm ý trục z sử dụng cho dữ liệu độ sâu, với giá trị dương từ trọng tâm của trái đất lên (tức là dương hướng lên trên), chứ không như quy ước thủy đạc thông thường là dương xuống phía dưới (tức là độ sâu sâu hơn là số lớn hơn và độ sâu âm nằm trên mặt chuẩn độ cao). Mã mức độ người dùng không ràng buộc quan niệm trái ngược này nếu được yêu cầu nhưng phải ghi dữ liệu bằng sử dụng quy ước dương hướng lên trên. Thành phần không đảm bảo sẽ có cùng hệ tọa độ với thành phần độ sâu, ngoại trừ trục z là đơn cực, và do đó khái niệm hướng tăng chiều dương là không liên quan.

8.5  Hệ thống tham chiếu thời gian

Hệ thống tham chiếu thời gian là lịch Gregorian đối với ngày và UTC đối với giờ. Thời gian được đo bằng cách tham khảo Lịch ngày và giờ đồng hồ theo ISO 8601: 2004, Lược đồ thời gian, mục 8.4.4. Biến ngày-giờ sẽ có định dạng gồm 16 ký tự như sau: yyyymmddThhmmssZ

9. Chất lượng dữ liệu

Chất lượng dữ liệu cho phép người dùng và hệ thống người dùng đánh giá mức độ phù hợp để sử dụng dữ liệu được cung cấp. Các biện pháp và đánh giá liên quan chất lượng dữ liệu được báo cáo như là siêu dữ liệu của một sản phẩm dữ liệu. Siêu dữ liệu này cải thiện khả năng tương tác với các sản phẩm dữ liệu khác và cung cấp việc sử dụng bởi các nhóm người dùng mà sản phẩm dữ liệu ban đầu không dự kiến. Người dùng thứ cấp có thể thực hiện các đánh giá về tính hữu ích của sản phẩm dữ liệu trong ứng dụng của chúng dựa trên các biện pháp chất lượng dữ liệu đã được báo cáo.

9.1  Tính hoàn thiện

9.1.1  Nhiệm vụ

Lưới độ sâu theo S102 có mức độ hoàn thiện cao về nhiệm vụ đặt ra, bởi khi cơ quan phát hành đã coi lưới bao hàm tất cả các dữ liệu cần thiết, và/hoặc đã xem xét tất cả các yếu tố quan trọng cần thiết cho việc tạo ra một sản phẩm có hiệu lực hành hải. Các yếu tố đó được ghi lại trong siêu dữ liệu dành cho tập tin.

9.1.2  Sự thiếu sót

Lưới độ sâu theo S102 có mức độ hoàn thiện cao liên quan đến sự thiếu sót, bởi khi cơ quan phát hành sẽ ghi nhận bất kỳ sự khác biệt lớn hoặc yếu tố chất lượng tiêu cực nào trong các lĩnh vực áp dụng của siêu dữ liệu dành cho tập tin.

9.2  Tính logic nhất quán

9.2.1  Khái niệm tính nhất quán

Tính nhất quán về khái niệm của các lưới S102 được duy trì và các thông số kỹ thuật liên quan là khái niệm phù hợp với các Tiêu chuẩn đã được chấp nhận.

9.2.2  Nhất quán miền

Tính nhất quán về miền của các lưới S102 được duy trì thông qua định nghĩa về mục đích chính của chúng, đó là sự an toàn hành hải. Dữ liệu cũng có thể được sử dụng cho mục đích nghiên cứu khoa học và các lĩnh vực khác. Tất cả quy trình được sử dụng trong việc tạo mục đích chính chỉ nhằm thỏa mãn về an toàn hành hải.

9.2.3  Nhất quán định dạng

Tính nhất quán về định dạng của các lưới S102 được duy trì bằng mã hóa ghi đè (HDF5) được xác đjnh trong thông số kỹ thuật TCVN 13040:2022 và các Tiêu chuẩn khác của IHO mà dữ liệu được dựa trên đó.

9.3  Độ chính xác định

9.3.1  Độ chính xác của phép đo thời gian

Các khía cạnh thời gian của các lưới độ sâu được giới hạn trong các yếu tố của các quy trình kiểm soát theo phương thẳng đứng. Những khía cạnh đó được giải quyết trong quá trình xây dựng và áp dụng các quy trình kiểm soát theo phương thẳng đứng được áp dụng bởi các cơ quan khác nhau. Chi tiết về các quy trình này sẽ được bao gồm trong phần Nguồn gốc siêu dữ liệu được xác định trong Mục 15 của Thông số kỹ thuật sản phẩm này.

9.3.2  Độ chính xác vị trí dữ liệu lưới

Độ chính xác vị trí lưới được xác định bởi độ chính xác của tham chiếu vị trí được sử dụng để chỉ định vị trí trong phép chiếu không gian của nó. Các tham chiếu vị trí này được chứa trong siêu dữ liệu không gian của lưới S102. Các nút trong lưới địa hình đáy biển có vị trí tuyệt đối không có sai số mặt bằng với các giá trị theo phương thẳng đứng được tính cho vị trí đó bằng các quy trình và thủ tục được sử dụng bởi mỗi cơ quan trong quá trình tạo lưới S102. Sự lựa chọn phù hợp các điểm tham chiếu gốc và độ phân giải vị trí rất quan trọng và là một yếu tố khác trong độ chính xác vị trí lưới.

9.3.3  Độ chính xác vị trí bên trong tương hỗ

Độ chính xác vị trí bên trong được định nghĩa là độ chính xác vị trí của từng nút lưới S102. Vị trí của mỗi nút trong lưới được tham chiếu bởi sự kết hợp hàng và cột. Siêu dữ liệu cho S102 xác định độ phân giải lưới theo cả trục X và Y của lưới. Vị trí tuyệt đối này của một nút trong phép chiếu không gian của lưới được tính toán bằng sử dụng độ phân giải hàng/cột hoặc X/Y. Trong trường hợp này, độ chính xác được kiểm soát bởi độ chính xác được sử dụng để xác định các độ phân giải này.

9.4  Độ chính xác thời gian

9.4.1  Tính nhất quán thời gian

Các khía cạnh thời gian của các lưới độ sâu được giới hạn trong các yếu tố của các quy trình kiểm soát độ cao. Những khía cạnh đó được giải quyết trong quá trình xây dựng và áp dụng các quy trình kiểm soát độ cao được áp dụng bởi các cơ quan khác nhau. Chi tiết về các quy trình này sẽ được bao gồm trong phần Nguồn gốc siêu dữ liệu được xác định trong Mục 15 của Thông số kỹ thuật sản phẩm này.

9.4.2  Tính hợp lệ thời gian

Các khía cạnh thời gian của các lưới độ sâu được giới hạn trong các yếu tố của các quy trình kiểm soát độ cao. Những khía cạnh đó được giải quyết trong quá trình xây dựng và áp dụng các quy trình kiểm soát độ cao được áp dụng bởi các cơ quan khác nhau. Chi tiết về các quy trình này sẽ được bao gồm trong phần Nguồn gốc siêu dữ liệu được xác định trong Mục 15 của Thông số kỹ thuật sản phẩm này.

9.5  Độ chính xác chủ đề

9.5.1  Sự chính xác trong phân loại chủ đề

Đối với lưới độ sâu S102, có hai cách phân loại giá trị dữ liệu, đó là: dữ liệu địa hình trên bờ và dữ liệu địa hình dưới nước. Có hai vấn đề cần tính đến đề truy cập độ chính xác phân loại khi sử dụng lưới. Thứ nhất là các giá trị được đưa ra trong lớp độ sâu của lưới S102 dựa trên sự lựa chọn mặt chuẩn độ sâu. Nếu giá trị khác có liên quan khác biệt với mặt chuẩn độ sâu này được yêu cầu thì một chuỗi các hiệu chình phải được áp dụng. Thứ hai, khi xem xét các giá trị dữ liệu, giá trị được lưu trữ trong nút không đảm bảo tương ứng phải được tính toán, cân nhắc. Giá trị không đảm bảo này là giá trị +/- và khi đánh giá tính chính xác của phân loại phải được áp dụng.

9.5.2  Độ chính xác thuộc tính không định lượng

Độ chính xác chủ đề của dữ liệu độ sâu S102 là hoàn toàn định lượng.

9.5.3  Độ chính xác thuộc tính định lượng

Như được định nghĩa trong TCVN 13040:2022, Phần 4c, chất lượng dữ liệu cho vùng bao phủ độ sâu cũng được định nghĩa là vùng bao phủ cùng vị trí, độ không đảm bảo. Độ không đảm bảo được định nghĩa là độ không đảm bảo vệ độ cao tại mỗi vị trí nút. Vùng bao phủ độ không đảm bảo hỗ trợ nhiều định nghĩa về độ không đảm bảo theo phương thẳng đứng.

Xem Bảng 15-4 - Mã mô tả cách xác định độ không đảm bảo.

10. Thu thập và phân loại dữ liệu

Hướng dẫn mã hóa và phân loại dữ liệu (DCEG) mô tả cách thu thập dữ liệu mô tả thế giới thực nên được thu thập bằng sử dụng các kiểu được xác định trong Danh mục tính năng của TCVN 13040:2022. Hướng dẫn này có trong Phụ lục A.

Có một số kỹ thuật sóng âm, bao gồm SONAR và LIDAR được sử dụng để thu thập dữ liệu độ sâu. Nó cho phép, nhưng không bắt buộc phải chứa thông tin thu thập dữ liệu trong siêu dữ liệu của sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển theo S102. Lớp siêu dữ liệu S102_AcquisitionMetadata đã được được định nghĩa, nhưng các yếu tố thông tin để điền vào lớp siêu dữ liệu này phải được xác định trong một hồ sơ quốc gia của S102.

11. Bảo trì dữ liệu

11.1  Tần suất cập nhật và bảo trì

Dữ liệu được duy trì bằng cách thay thế trên mảnh hoặc cơ sở tập dữ liệu. Nghĩa là, toàn bộ sản phẩm dữ liệu hoặc mảnh trong một tập dữ liệu chứa độ bao phủ của nó (độ sâu, độ không đảm bảo và độ bao phủ tập điểm danh sách theo dõi) và siêu dữ liệu liên quan được thay thế như một đơn vị. Điều này không giống như dữ liệu vectơ có thể được cập nhật gia tăng. Tuy nhiên, dữ liệu độ bao phủ phải được coi là một đơn vị ít nhất là ở cấp độ mảnh. Đây là vì quá trình xử lý được thực hiện trên toàn bộ mảnh để tạo ra sản phẩm dữ liệu. Bất kỳ mảnh nào được thay thế cũng chứa danh sách theo dõi riêng của nó (khi danh sách theo dõi được sử dụng) với chủ ý chỉnh sửa thông tin nhằm mục đích đảm bảo an toàn hành hải. Ngoài ra, mỗi mảnh hoặc tập dữ liệu thay thế phải có chữ ký số riêng.

11.2  Nguồn dữ liệu

Các đơn vị sản xuất dữ liệu phải sử dụng các nguồn thích hợp để duy trì và cập nhật dữ liệu, đồng thời cung cấp một mô tả ngắn gọn về các nguồn đã được sử dụng để sản xuất tập dữ liệu.

11.3  Quy trình sản xuất

Các đơn vị sản xuất dữ liệu nên tuân thủ các quy trình sản xuất đã được thiết lập của mình để duy trì và cập nhật tập dữ liệu.

12. Miêu tả

12.1  Giới thiệu

Mục này mô tả việc hiển thị dữ liệu bề mặt địa hình đáy biển nhằm hỗ trợ việc hành hải an toàn của các tàu biển. Các tùy chọn miêu tả sau đây nhằm tăng cường việc ra quyết định của người đi biển khi xem xét sự cần thiết phải giảm thiểu sự hỗn độn của màn hình hành hải. Các tùy chọn miêu tả trong S102 bao gồm:

• Hiển thị độ sâu lưới hóa;

• Các tùy chọn màu sắc cho hỗ trợ an toàn hành hải.

12.2  Tạo và hiển thị độ sâu lưới hóa

Phần lớn các hoạt động thủy đạc hiện đại được thực hiện bằng cách sử dụng các hệ thống đo sâu đa tia độ phân giải cao. Trong khi các hệ thống này cung cấp dữ liệu mô tả rất chi tiết về đáy biển, thì các yêu cầu về lưu trữ và xử lý (quản lý dữ liệu) là vấn đề thách thức. Một hoạt động thủy đạc điển hình có thể thu thập ước tính tới 10 tỷ giá trị độ sâu trong khoảng thời gian thu thập ba mươi ngày.

Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu lưới có thể giảm bớt các mối quan tâm trong quản lý dữ liệu của thủy đạc viên, cung cấp khả năng an toàn tổng số độ sâu thu thập ước tính thành một lượng có thể quản lý được của độ sâu nút đại diện để xử lý và sản xuất. Tất cả các tập dữ liệu lưới hóa nên được đặt trong các quy trình Đảm bảo/Kiểm soát chất lượng khắt khe để tập dữ liệu lưới cuối cùng biểu diễn một cách chính xác môi trường thế giới thực. Khi một tập dữ liệu vượt qua quy trình Đảm bảo/Kiểm soát chất lượng đã được thiết lập, phần mềm sản xuất hải đồ hiện đại được sử dụng để trích xuất các độ sâu nút tham gia từ lưới và xem đó như độ sâu hải đồ cuối cùng.

Phụ lục D cung cấp danh sách các phương pháp lưới hóa được chấp thuận của tiêu chuẩn này

Phụ lục E cung cấp ví dụ quy trình lưới hóa, trình bày sự khác biệt giữa độ phần giải đầy đủ độ sâu nguồn, lưới tỷ lệ sản phẩm và độ sâu hải đồ.

12.2.1  Độ sâu hải đồ/Đường đồng mức độ sâu lưới hóa

Thông tin độ sâu trên hải đồ thường được biểu thị dưới dạng các điểm chi tiết độ sâu, đường đồng mức và vùng độ sâu. Các đường đồng mức độ sâu được dùng để nối các điểm có cùng giá trị độ sâu theo mặt chuẩn độ sâu tham chiếu được chỉ định.

Việc giới thiệu nguồn độ sâu thứ tư, dữ liệu lưới hóa S102 tăng cường cho việc đưa ra quyết định hành hải bằng cách cung cấp cho người đi biển khả năng trực quan hóa, màu sắc hóa hình ảnh giả ba chiều, chế độ ánh sáng mặt trời, và hình ảnh liên tục của đáy biển. Mặc dù đây là một tiện ích, tuy nhiên các đơn vị sản xuất nên lưu ý là việc lụa chọn độ phân giải lưới không phù hợp (quá thô hoặc quá mịn) có thể làm phức tạp giải pháp hành hải chung khi hiển thị với thông tin độ sâu truyền thống. Bảng 11 cung cấp thông tin độ phân giải lưới cho từng tỷ lệ hải đồ để hỗ trợ việc lựa chọn độ phân giải lưới cuối cùng. Lưu ý là Bảng 11 không chứa các độ phân giải mang tính bắt buộc. Nhận dạng cuối cùng về độ phân giải “phù hợp” được dành cho đơn vị sản xuất dữ liệu.

12.2.2  Sử dụng ánh sáng mặt trời

Dữ liệu S102 có thể được hiển thị dưới dạng tập dữ liệu được chiếu sáng mặt trời hoặc tĩnh (phẳng). Việc mô tả chiếu sáng mặt trời yêu cầu phải nhập góc phương vị mặt trời và độ cao tương ứng. Các giá trị góc phương vị mặt trời và độ cao đã được cung cấp trong Bảng 14. Hình 8 cho thấy sự khác biệt giữa bề mặt ở trạng thái được chiếu sáng và tĩnh (phẳng).

Bảng 4 - Giá trị góc phương vị và độ cao mặt trời

Hình 8 - Chiếu sáng mặt trời và tĩnh (phẳng)

12.2.3  Độ trong suốt (rõ ràng)

Các cài đặt hiển thị độ trong suốt của tập dữ liệu S102 được xác định trong Bảng 5. Mức độ mờ đục được biểu thị bởi giá trị alpha. Giá trị 1 thể hiện độ trong suốt bằng không. Giá trị 0 thể hiện độ trong suốt 100%.

Bảng 5 - Các giá trị độ trong suốt đối với tập dữ liệu S102

12.3  Tạo và hiển thị các vùng hành hải

Việc bổ sung tập dữ liệu S102 nâng cao khả năng kết xuất và hiển thị của người đi biển, sử dụng màu sắc, phân vùng độ sâu với độ phân giải cao một cách trực tiếp từ lưới.

Tại thời điểm nhập, hệ thống hiển thị sẽ phân định và hiển thị các vùng độ sâu hành hải bằng cách so sánh lớp độ sâu của tập dữ liệu S102 với mớn tàu được xác định bởi người đi biển hoặc đường đồng mức an toàn mặc định. Tên và màu sắc vùng độ sâu (Bảng 6, 7, 8 và Hình 9) có thể theo S-52 của IHO, Phiên bản 6 1 (.1)

Lưu ý: các tham số màu được liệt kê trong các Bảng 6, 7 và 8 được chỉ định trong tọa độ không gian màu CIE x, y, L.

Bảng 6 - Thông tin vùng độ sâu và mã màu cho ban ngày

Bảng 7 - Thông tin vùng độ sâu và mã màu cho chạng vạng tối

Bảng 8 - Thông tin vùng độ sâu và mã màu cho ban đêm

Hình 9 - Màu vùng độ sâu cho ban ngày theo S-52, phiên bản 6.1 (.1)

13. Định dạng sản phẩm dữ liệu (Mã hóa)

13.1  Giới thiệu

Tập dữ liệu S102 phải được mã hóa sử dụng Tiêu chuẩn Định dạng phân cấp dữ liệu (HDF5).

Tên định dạng: HDF5

Phiên bản: 1.8

Tập ký tự: UTF-8

Thông số kỹ thuật: https://www.hdfgfoup.org/

Ý tưởng chủ đạo đằng sau cấu trúc sản phẩm S102 là mỗi vùng bao phủ là một đặc trưng. Mỗi trong số các đặc trưng đó đặt cùng với đặc trưng khác. Do đó, chúng chia sẻ cùng một siêu dữ liệu không gian và mỗi loại được yêu cầu giải thích chính xác những loại khác.

Đối với việc sử dụng HDF5, các khái niệm chính sau (TCVN 13040:2022, Phần 10c, mục 10C-5.1) rất quan trọng:

• File - Một chuỗi các byte lưu trong máy tính (bộ nhớ, ổ đĩa...) và các byte biểu diễn không hay nhiều đối tượng của mô hình;

• Group - Bộ sưu tập các đối tượng (kể cả các nhóm);

• Dataset- Mảng các phần tử dữ liệu nhiều chiều cùng các thuộc tính và siêu dữ liệu khác;

• Dataspace - Sự mô tả các kích thước của mảng nhiều chiều;

• Datatype - Mô tả lớp thành phần dữ liệu cụ thể chứa bố trí lưu trữ của nó dưới dạng mẫu các bít;

• Attribute - một giá trị dữ liệu được đặt tên, liên kết với một nhóm, một tập dữ liệu hoặc kiểu dữ liệu được đặt tên;

• Property List - Bộ sưu tập các tham số (một số là thường xuyên và một số là tạm thời).

Ngoài ra, các tập dữ liệu có thể là một phức hợp (một bản ghi đơn bao gồm một mảng các kiểu giá trị đơn giản) và có nhiều kích thước.

13.2  Cấu trúc sản phẩm

Cấu trúc của sản phẩm dữ liệu theo mẫu được đưa ra trong TCVN 13040:2022, Phần 10C - Mô hình và Định dạng tệp dữ liệu HDF5. cấu trúc chung, được thiết kế cho một số sản phẩm TCVN 13040:2022 được đưa ra trong Hình 10 dưới đây.

Hình 10 - Sơ lược về cấu trúc chung tập dữ liệu

Hình 10 cho thấy bốn mức được xác định trong mã hóa HDF. Dưới đây là định nghĩa thêm đối với từng cấp độ.

Cấp độ 1: Cấp cao nhất là Nhóm gốc (Root Group), chứa Siêu dữ liệu gốc (Root Metadata) và hai nhóm con phụ trợ. Siêu dữ liệu gốc áp dụng cho tất cả các sản phẩm loại TCVN 13040:2022.

Cấp độ 2: Là cấp độ tiếp theo chứa Nhóm thông tin đặc trưng và Nhóm chứa đặc trưng. Nhóm thông tin đặc trưng chứa các tên đặc trưng (BathymetryCoverage, TrackingListCoverage) và các mã thuộc tính đặc trưng.

Cấp độ 3: Cấp độ này chứa một hoặc nhiều Trường hợp đặc trưng. Một trường hợp đặc trưng là dữ liệu lưới hóa độ sâu đối với một vùng hoặc một tracking list các nút ghi đè.

Cấp độ 4: Cấp độ này chứa dữ liệu thực tế cho từng đặc trưng.

Trong Bảng 13-1 dưới đây, các cấp độ theo cấu trúc HDF5 (xem TCVN 13040:2022, Phần 10c, Hình 10c-9). Việc đặt tên trong mỗi hộp bên dưới tiêu đề như sau: Tên chung; Tên theo TCVN 13040:2022 hoặc S102 hoặc [] nếu không có; và (kiểu HDF5) nhóm, thuộc tính hoặc danh sách thuộc tính hoặc tập dữ liệu.

Bảng 9 - Tổng quan về sản phẩm dữ liệu S102

Các phần dưới đây giải thích một cách chi tiết các mục trong Bảng 9.

13.2.1  Các mã đặc trưng (Group_F)

Nhóm này chỉ định các tính năng S-100 mà dữ liệu áp dụng và bao gồm ba thành phần:

FeatureName - Tập dữ liệu có tên của (các) đặc trưng theo TCVN 13040:2022 có trong sản phẩm dữ liệu. Đối với S102, tập dữ liệu có hai thành phần là BathymetryCoverage và TrackingListCoverage.

BathymetryCoverage - Một trong những đặc trưng được mô tả trong teatureName. Tập dữ liệu này chứa định nghĩa chuẩn của lớp đặc trưng (Bảng 10 đưa ra một ví dụ).

TrackingListCoverage - Một trong những đặc trưng được mô tả trong featureName. Tập dữ liệu này chứa định nghĩa chuẩn của lớp đặc trưng

Bảng 10 - Mẫu các nội dung của mảng BathymetryCoverage 2 chiều

13.2.2  Các nhóm giá trị (Group.nnn)

Mỗi nhóm này chứa các mảng dữ liệu phức hợp chứa dữ liệu lưới hóa độ sâu hoặc dữ liệu danh sách theo dõi. Những thành phần này được giải thích như sau.

Đối với dữ liệu lưới hóa độ sâu, tập dữ liệu gồm một mảng hai chiều chứa cả dữ liệu độ sâu và độ không đảm bảo. Các kích thước này được xác định bởi numPointsLongitudinal và numPointsLatitudinal. Với việc biết gốc của lưới và khoảng cách lưới, vị trí của mọi điểm trong lưới có thể tính được bằng các công thức đơn giản.

Đối với dữ liệu danh sách theo dõi, tập dữ liệu bao gồm một mảng một chiều chứa vị trí (X, Y) của mỗi ghi đè, được xác định như hàng/cột của lưới độ sâu, giá trị gốc, kiểu ghi đè và chỉ mục vào siêu dữ liệu xác định ghi đè. Số lượng ghi đè trong mảng được xác định bởi người tạo ra ban đầu và tập dữ liệu này có thể rỗng nếu việc ghi đè không được yêu cầu.

13.2.3  Các mảng dữ liệu

Trong BathymetryCoverage, các giá trị độ sâu và độ không đảm bảo được lưu giữ trong các mảng hai chiều có tên là values, với quy định số lượng cột (numCOL) và hàng (numROW). Lưới này được định nghĩa như một lưới thông dụng (dataCodingFormat = 2), do đó các giá trị độ sâu và độ không đảm bảo sẽ là cho từng điểm riêng biệt trong lưới. Mảng dữ liệu values là mảng hai chiều.

Trong mảng TrackingListCoverage, các mục được lưu giữ trong mảng một chiều có tên là values, số hàng trong mảng này là động vl các mục trong tập dữ liệu này là tùy chọn và không phải tất cả các nguồn dữ liệu đều yêu cầu sửa đổi đối với BathymetryCoverage. Lưới này được định nghĩa như một tập điểm (dataCodingFormat = 1) nếu tồn tại.

13.2.4  Tóm tắt về các kích thước chung

Tóm lại, có các nhóm dữ liệu chứa một trong hai kiểu tập dữ liệu đặc trưng. Kiểu thứ nhất chứa dữ liệu độ sâu và độ không đảm bảo, được lưu trữ trong các mảng hai chiều có kích thước numROW theo numCOL. Kiểu thứ hai là mảng một chiều chứa thông tin về các phần ghi đè được thực hiện trên dữ liệu trong tập dữ liệu.

13.2.5  Quy ước đặt tên bắt buộc

Các tên nhóm và thuộc tính sau là bắt buộc trong TCVN 13040:2022: Group_F, featureCode, và (đối với tiêu chuẩn này) BathymetryCoverage, TrackingListCoverage, axisNames, BathymetryCoverage.01, TrackingListCoverage.01, và Group.nnn. Các tên thuộc tính đưa ra trong Phụ lục D cũng là bắt buộc.

13.3  Mẫu mã hóa HDF5

Cấu trúc sản phẩm được thiết kế để tương thích với HDF5. Mã hóa HDF5 của tập dữ liệu được đề cập trong Phụ lục B.

14. Phân phối sản phẩm dữ liệu

14.1  Giới thiệu

Mục này trình bày cách dữ liệu S102 sẽ được chuyển từ cơ quan phát hành hải đồ đến người đi biển.

Các yếu tố bắt buộc:

• Các tập dữ liệu S102 - Mã hóa HDF

• Danh mục trao đổi - Sự biểu diễn mã hóa XML của Danh mục tập trao đổi các đặc trưng [siêu dữ liệu khám phá]

Các yếu tố tùy chọn:

• Danh mục đặc trưng S102 - Nếu cần phân phối Danh mục đặc trưng mới nhất cho người dùng cuối, có thể thực hiện bằng cơ chế tập trao đổi S-102 cho các tập dữ liệu.

• Danh mục miêu tả S102 - Nếu cần phân phối Danh mục miêu tả mới nhất cho người dùng cuối, có thể thực hiện bằng cơ chế tập trao đổi S-102 cho các tập dữ liệu.

14.2  Tập dữ liệu

14.2.1  Quản lý tập dữ liệu

Có ba kiểu tập tin tập dữ liệu có thể được tạo và chứa trong tập trao đổi:

• Tập dữ liệu mới: Ban đầu.

• Phiên bản mới của tập dữ liệu: Bao gồm thông tin mới. Phiên bản mới phải bao phủ cùng khu vực trước đó của nó.

• Hủy bỏ: Tập dữ liệu bị hủy bỏ, không có sẵn để hiển thị hoặc sử dụng.

14.2.2  Kích thước tập dữ liệu

Việc phân phối S102 sẽ thực hiện theo một trong hai hình thức:

1) Truyền qua mạng (tải xuống qua internet);

2) Truyền dữ liệu số.

Ví dụ cho mỗi phương pháp như sau:

Lưu ý: Việc sử dụng 10 MB và 256 MB trong phần này và các phần khác phải được coi là thông tin chỉ để tham khảo. Ngoài ra, mọi giá trị được tính toán liên quan đến giới hạn kích thước tệp chỉ được coi là gần đúng. Lựa chọn cuối cùng của giới hạn kích thước tệp hoặc độ phân giải lưới thích hợp là theo quyết định của nhà sản xuất dữ liệu.

Truyền qua mạng: Để giảm thiểu chung kích thước tệp, HO tạo ra tệp kích thước 10 MB để truyền không dây cho tàu biển, ở dạng không nén, tệp này sẽ chứa khoảng 600 nút.

Truyền dữ liệu số: HO tạo ra tệp kích thước 256 MB có thể được phân phối trực tiếp đến một tàu trong cảng, ở dạng không nén, tệp này chứa khoảng 5700 nút.

Bảng 11: Thông tin thêm về độ phân giải lưới và kích thước ô ở tỷ lệ hải đồ, cung cấp thông tin chung nhằm hỗ trợ việc tổng hợp dữ liệu S102 cho các tỷ lệ hải đồ cụ thể.

Phụ lục C: Kích thước và sự sản xuất tập dữ liệu S102, trình bày chi tiết về các thành phần kích thước vật lý của tệp dữ liệu S102.

14.2.2.1  Độ phân giải lưới và mảnh S102

Bảng 11- Thông tin thêm về độ phân giải lưới và kích thước mảnh trong tỷ lệ hải đồ

14.2.3  Đặt tên tệp tin tập dữ liệu

Việc đặt tên đối với tập dữ liệu phải tuân theo một mẫu chuẩn để người thực hiện có khả năng dự đoán tốt về các tập dữ liệu được đưa đến. Các quy ước đặt tên tập dữ liệu S102 phải tuân theo các quy tắc này.

102PPPPØØØØØØØØØØØØ.H5

• 102 - 3 ký tự đầu tiên nhận dạng tập dữ liệu là tập dữ liệu S102 (bắt buộc).

• PPPP - Các ký tự từ thứ tư đến thứ bảy là mã nhà sản xuất theo Đăng ký thông tin không gian địa lý IHO, Đăng ký mã nhà sản xuất (bắt buộc đối với S102).

• ØØØØØØØØØØØØ - Các ký từ từ thứ tám đến tối đa là thứ mười chín là tùy chọn và có thể được sử dụng bằng bất cứ cách nào bởi đơn vị sản xuất để cung cấp tên tập tin duy nhất. Các ký tự sau đây được phép sử dụng trong tên tập dữ liệu: Từ A tới Z, từ 0 đến 9, và ký tự đặc biệt _ (gạch dưới).

• H5 - Biểu thị tập tin trong định dạng HDF5.

14.3  Danh mục trao đổi

Danh mục trao đổi hoạt động như một bảng mục lục cho tập trao đổi. Tập tin danh mục của tập trao đổi phải được đặt tên là CATALOG.102. Không có tập tin khác trong tập trao đổi có thể có tên này. Nội dung danh mục trao đổi được trình bày tại mục 15.

14.4  Toàn vẹn và mã hóa dữ liệu

TCVN 13040:2022, Phần 15 định nghĩa các thuật toán để nén, mã hóa và chữ ký số các tập dữ liệu dựaTrên Mô hình dữ liệu theo TCVN 13040:2022. Các thông số kỹ thuật sản phẩm riêng lẻ cung cấp chi tiết về yếu tố nào đang được sử dụng và tệp nào trong tập dữ liệu.

14.4.1  Nén dữ liệu

Đơn vị sản xuất dữ liệu quyết định nếu việc nén sẽ được dùng trên các tệp sản phẩm dữ liệu theo S102 (HDF5).

Khuyến cáo rằng tất cả các tệp dữ liệu nên được nén, chẳng hạn như các tệp FIDF5. Phương pháp nén ZIP được xác định trong TCVN 13040:2022, Phần 15 phải được áp dụng cho các tệp sản phẩm.

Việc sử dụng nén sẽ được mã hóa:

Vì thông tin về nén được mã hóa trong S-100_ExchangeCatalogue, nên nó ngầm được áp dụng cho tất cả các tệp tin tập dữ liệu trong tập trao đổi. Nó sẽ không thể tạo một tập trao đổi trong đó một số tệp HDF5 được nén trong khi một số khác thì không. Trong trường hợp nhà phân phối dữ liệu sản xuất một sản phẩm S102 đã tích hợp, tất cả các nguồn được yêu cầu phải được nén hoặc không nén tại thời điểm tích hợp. Trong tình huống này, chữ ký số được mã hóa thành dữ liệu nguồn (nghĩa là nhà sản xuất dữ liệu gốc) sẽ được thay thế bằng nhà phân phối (Máy chủ dữ liệu).

14.4.2  Bảo vệ dữ liệu

Khuyến cáo nên mã hóa tất cả các tệp dữ liệu, ví dụ HDF5. Phương thức mã hóa được định nghĩa trong TCVN 13040:2022, Phần 15 phải được áp dụng.

14.4.3  Chữ ký số

Chữ ký số sẽ được sử dụng trên tất cả các tệp có trong bộ trao đổi tuân thủ S-102 để đáp ứng các yêu cầu về độ phân giải của IMO MSC.428 (98) nhằm giảm rủi ro trong bảo mật mạng cho người dùng, đặc biệt khi sử dụng trong các hệ thống dẫn đường trên biển. Phương pháp chữ ký số khuyên dùng được định nghĩa trong TCVN 13040:2022, Phần 15.

Thông tin chữ ký số được mã hóa trong bản ghi S102_DatasetDiscoveryMetaData hoặc S102_CatalogueMetadata cho mỗi tệp có trong tập trao đổi.

15. Siêu dữ liệu

15.1  Giới thiệu

Các yếu tố siêu dữ liệu sử dụng trong sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển được dẫn xuất từ TCVN 13040:2022, ISO 19155 và ISO 19155-2. Siêu dữ liệu bổ sung tùy chọn được dẫn xuất từ ISO 19130- 1:2018 và ISO 19130-2, đặc biệt siêu dữ liệu liên quan tới thiết bị SONAR có thể được sử dụng trong thu thập dữ liệu độ sâu.

Chỉ có một vài yếu tố trong Tiêu chuẩn siêu dữ liệu ISO 19115 là bắt buộc và những yếu tố này chỉ liên quan đến việc sử dụng siêu dữ liệu cho nhận dạng và nguồn gốc của tập dữ liệu. Một mức độ nhận dạng dữ liệu tối thiểu là bắt buộc đối với tất cả các ứng dụng bao gồm các ứng dụng cơ sở dữ liệu, dịch vụ web và sản xuất tập dữ liệu. Tuy nhiên, S102 yêu cầu một số thuộc tính siêu dữ liệu nhất định phải được sử dụng để định vị địa lý dữ liệu cũng như phân bổ nguồn gốc xác định các quy trình được sử dụng để thiết lập tracking list và thiết lập một nguồn gốc cho dữ liệu.

Các yếu tố có liên quan trong một lược đồ siêu dữ liệu và bao gồm các định nghĩa và quy trình mở rộng. Có sự tồn tại của cả các yếu tố siêu dữ liệu bắt buộc và có điều kiện. Chỉ có một vài yếu tố siêu dữ liệu là bắt buộc nhưng việc đưa vào một số yếu tố siêu dữ liệu tùy chọn sẽ tạo ra tình huống trong đó các yếu tố siêu dữ liệu khác là bắt buộc có điều kiện.

Bảng dưới đây phác thảo các yếu tố siêu dữ liệu cốt lõi (bắt buộc và được khuyến nghị tùy chọn) cần thiết để mô tả một tập dữ liệu thông tin địa lý. Các mã chỉ thị: "M" - bắt buộc, "O" - tùy chọn và " C " - có điều kiện như được định nghĩa trong ISO 19115. Bảng cũng chỉ ra cách siêu dữ liệu cốt lõi bắt buộc, tùy chọn và có điều kiện được xử lý như thế nào trong S102.

Bảng 12 - Xử lý các yếu tố siêu dữ liệu cốt lõi S102

15.2  Siêu dữ liệu khám phá

Siêu dữ liệu được sử dụng cho một số mục đích. Một mục đích cấp cao là để xác định và khám phá dữ liệu. Mỗi tập dữ liệu cần được xác định để có thể phân biệt với các tập dữ liệu khác và do đó nó có thể được tìm thấy trong một danh mục dữ liệu, chẳng hạn như Dịch vụ danh mục trên trang Web. Siêu dữ liệu khám phá áp dụng ở cấp S102_DataSet và ở cấp S102_IG_Collection. Đó là, có siêu dữ liệu khám phá cho toàn bộ tập dữ liệu bao gồm một số mảnh, cũng có siêu dữ liệu khám phá chỉ tương đương cho mỗi mảnh.

Siêu dữ liệu trong S102_DiscoveryMetadataBlock được mã hóa dưới định dạng HDF5 ở cấp độ 2 hoặc Cấp độ 3 (xem mục 13.2) tùy thuộc vào việc áp dụng cho việc thể hiện một đặc trưng, mảnh duy nhất,'hay cho tất cả các trường hợp của lớp đặc trưng hoặc tất cả các mảnh.

Hình 11 - Siêu dữ liệu khám phá S102

Hình 11 đưa ra S102_DiscoveryMetadataBlock. Nó có hai kiểu con là S102_DS_DiscoveryMetadata và S102_Tile_DiscoveryMetadata. Sự khác biệt chỉ ở chỗ resourceScope được đặt thành "dataset" cho toàn bộ tập dữ liệu và "tile” cho ô. Hai lớp đó thực hiện các lớp siêu dữ liệu từ ISO 19115. Các lớp triển khai đầu tiên đã được phát triển tương ứng với từng lớp trong ISO 19115 đã được tham chiếu, trong đó chỉ áp dụng các thuộc tính đã được bao gồm. Các lớp S102_DS_DiscoveryMetadata và S102_Tile_DiscoveryMetadata kế thừa các thuộc tính của chúng từ các lớp triển khai cụ thể của S102. Ngoài ra, thành phần bổ sung S102_Dataldentification cũng đã được bổ sung.

Mô hình này cung cấp một lượng siêu dữ liệu tối thiểu cho sản phẩm dữ liệu Bề mặt độ sâu. Bắt kỳ yếu tố siêu dữ liệu tùy chọn bổ sung nào từ Tiêu chuẩn siêu dữ liệu ISO 19115 cũng có thể được đưa vào.

Bảng 13 mô tả từng thuộc tính trong các thuộc tính lớp S102_DiscoveryMetadataBlock.

Bảng 13 - Các thuộc tính lớp S102_DiscoveryMetadataBlock

Lớp S102_Dataldentification cung cấp một phần mở rộng cho siêu dữ liệu có sẵn từ ISO 19115. Thuộc tính verticalUncertaintyType được thêm vào nhằm mô tả đầy đủ nguồn và ý nghĩa của vùng bao phủ độ không đảm bảo đã mã hóa. depthCorrectionType cũng được thêm vào để xác định cách độ sâu được hiệu chỉnh (nghĩa là độ sâu thực, độ sâu ở tốc độ sóng âm 1500 m/giây, v.v.). Bảng 14 và 15 dưới đây đưa ra sự mô tả.

Bảng 14 - Mã xác định kiểu hiệu chỉnh tốc độ sóng âm

Bảng 15 - Mã xác định cách xác định độ không đảm bảo

15.3  Siêu dữ liệu cấu trúc

Siêu dữ liệu cấu trúc được sử dụng để mô tả cấu trúc của một trường hợp của bộ sưu tập, bao gồm mọi tham chiếu đến sơ đồ ô. Vì các ràng buộc có thể khác nhau trên các tệp riêng (ví dụ: chúng có thể được lấy từ các nguồn hợp pháp khác nhau) hoặc các ràng buộc bảo mật khác nhau, thông tin ràng buộc trở thành một phần của siêu dữ liệu cấu trúc. Các siêu dữ liệu cấu trúc khác là biểu diễn lưới và hệ quy chiếu.

Hình 12 thể hiện S102_StructureMetadataBlock. Khối siêu dữ liệu được tạo bởi sự kế thừa các thuộc tính từ một số lớp siêu dữ liệu ISO 19115 và lớp S-100 đối với việc xếp mảnh và hai lớp thực thi cho hệ thống tham chiếu tọa độ và độ cao. Điều này khiến khối siêu dữ liệu thành một bảng đơn giản.

Siêu dữ liệu trong S102_StructureMetadataBlock được mã hóa dưới định dạng HDF5 ở cấp độ 2 hoặc cấp độ 3 (xem mục 13.2) tùy thuộc vào việc áp dụng cho việc thể hiện một đặc trưng, mảnh duy nhất, hay cho tất cả các trường hợp của lớp đặc trưng hoặc tất cả các mảnh.

Hình 12 - Siêu dữ liệu cấu trúc S102

Bảng 16 - Các thuộc tính lớp S102_StructureMetadataBlock

15.3.1  Siêu dữ liệu chất lượng

Siêu dữ liệu chất lượng được dùng để mô tả chất lượng của dữ liệu trong một trường hợp của bộ sưu tập. Hình 13 dưới đây đưa ra S102_QualityMetadataBlock, được dẫn xuất trực tiếp từ lớp DQ_DataQuality trong ISO 19115. Tuy nhiên, các thành phần S102_LI_Source và S102_LI_ProcessStep của nó được tạo bằng sự kế thừa các thuộc tính từ các lớp LI_Scope và LI_ProcessStep của ISO 19115. Chỉ một số thuộc tính của các lớp trong ISO 19115 được tham chiếu được triển khai. Ngoài ra, lớp S102_ProcessStep đã được bổ sung. Sự mở rộng này cho phép các mục tracking list trong nội bộ được liên kết với một mục duy nhất trong siêu dữ liệu để các thay đổi có thể được quy kết, mô tả một cách hợp iý, tham chiếu một cách dễ dàng.

Siêu dữ liệu trong S102_QualityMetadataBlock được mã hóa dưới định dạng HDF5 ở cấp độ 2 hoặc cấp độ 3 (xem mục 13.2) tùy thuộc vào việc áp dụng cho việc thể hiện một đặc trưng, mảnh duy nhất, hay cho tất cả các trường hợp của lớp đặc trưng hoặc tất cả các mảnh.

Hình 13 - Siêu dữ liệu chất lượng S102

Bảng 17 dưới đây đưa ra sự mô tả về từng thuộc tính trong các thuộc tính lớp S102_QualityMetadataBlock và các thành phần của nó.

Bảng 17 - Mô tả khối siêu dữ liệu chất lượng

15.3.2  Siêu dữ liệu về thu thập dữ liệu

Siêu dữ liệu về thu thập dữ liệu cho hồ sơ thông số kỹ thuật sản phẩm bề mặt địa hình đáy biển mà chúng đang phát triển toàn quốc. Các lớp được dẫn xuất từ ISO 19115, 19115-2, 19130 và 19130-2. Tài liệu 19130-2 chứa mô tả các tham số SONAR.

15.4  Siêu dữ liệu tập trao đổi

Để trao đổi thông tin, có một số loại siêu dữ liệu cần thiết: siêu dữ liệu về danh mục trao đổi tổng thể, siêu dữ liệu về từng tập dữ liệu có trong danh mục.

Các Hình từ 14 đến 17 phác thảo khái niệm tổng quan tập trao đổi theo S102 để trao đổi dữ liệu không gian địa lý và siêu dữ liệu liên quan của nó. Hình 15-4 mô tả việc thực hiện các lớp ISO 19139 tạo thành nền tảng của tập trao đổi. Cấu trúc tổng thể của siêu dữ liệu S102 cho các tập trao đổi được mô hình hóa trong các Hình 15 và 16. Thông tin chi tiết hơn về các lớp khác nhau được đưa ra trong Hình 17 và mô tả văn bản trong các bảng tại mục 15.6.

Các lớp siêu dữ liệu khám phá có nhiều thuộc tính cho phép kiểm tra thông tin quan trọng về các tập dữ liệu mà không cần phải xử lý dữ liệu, ví dụ: giải mã, giải nén, tải xuống, v.v. Các danh mục khác có thể được bao gồm trong tập trao đổi để hỗ trợ các tập dữ liệu như đặc trưng và miêu tả.

Hình 14 - Sự thực hiện của các lớp tập trao đổi

Hình 15 - Danh mục tập trao đổi S102

Hình 16 - Tập trao đổi S102

Hình 17 - Tập trao đổi - Các chi tiết lớp S102

Các mục sau đây định nghĩa siêu dữ liệu bắt buộc và tùy chọn cần thiết cho S102. Trong một số trường hợp, siêu dữ liệu có thể được lặp lại trong ngôn ngữ quốc gia. Nếu trường hợp này xảy ra, nó được ghi chú trong cột Ghi chú.

Lược đồ XML cho các Danh mục trao đổi S102 có sẵn từ IHO GI Registry và/hoặc trang web S-100 GitHub site (https://aithub.com/IHQ-S100WG).

15.5  Ngôn ngữ

Ngôn ngữ trao đổi phải bằng tiếng Anh.

Các chuỗi ký tự phải được mã hóa bằng bộ ký tụ được xác định trong ISO 10646-1, bằng định dạng chuyển đổi Unicode-8 (UTF-8). Không được sử dụng BOM (byte order mark).

15.6 Lớp S102_ExchangeCatalogue

Mỗi tập trao đổi có một S100_ExchangeCatalogue chứa siêu thông tin đối với dữ liệu và các tệp họ trợ trong tập trao đổi.

Lớp S102_ExchangeCatalogue được thực hiện từ S100_ExchangeCatalogue mà không cần sửa đổi. S102 hạn chế các thuộc tính và vai trò nhất định như được mô tả trong bảng dưới đây. S102_ExchangeCatalogue là bộ chứa thay thế cho lớp S100_ExchangeCatalogue tương ứng trong sơ đồ UML. Điều này là cần thiết bởi S102 mở rộng siêu dữ liệu khám phá S102.

15.6.1  Lớp S100_Catalogueldentifier

S102 sử dụng lớp S100_Catalogueldentifier không cần sửa đổi.

15.6.2  S100_CataloguePointofContact

S102 sử dụng lớp S100_CataloguePointofContact không cần sửa đổi.

15.7  S102_DatasetDiscoveryMetadata

Siêu dữ liệu khám phá tập dữ liệu trong S102 là một phần mở rộng của lớp siêu dữ liệu theo TCVN 13040:2022 chung S100_DatasetDiscoveryMetadata. S102 thêm thuộc tính GriddingMethod mô tả thuật toán được sử dụng để tính các giá trị lưới. S102 cũng hạn chế các thuộc tính và vai trò nhất định được mô tả trong bảng dưới đây.

15.7.1  S100_DataCoverage

S102 sử dụng S100_DataCoverage không cần sửa đổi.