国际众包测深社区OpenSeaMap现状.docx
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国际众包测深社区OpenSeaMap现状
国际众包测深社区OpenSeaMap现状
OpenSeaMap–众包制作的全球最大地理空间数据库
一、引言
航海图价格昂贵，而且在许多国家/地区，航海数据并不总是最新的。
OpenSeaMap是一种可供所有人免费使用的替代解决方案。
按照Wikipedia的示例，这些航海数据是由志愿者收集的，并且在几分钟内即可在图表上看到。
OpenSeaMap是由经验丰富的航海人员、编程人员和数千名数据收集者全力制作的一个航海图，其数据向所有人员免费开放。
OpenSeaMap-（免费航海图）涵盖全球的海洋和内陆水道。
OpenSeaMap的工作方式类似于Wikipedia（世界上最新、最有效和最全面的百科全书）。
成千上万的船长，潜水员等涉海人员收集他们认为对航海图来说重要且有用的信息，并将其保存在空间数据库中。
OpenSeaMap主要通过利用众包模式来开展制图，其具有以下独特优势：
•现势性–每次变化都可以立即在线看到；
•专业性–每个用户都可以输入他们认为重要的数据；
•精细性–大众参与，人人都在不断地将其优化；
•全面性–为参与海上活动的所有人提供信息。
OpenSeaMap是世界上最快的图表。
在短短几分钟之内就可以在网上找到诸如移动浮标、港口信息及其相关联系方式等内容，而不是在一年（或更久）以后的新版航海图书中找到上述内容。
OpenSeaMap在海洋、河流和地形等相关领域的用途也十分广泛。
其图表不仅包括了海岸线，还显示了港口的详细信息、各个地方的基础设施、交通路线等。
内河图还显示了内陆水域，包括内陆水道、河流等。
众所周知，没有水深的海图是毫无用处的。
但不幸的是，当前，我们很难从各个国家获得详细水深信息。
这就是为什么OpenSeaMap希望使用众包来测量全世界的海岸。
这样，每个人都可以贡献和收集深度数据。
大多数船舶都配备了GPS和声纳系统，这使得数据收集变得容易。
设备可以通过NMEA字符串格式写入数据。
NMEA数据记录器是专门为OpenSeaMap开发的，然后将数据存储在USB记忆棒上。
贡献者可以将收集的数据从任何可以访问Internet的计算机传输到中央服务器。
可以对原始数据进行校正（提供后跟和潮汐数据）并进行计算以创建地形模型。
OpenSeaMap是OpenStreetMap的一部分。
其免费空间数据的收集工作的原理与之相同，主要可分为三个数据源：
1、100万业余制图者使用GPS设备收集空间数据、更新地图；
2、越来越多的机构和组织接受OpenData想法，并自愿地提供数据；
3、从Bing、Microsoft、地方当局和组织获得的高分辨率的航空影像，然后通过人工处理等方式生成空间矢量数据。
TeamSurv和ARGUS最近在HydroInternational上介绍到：
为众包寻找贡献者是一个很大的挑战。
OpenSeaMap社区很大，遍及世界各地，因此，这个雄心勃勃的项目成功的机会相当大。
但是，还存在其他挑战，例如向系统提供潮汐和海浪信息数据。
因此，让测深专家对OpenSeaMap做出贡献非常重要。
到目前为止，OpenSeaMap的实践测试已证明非常成功。
大量的数据收集工作将从2013年的航行季节开始；但是，已经收集的任何测深图都可以立即提交给OpenSeaMap。
二、数据文化
OpenData表示可以免费访问所有符合公众利益的数据库。
OpenData旨在启动对整体经济有利的发展：
通过提供便捷的访问权限，开放数据可用于产生协同效应，从而创新产品和服务。
至关重要的是，每个人都可以使用、再次使用和自由传播此类信息。
与OpenSeaMap相关的空间数据是虚拟数据。
例如，保护区详细信息、水下有关数据。
获取这些数据并不容易。
这些信息都已经存在，但是大多数国家都将其视为专有信息。
OpenData社区希望将开放数据文化在越来越多的海洋主管部门之间传播。
例如，允许OpenSeaMap使用来自德国，奥地利和瑞士的水位信息和潮汐信息。
三、数据收集
诸如业余制图人员、水上运动爱好者、水深测量专家、地理学者和水利工程师等任何人都可以收集海洋空间数据。
数据采集者可以输入国际海道测量组织INT-1、S-57和S-100中描述的与航海相关的所有对象。
物体的种类没有任何限制。
OpenSeaMap可以全面显示从复杂的街灯和交通分离区域到游艇设备和商店。
通过使用航海技术和本地知识，可以更新、微调这些物体的形式、位置和描述。
OpenSeaMap在线系统为数据采集者提供了界面友好的图形编辑器，数据采集者可以在线编辑空间数据。
它是专门为航海数据开发的。
因此可以描绘出通常不包含在传统航海图中的水上运动物体。
编辑器根据IHOS-57和S-100将收集的对象详细信息转换为数据模式，然后将数据保存在空间数据库中。
最后，该图表从输入的数据中呈现出来，并且既可以通过Web浏览器使用，也可以作为离线图表使用。
四、数据处理
1.上传过程
可以使用OpenSeaMap数据记录器或网络接口上传数据。
2.数据预处理
原始水深数据通常会有错误，必须进行预处理。
3.内部数据问题
深度数据可能受电子环境和软件的影响发生错误，主要情况包括：
数据不完整和校检错误；数据获取顺序不正确；数据错误；数据分辨率低，例如为了节省电能，GPS位置每十秒更新一次；传感器数据未校正。
4.外部数据问题
深度数据可能受外部环境的影响。
例如：
水温影响超声回波；海底影响超声回波；海况影响测量；波浪造成测量船舶滚动；测深仪未在GPS定位仪位置；测量时间与接收位置时间不相关；潮汐引起的水位变化等。
可能的解决方法是：
水温可通过传感器测量；现代侧扫声纳可通过分类生成海床信息；陀螺仪和加速度计可用于消除波浪；用户需提供位置偏移数据；理论最低潮面到平均海平面的距离可以根据全球DTU10潮汐模型计算。
5.解决方案
船舶根据自然规律运动。
对于最简单的情况，可以想象一艘船舶以恒定的速度和方向行驶。
在任何时间，都可以通过简单的数学方法判断出船只的位置。
考虑到真实的情况，船舶运动受许多参数的影响，例如风速、水流、波浪、潮汐等。
该船本身也以动态方式（横摇，纵摇，偏航角）移动三轴。
横倾甚至改变了相对于深度位置的测量位置。
就过滤器而言，这称为系统模型，它描述了船舶状态如何变化。
在这种状态下，您可以测量传感器的读数，并将其与系统认为的位置进行比较。
卡尔曼滤波是此类情况的最佳线性估计。
但卡尔曼滤波不是线性的，这就是为什么需要使用扩展卡尔曼滤波器的原因。
使用扩展滤波器，可以获取位置和深度的最佳估计。
五、数据应用
1.离线海图
离线海图可在海上没有网络时使用。
目前可以将它们加载到iPad或GarminPlotter上。
目前为止，还没有适用于Android的应用程序，OpenSeaMap仍在寻找Android开发人员。
OpenSeaMap提供了数百种离线图表，可从网站下载。
矢量图是未来的趋势，因为它们支持平视和真实运动视图。
OpenSeaMap已经提供了可在Garmin设备上使用的矢量图。
但是，大多数导航软件程序仍可使用栅格图，这意味着有必要修改这些导航程序，以便它们可以处理矢量图。
离线海图
2.多功能工作场所
帆船船长需要一个现代化的集成的系统；信息必须包含在一个图表中，而不是使用大量纸质资料。
这点已在基于Web的全屏图表上实现了。
选择菜单选项“视图”可访问底图上的各层所描绘的大量信息。
“导航辅助”层包含海图的典型特征。
它具有18个缩放级别，从世界范围到1：
2000比例的详细港口计划。
针对每个特定缩放级别描绘了对象的最有利组合。
“港口”层显示6,000个港口，数千个码头和锚地。
单击该符号将打开港口领航员，用户可以使用港口的详细说明和图像进行更新。
“天气”层包含世界各地的天气地图，包括风向和风力、气压、温度、降水和海浪高度等参数。
还包括三天天气预报。
“水深”层显示了GEBCO的深水测深仪。
“船舶跟踪”层实时显示AIS位置。
“水位”图层显示了沿海和河流的动态水位。
“航空照片”图层由Bing提供。
航拍照片可用于通过数字化接收空间数据。
“Wikipedia”层具有指向250万篇Wikipedia文章的直接链接。
OpenSeaMap和Wikipedia之间的这种合作旨在受益于协同效应，从而做出文化方面的贡献。
当然，所有这些图层都打算很快地可以在离线图表中使用，以便船长可以通过其智能手机或平板电脑从船上任何地方检查和监视所有航海数据和船上仪器。
3.水上运动爱好者的图表
从海洋到河流和小溪，OpenSeaMap对世界上所有“蓝色”的事物都感兴趣。
毕竟，地球上70％的表面都被水覆盖。
到目前为止，导航图的用户通常是船长和摩托艇操作员。
但是，越来越多的潜水员、冲浪者、皮划艇运动员、垂钓者和其他水上运动爱好者也渴望从OpenSeaMap中受益，而“运动”图层则可以满足他们的需求。
除其他事项外，这还显示了许多潜水地点、潜水学校以及加满或租用潜水箱的地方。
根据其难度，皮划艇路线会用不同的颜色标记，并清楚指示出入境点以及需要携带皮划艇的障碍物和地点。
4.为组织增值
除了船长和水上运动爱好者外，OpenSeaMap越来越多地被希望为客人和游客提供优质服务的社区和旅游组织所使用。
由于有了免费许可证，任何组织都可以轻松地免费将OpenSeaMap集成到其网站中。
对于船东、租船公司、环境保护组织、海洋学家、学校和大学而言，商业用途也是如此。
此外，用户可以添加自己的图层，例如保护区的图像、建设项目、风力涡轮机、鱼类种类的分布或其他信息。
五、当前的挑战
您可以通过向人们介绍该项目并要求您的朋友使用有关其居住地或本国的空间信息来更新图表，从而为我们提供帮助。
向您的帆船俱乐部的人们介绍OpenSea。
让船长记录水深并上传。
研究人员和科学家可以帮助OpenSeaMapMap向系统提供深度数据。
我们正在寻找潮汐模型、海浪、海浪旅行时间、船只运动等。
教授和学生都可以找到令人激动的主题，以获取毕业论文或实习报告。
有关OpenSeaMap的更多想法，我们可以一起完成。
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