Векторные электронные карты изготовленные коммерческими компаниями являются - Контакты компаний и предприятий на Atlaso.ru

Рис 6 Информация об официальной карте

Оборудование ECS не является конвенционным, однако очень эффективно используется на судах, представляя дополнительное средство контроля местоположения судна при приближении к опасностям и решении различных навигационных задач

Практическое отличие программного обеспечения ECS от ECDIS может быть очень незначительным и обычно заключается только в перечне спектра решаемых задач У фирм, предлагающих ECS и ECDIS оборудование, обычно используется типовое программное обеспечение Это дает возможность судовладельцу производить переинсталляцию судовой картографической системы и заменять системы более низкого Уровня системами более высокого уровня с соответствующим изменением статуса оборудования и документации на него. Важным условием является выполнение

требований сертификационных организаций к компьютерной технике и размещению ее на судне. С помощью оборудования ECS судоводитель имеет возможность решать практически все основные навигационные задачи, что многих вполне устраивает. Цены на оборудование ECS, стоимость коллекции электронных карт, корректуру к ним и сервисную поддержку оборудования устанавливает производитель и они могут быть значительно ниже, чем для оборудования ECDIS, что порой является важным для судовладельца.

Как отмечалось, векторные электронные карты, изготовленные коммерческими компаниями, являются только информационными и не могут заменять бумажные карты. Однако многие судоводители используют их значительно эффективнее, чем имеющиеся на этот же район официальные. Это вызвано тем, что графика представления информации по объектам и окружающей обстановке может быть более наглядна и удобна для решения вопросов безопасности судовождения. Обработка подобной информации не требует дополнительных затрат времени. Кроме того, много информации на официальных картах остается невостребованной.

Изготавливая неофициальные карты во внутреннем формате, присущем только конкретной фирме, производители сами принимают решение о виде их представления на экране, использовании цветовой гаммы, библиотеке отображаемых символов, последовательности и уровне

характеристиками. У большинства фирм, производящих неофициальные электронные карты, эта информация присутствует, что часто является важным и востребованным при решении спорных и неопределенных вопросов. Особенно актуальным это может быть при ограничении времени для принятия решения. Как отмечалось, ECS может отображать официальные и неофициальные карты и использовать данную информацию только как вспомогательную. На судне при этом должна быть бумажная карта. Учитывая тот факт, что судовая коллекция электронных карт ECS может состоять из набора официальных и неофициальных карт, судоводитель подчас испытывает трудности в целостном восприятии информации этих карт, т.к. используемая библиотека символов может существенно отличаться. Для получения единообразия коллекции электронных карт (получения всех карт одного формата) сервис некоторых фирм позволяет производить конвертирование официальных карт средствами самой системы, т.е. преобразовывать их в другой внутренний формат. Эту процедуру судоводитель может осуществлять на борту судна с использованием встроенной программы конвертирования.

На рис. 7 приведен участок официальной карты. Результаты ее конвертирования отражены на рис. 8, где официальная карта отображена в формате ТХ97 и не имеет статуса официальной. Внешний вид одного участка карты разных форматов отличается. Учитывая требования по отображению атрибутов объекта официальных карт, на рис. 7 представлена только часть информации по маяку. Неофициальные карты изготавливаются отдельно по технологии фирмы-производителя, но имеют практически такой же конечный вид, как участок карты рис. 8. У судоводителя не возникает проблем при переходе с неофициальной карты на ее продолжение, полученное после конвертирования официальной карты. При технологии производства неофициальных карт добавляется «Int.number» и примечание пишется по усмотрению инженера-составителя. В примечании может быть указана дополнительная информация об оборудовании, установленном на маяке. Подобная информация представляется в минимизированном виде, что обычно вполне устраивает судоводителей с точки зрения ее восприятия Рис 7 Вид официальной карты до конвертирования в формат ТХ97

На рис 8 отсутствует «Int number» маяка, т к он не указан в атрибутах описания официальной карты и автоматически при конвертировании появиться не может В качестве примера достоинств некоторых неофициальных электронных карт отметим

возможность производить подсветку точек береговых маяков определенным цветом при нахождении судна в секторе соответствующего огня Это выполняется только при условии, если дальность от судна до маяка меньше дальности видимости огня При наличии подобной подсветки судоводитель имеет возможность ориентироваться в условиях

пониженной видимости при следовании по ведущим узконаправленным створам, отслеживать моменты «открытия» и «закрытия» маяков, использовать эту информацию при выходе судна в опасные сектора и т д Рис 8 Вид карты формата ТХ97 после конвертирования официальной карты

Фирмы, занимающиеся картографическим производством профессионально, обычно выпускают неофициальные электронные карты, полностью копируя информацию бумажных Для соответствующего масштаба там представлена абсолютно вся информация и эта карта не может являться «приближенной», т к она полностью отвечает требованиям точности и достоверности информации На рис 9 приведен фрагмент отображения не только карты, но и подводного рельефа ее участка

(что не требуется по стандарту IHO, но может быть востребовано судоводителями), а также проверка отобра-

жения по стандарту IEC Представленная на рис 9 информация для участка карты может быть очень полезна при решении специализированных задач (поднятие затонувших судов, ведение гидрографических и дноуглубительных работ, работа с тралами и т д )

Рис 9 Вид отображения подводного рельефа на электронной карте Важным для судоводителя является возможность отображения информации подводного рельефа

(3D) при «проигрывании» его движения по рекомендованному и фактическому маршрутам следования в разрезе шпангоута наибольшей осадки Факт имеющегося положения судна на фарватере (в канале) в данном случае представляет меньший интерес как уже свершившееся событие. Очень важно упредить ситуацию и просмотреть, что может быть впереди

Необходима видимость корпусной части судна под водой и значения глубины в соответствующем масштабе под корпусом судна во всех интересующих плоскостях на любое планируемое и реальное время движения «Проигрывание» движения судна по фактическому маршруту позволяет анализировать возможность безопасного отклонения от рекомендованного маршрута при вынужденном выходе из планируемого безопасного коридора. Судоводителя в этом случае более интересует не красивая картинка, а реальная глубина под килем судна в случае движения судна по фактической траектории на имеющееся и планируемое время

К сожалению, многие фирмы реализуют 3D только в рекламных целях демонстрации продукции, что не решает проблемы действительной безопасности судовождения Поскольку требований к отображению 3D не существует, возможные ошибки, некорректное отображение подводного рельефа дна могут быть даже опасны Рисунок 3D производится на основании информации о глубинах с бумажной карты и фиксировании точек «пиков» глубин с нее. Однако имеющейся информации может быть недостаточно для описания и воспроизводства подводного рельефа между этими точками. Судоводитель вынужден воспринимать представляемую картинку как реальную ситуацию, что может существенно отличаться от действительности. Для этого необходима более детальная база данных, которая, к примеру, может быть на гидрографических планшетах или на картах более крупного масштаба Подобные ограничения должны учитываться и анализироваться при принятии судоводителем решения.

Многие картографические системы позволяют наблюдать на экране движение судна при ориентации карты на север и по курсу Эта ориентация может выводиться на экран отдельно (один экран) и одновременно (две составляющих на экране), что тоже важно, особенно при плавании на внутренних водных путях (рис. 10)

Судовладелец вправе сам определять выбор электронных карт и их статус для решения вопросов безопасного плавания Степень доверия этим электронным картам, т.е фирмам-производителям данной продукции, является основой при заключении контрактов для последующе-

Рис 10 Вид ориентации электронной карты по курс}- (ИК) и северу (N) 2.5. Имя ячейки официальной электронной навигационной карты

Эффективность внедрения новой информационной технологии судовождения в настоящее время зависит от наличия картографических данных на тот или иной район Мирового океана. Координация работ по созданию ЕТМС осуществляется IHO В имеющиеся RENC поступают данные от ГО. Список и коды некоторых ГО приведены в табл. 1.

Распространение данных, произведенных в указанных ГО, осуществляется через уполномоченные компании, которые организуют службу передачи картографических данных и данных по корректуре. Эти данные защищены от несанкционированного использования, и доступ к ним обеспечивается по лицензии.

го использования таких карт на судах при решении вопросов безопасности судовождения.

Как отмечалось ранее, основной единицей распространения ENC официальных гидрографических служб является ячейка. Объем информации в файле ячейки не должен превышать 5 Мб. Имя ячейки состоит из восьми символов:

PPSCCCCC.

Первые два символа: РР обозначают (см. табл. 1) код страны-производителя ENC (например, RU — Россия). Третий символ: S обозначает код масштабного ряда. Он представлен цифрами от 1 до 6. ГО разных стран могут использовать различные диапазоны масштабов, соблюдая общие требования по назначению данных. Диапазон S от 1 до 6 (1 -самый мелкий масштаб, 6 — самый крупный масштаб). В электронных ячейках, изготовленных в России, используются диапазоны масштабов, указанные в табл. 2. Остальные пять символов ССССС имени ячейки должны определять уникальный идентификатор ячейки данного масштабного диапазона.

Технические условия производства ENC не определяют правила кодирования идентификатора ячейки. Каждый производитель картографических данных вправе использовать любую схему кодирования, которая обеспечивает уникальность идентификатора ячейки. Представляется, что способ кодирования идентификатора ячейки должен каким-то образом обеспечивать возможность определения географического положения ячейки.

В России разработан и принят ГУНиО МО способ кодирования ячеек при производстве ENC для территориальных вод России. Судоводитель может определить координаты SW угла ячейки, изготовленной в России. Для распознавания большого набора ячеек желательно иметь программу идентификатора, встроенную в ECDIS.

Страна	Код	Страна	Код	Страна	Код	Страна	Код

Россия	RU	Дания	DK	Германия	DE	Нидерланд	NL
						ы
Швеция	SE	Англия	GB	Эстония	ЕЕ	Португали	РТ
						я
Польша	PL	Франци	FR	Норвегия	NO	Финляндия	FI
		я

Таблица 1 Рассмотрим систему кодирования четырех, пяти, шести, семи и восьми символов ячейки,

изготовленную ГУНиО МО в России.

Старший разряд кода широтного пояса (четвертый символ имени ячейки) определяется согласно табл. 3.

Старший разряд кода долготного столбца (шестой символ имени ячейки) определяется согласно табл. 4.

Младшие разряды кода широтного пояса (пятый символ имени ячейки) и кода долготного столбца (седьмой символ имени ячейки) определяются по табл. 5, из которой видно, что каждая зона, образованная пересечением широтного пояса и долготного столбца, имеет размеры 20′ х 20′ При создании соседних ячеек с данными крупного масштаба может оказаться, что их юго-западные углы попадают в пределы одной

Назначение данных

Диапазон масштабов

Обзорные

(общее

изучение условий

плавания в

Мельче 1 ‘2 250 000

ботылом водном районе)

Генеральные (обеспечение перехода в открытом

1 2 250 000-1 300 001

море)

Прибрежные (обеспечение перехода в зоне

1 300 000-1 80 001

видимости

берегов

или

стесненных

навигационных условиях)

Подходы к берегам (обеспечение подхода к берегу )

1 80 000-1 40 001

Гавани (обеспечение передвижения в пределах

1 40 000-1 10 001

акваторий портов, бухт, гаваней и т п )

Планы

(обеспечение

маневрирования

при

1 10 000-Г2 500

швартовке)

Широта N

0°

90°

Код

Широта S

0°

90°

Код

Таблица 2 Таблица 3

и той же зоны. В таком случае их порядковые номера кодируются восьмым символом имени ячейки.

Таблица 4 Таблица 5

Впрактической деятельности судоводителю обычно приходится решать задачу определения страны-производителя ячейки, диапазона масштаба, в котором может быть изготовлена ячейка, и приблизительных географических координат SW угла этой ячейки.

Вкачестве примера приведем последовательность действий судоводителя при анализе имени ячейки RU6MDLA0:

RU (см. табл. 1) — ячейка произведена в России;

Долгота	Е	0	10	2	30	40		50	60	70	8	90		100
					0								0
Код		I		J	К	L	М	N О	Р		Q	R

Долгота	Е	100	1	1	120	130	14	150			170	180°
					0				0	160
Код				S		Т	и		V	W X		Y Z

Долгота	W	0	10	2	30	40		50	60	70	8	90		100
					0								0
Код		н		G	F	Е	D	С В	А		9		8

Долгота	W	100	1	1	120	130	14	150			170	180
					0				0	160
Код				7	6	5		4	3	2		1	0

Дф (ДА.)			Символ		Дф (ДА.)		Символ		Дф (АХ)			Символ

0′-20′			0			3°20′-3°40′	А			6°40′-7°00′		К

20′-40′			1			3°40′-4°00	В			7°00′-7°20′		L

4О’-6О’			2			4°00′-4°20′	С			7°20′-7°40′		М

1°-1°20′			3			4°20′-4°40′	D			7°40′-8°00′		N

1°20′-Г40′		4			4°40′-5°00′	Е			8°00′-8°20′		О

Г40′-2°00′	5			5°00′-5°20′	F			8°20′-8°40′		Р

2°00′-2°20′		6			5°20′-5°40′	G			8°40′-9°00′		Q

2°20′-2°40′		7			5°40′-6°00′	Н			9°00′-9°20′		R

2°40′-3°00′		8			6°00′-6°20′	I			9°20′-9°40′		S

Зо00′-Зо20′		9			6°20′-6°40′	J			9°40′-10°00′	т

6 (см. табл. 2) — ячейка предназначена для обеспечения плавания внутри порта и проведения швартовных операций (диапазон масштаба 1:10000-1:2500);

MD — широта SW угла зоны от 44°20’N до 44°40′ N, где М (см. табл. 3) — старший разряд кода широтного пояса 40° N -50° N;

D (см. табл. 5) — младший разряд кода широтного пояса Л<р= = (4°20′ — 4°40′);

LA — долгота SW угла зоны от 33°20’Е до 33°40’Е, где L (см. табл. 4) — старший разряд кода долготного столбца 30° Е -40° Е; А (см. табл. 5) — младший разряд кода долготного столбца Д^=(3°20′ — 3°40′);

0 — символ индивидуального кода ячейки в зоне MDLA (других ячеек нет).

2.6. Применение дополнительных баз данных для решения навигационных задач Многие картографические системы способны решать навигационные задачи с использованием не

только базы данных по навигационной гидрографической обстановке, но и дополнительных баз данных, которые могут храниться отдельно. Такие базы данных могут включать информацию по лоциям, портам, приливо-отливным течениям, поверхностным течениям, морским астрономическим ежегодникам, каталогам карт и книг, таблицам приливов. Перечень может быть расширен с учетом специализации судов или места установки картографических систем (береговой или судовой вариант).

Конвенция SOLAS-1974 предусматривает официальное использование этих баз данных, при условии предоставления их официальными гидрографическими службами. Корректура их должна быть приведена к уровню современности.

Подобная информация, представляемая в картографических системах, позволяет аккумулировать информацию и решать навигационные задачи применительно к конкретным условиям плавания с учетом всех имеющихся данных.

Некоторые картографические системы имеют возможность обрабатывать также оперативную информацию для решения навигационных задач. Примером является возможность обработки прогнозов погоды при планировании движения судна по созданному маршруту в сложных гидрометеорологических условиях. Наличие подобной программы позволяет своевременно внести изменения в график движения, изменить маршрут или предусмотреть дополнительные мероприятия по креплению и размещению груза.

2.7. Работа с растровыми картами. Ограничения картографических систем RCDS

Растровые карты в RCDS предстаачяют графическую копию бумажных карт, отображаемую на экране монитора. Она удобна в восприятии, т.к. полностью соответствует бумажной, но менее информативна и не позволяет решать многие навигационные задачи, связанные с безопасностью судовождения.

Наличие мировой коллекции растровых карт позволяет использовать их в картографических системах любого типа. Требования по отображению растровых карт в ECDIS (RCDS mode) изложены в стандарте [ЕС 61174.

Как отмечалось, векторные карты более информативны по сравнению с растровыми и могут наиболее активно использоваться в картографических системах. Это обусловлено тем, что каждая точка имеет определенный код, который идентифицируется и распознается картографической системой. Таким образом, векторная карта позволяет производить опознавание любых объектов и своевременно реагировать на них, предупреждая судоводителя о приближении к подобным объектам. Это не относится к растровой карте, т.к. она является растровым образом бумажной карты — ее фотографией, представляющей цветовую гамму, которая не может быть использована в системе своевременных предупреждений о приближении к опасности. Черным цветом, к примеру, могут отображаться контуры буев, координатная сетка, текст, граница опасности, любая изобата и т.д. То же можно сказать и о любом другом цвете, который

система распознает, но идентифицировать не имеет возможности. Таким образом, основным недостатком растровых карт является невозможность их использования в системе сигнализации при приближении к опасному району.

Наличие стандартов системы отображения растровых карт не позволяет одновременно наблюдать на экране карты, изготовленные в различных проекциях. Это представляет определенные трудности для судоводителя и может привести к аварийной ситуации. Подобные случаи не исключены в практике судовождения.

В качестве примера рассмотрим ситуацию при выходе из Котки (рис. 11 и 12) <р = 60°28,0′ N, X = 26°57,0′ Е Переход с карты 1090а (масштаб бумажной карты 1.20000, проекция Transverse Mercator) на карту 1089 (масштаб бумажной карты 1:55000, проекция Mercator) при следовании по створам 266,5° — 86,5° и 296,5° — 116,5° и использование растровых карт вызывает крайне отрицательную реакцию судоводителя, т.к. в подобной ситуации отсутствует возможность просмотра акватории впереди судна при приближении к границе карты. Принудительная загрузка карты более мелкого масштаба (см. рис. 12) тоже недопустима, т.к. на ней отсутствуют буи латеральной и кардинальной систем ограждения.

Незначительное отклонение судна с допустимой осадкой 6,1 м (створ 266,5° — 86,5°) вправо по причине расхождения со встречным судном или при изменении угла дрейфа после смены курса может привести к аварийной ситуации, т.к. опасная изобата 5 м с банкой 4,8 м расположена вплотную (40 — 50 м) к линии створа и не видна на карте 1090а. После автоматической загрузки карты 1089 до опасности, отражающейся только на этой карте, остается немного более 200 м. Учитывая размеры судна и возможность расположения антенны приемоинди-катора в корме, особенно в ночное время (ограждающие буи несветящиеся), аварийная ситуация неизбежна при отклонении вправо Принудительная загрузка карты 1089 после прохождения последней пары буев позволяет

обнаружить опасность за 740 м (4 кб). Для судна, движущегося со скоростью 10 уз, аварийная ситуация может возникнуть через 2 мин Маневр курсом или скоростью невозможен. Ситуация осложняется по причине

расположения створных огней по корме судна и сложности отслеживания их видимости. Обнаруженный недостаток растровых карт явился причиной проведения анализа и выявления аналогичных ситуаций в других районах Балтийского моря:

— район Oregrund-(p=60°2I,7’N 1= 18°23,5’Е карты 316% и 3169; — район Balson — <р = 6F44,0’N X = 17°30,5’Е карты 70а и 2296;

— подход к Kemi — <р = 65°38,5’N Я = 24°20,0’Е карты 2303а и 2302.

Значительным неудобством является и то обстоятельство, что стыкующаяся информация карт разного масштаба очень трудно читается, т.к. на экране судоводитель вынужден отображать их в одном масштабе. Восточное побережье США имеет много районов стыкующихся карт с масштабами 1:80 000 и 1:500 000. При загрузке карт в масштабе оригинала одной вторая карта может быть очень «сжата» или «растянута», что представляет трудность для чтения.

Плавание в районах рек также затруднено, т.к. бумажные карты обычно имеют ориентацию не на север, а произвольную, т.е. при их печати используют «косую» сетку. При сканировании этих карт ориентация остается, а при отображении в ECDIS все карты ориентированы строго на север (или по курсу), что разворачивает текст, не позволяя его читать на экране. Здесь же может наблюдаться и стыковка карт различного масштаба.

Как известно, растровые карты занимают большой объем памяти, что вызывает определенные трудности для их хранения и приводит к перезагрузке экрана в некоторых картографических системах.

Отмеченные наиболее существенные недостатки подчеркивают ограничения картографических систем RCDS, являющиеся причиной продолжающихся дискуссий на международном уровне при рассмотрении вопросов альтернативности электронных карт их бумажным аналогам.

2.8. Национальные технико-эксплуатационные

требования, предъявляемые к ECS	‘-
Активное участие в разработке	требований к оборудованию ECS принимает RTCM. К этим

системам предъявляются национальные требования, выполнение которых должно быть подтверждено национальным сертификационным обществом. В Российской Федерации это Российский Морской Регистр Судоходства. Ниже приводятся основные технико-эксплуатационные требования (ТЭТ), предъявляемые к ECS, устанавливаемым на российских судах.

/. Отключение питания.

В системе должно быть предусмотрено восстановление работы с сохранением всей ранее содержащейся информации при отключении основного питания системы не более чем на 45 с.

■’ *.* ■-. ‘л 2. Отображение информации:

а) возможность удаления информации с экрана; б) масштабы карт должны быть от 1:10000 до 1:50000000’с возможностью перехода от одного к другому;

в) перечень выводимых на экран данных о плавании; г) возможность ориентации на север;

д)	ECS должна иметь минимум два набора цветов (дневной и ночной).
• ■■■■.■ . ■:■
3.	Корректура.

Должна указываться дата последней корректуры. Наносится в автоматическом и ручном режиме. Цвет — оранжевый.

4. Оповещения и предупреждения:

а) информация о несоответствии масштаба изображения масштабу базы данных; б) два режима работы: навигация и планирование; в) сигналы тревог:

—сбой в работе приемоиндикатора;

—предел отклонения от курса, линии пути;

—заданная дистанция до точки поворота;

—заданная дистанция до опасного района. 5. Дополнительная информация на экране’

а) совпадение масштабов и ориентации Radar и VNC;

б) на экран карты можно выводить и убирать радиолокационную информацию, включая информацию о целях.

6. Требования к дисплею:

а) высота букв и цифровых знаков должна быть не менее 2 мм; б) размеры символов при изменении масштаба должны оставаться неизменными;

в)	диагональ изображения должна быть не менее 300 мм с разрешением 640 х 480 пикселей.
7.	Рабочие режимы.
а) должно быть два режима — навигация и планирование;
б) в памяти должно храниться минимум 10 маршрутов по 100 точек;
в)	данные координирования выводятся на экран каждые 5 с с задержкой, не превышающей 2 с;

г) в памяти должна оставаться информация о 30 мин плавания или шести пройденных милях. На экране должна оставаться траектория с отображением одной точки за 30 с или через 0,1 милю; д) данные о месте положения архивируются с интервалом, не превышающим 60 мин.

8. Точность вычислений:

а) расстояния — наиболее высокая из следующих:

—1 метр при дистанции до 1000 м;

—D /1 000 при дистанции более 1000 м; б) пеленга — 0,1 °,

в) точность снятия с бумажной карты для нанесения на электронную:

—линейных объектов (берега, изобаты) — 1 мм;

—точечных объектов (буи, маяки) — 0,5 мм.

9 Время перестроения экрана не должно превышать 5 с В технико-эксплуатационных требованиях определено содержание базы данных, включая требования к стандартному дисплею — всё то, что должно обязательно отражаться на экране: береговая линия, осушки, обязательные изобаты до 30 м, опасности и т.д. Также в ТЭТ определены требования к дополнительной базе данных: паромным переправам, подводным кабелям, трубопроводам и т.д.

3. КОРРЕКТУРА НАВИГАЦИОННОГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Активное внедрение в практику судовождения электронных картографических систем требует автоматизации решения вопросов корректуры и разработки требований к ручной электронной корректуре электронных навигационных карт. Одним из основных ограничений картографических систем является особенность нанесения ручной электронной корректуры по информации, предназначенной для бумажных карт. Информация о нормативной базе и особенностях решения подобных задач приведена в этой главе.

3.1. Международные требования к корректуре

электронных карт, используемых в электронных картографических системах ECDIS 3.1.1. Основные положения

Векторные электронные карты представляют базу данных по нави-гационно-гидрографической обстановке в определенном районе. Их границы могут совпадать с границами бумажных карт. Корректура векторных электронных навигационных карт в ECDIS или ECS и растровых электронных навигационных карт в RCDS может выполняться на основании различных источников информации, включая Извещения мореплавателям (ИМ), выпущенные для корректуры бумажных карт.

Наибольшее внимание уделяется работе с ECDIS. Требования к работе с ECDIS изложены в Международных конвенциях SOLAS-74 и STCW-78 с поправками 1995 г. Основные положения о подготовке специалистов, работающих с ECDIS, отражены в модельном курсе IMO 1.27 «Использование электронных карт и информационных систем ECDIS», 2000 г.

Требования к корректуре ENC в ECDIS более высокие и имеют стандартизированный подход. Основными документами, определяющими корректуру электронных карт в ECDIS, являются Стандарт ШО S57 и издание IHO S52 «Стандарт содержания карт и отображения в ECDIS». Обобщенные результаты нашли отражение в Резолюции IMO А.817(19) «Эксплуатационные требования к электронным картографическим навигационным информационным системам

(ECDIS)».

Согласно стандарту S57, вся информация о навигационной обстановке хранится в векторной форме, т.к. векторное представление дает существенную экономию объема памяти для хранения карты и при этом требуется минимальное время для перестроения карты на экране. В стандарте S57 рассматривается механизм корректуры данных, позволяющий корректировать отдельные составляющие данных.

Наибольшее внимание практическим вопросам корректуры официальных ENC уделено в документе S52, содержащемся в прил. 1 «Руководства по корректуре ENC». Основные требования по корректуре официальных ENC судовой ECDIS изложены в Резолюции IMO А.817 (19). В ECDIS должна фиксироваться запись корректурной информации и время ввода данных в SENC. Записи корректуры должны быть по каждой ENC и оставаться до момента ее переиздания. Судоводитель должен иметь возможность выводить на экран текст корректурного материала для возможной проверки правильности исправлений и изменения даты последней корректуры.

Координация действий по распространению ENC и корректурной информации осуществляется специальным комитетом IHO по мировой базе данных электронных навигационных карт — WEND. Хранение и распространение информации по обеспечению судов официальными ENC и корректурой для них выполняет Региональный Координационный центр — RENC через

дистрибьюторскую сеть.

Требования официальных документов по корректуре ENC приведены в п. 3.1.2. Учитывая имеющиеся проблемы внедрения ECDIS, эти требования в настоящее время выполняются не полностью, возможна их периодическая корректировка и внесение дополнений. Корректурный сервис ENC сейчас поддерживается только частично по причине формирования WENDструктуры, возникновения новых RENC и их дистрибью-торной сети. Для внедрения некоторых требований необходимы дополнительные технические решения. Перечисленные проблемы не являются причиной отказа от внедрения ECDIS на судах. Наличие сертификата одобрения типа на оборудование ECDIS подразумевает возможность его использования на судне в качестве конвенционного с последующим принятием и отображением электронной корректуры в полуавтоматическом и ручном режимах, что соответствует требованиям стандартов IEC.

3.1.2. Требования ШО S52 «Руководство по корректуре ENC»

Основные положения руководства определяют требования к корректуре и сервису распространения корректурной информации. Официальная корректура ШО должна отличаться от местной, выпущенной портовыми властями, a ECDIS минимальной способности должна отражать различные методы корректуры.

Руководство определяет следующие категории сервиса.

1.Сервис по расписанию — сервис корректуры в определенные интервалы времени, заранее известные отправителю и получателю.

2.Сервис по требованию — любой сервис корректуры, выраженный требованием индивидуального пользователя, т.е. передача корректуры по запросу пользователя.

3.Чрезвычайный сервис — любая передача корректуры, не использующая регулярное расписание и содержащая срочную информацию, касающуюся ENC.

Методы корректуры подразделяются на различные категории. «

1.Категории применения.

— Ручная корректура — основана на неформатированной информации корректуры (ИМ, передача голосом по радио и т.д.). Корректурная информация должна вводиться в структурированной форме, соответствующей стандарту ECDIS.

Производство ручной корректуры осуществляется с помощью графического редактора, имеющегося в электронной картографической системе. Создаваемые судоводителем корректурные файлы нумеруются и хранятся в определенной последовательности. Обычно информация последующих файлов включает информацию предыдущих. Это позволяет периодически уничтожать предыдущие файлы. При наложении информации корректурного файла на основную карту можно на экране монитора наблюдать откорректированную карту. Основной особенностью является то, что отображение основной карты будет отличаться от отображения внесенной корректурной информации.

— Автоматическая корректура — процесс корректуры, при котором информация корректуры воспринимается в SENC без вмешательства оператора.

Автоматическая корректура может быть разбита на два подкласса.

— Полная автоматическая корректура — метод корректуры, при котором данные корректуры достигают ECDIS напрямую от дистрибьютора, без какого-либо вмешательства человека. Это может быть достигнуто через передачу по радио в автоматическом режиме. Следуя процедурам подтверждения или приема, ECDIS автоматически производит корректуру SENC. Судоводитель при этом не предпринимает никаких действий, а только отслеживает дату последней корректуры карт судовой коллекции, убеждаясь в том, что корректура прошла и карты откорректированы.

— Полуавтоматическая корректура — метод корректуры, требующий вмешательства человека для установления связи между техниче-

скими средствами, используемыми для передачи информации по корректуре, и ECDIS. Следуя процедурам подтверждения или приема, ECDIS автоматически производит корректуру в SENC. В таких случаях судоводитель вынужден предпринимать определенные действия для корректуры судовой коллекции карт.

Как правило, информацию о корректуре можно получить, используя сеть Интернет и имея доступ к корректурным файлам карт судовой коллекции на сайте официального дистрибьютора корректуры посредством заключения договора между дистрибьютором и судовладельцем.

Откорректировать карты можно также, заказав через агента или представителя компании в порту диск CD с обновленной коллекцией карт или дискету с набором корректурных файлов судовой коллекции электронных карт. Информация с дискеты позволяет изменять состояние ENC. Карты с диска CD полностью заменяют коллекцию карт на откорректированную. Периодичность издания новых дисков CD обычно составляет 3 месяца.

Источник

Подборка по базе: история спб.docx, Отчисления на общие нужды АП СПб для адвокатов, принятых в члены, Ежемесячные обязательные отчисления на общие нужды АП СПб.pdf, Берков В.Ф. Логика_ Курс лекций.doc, Курсовая Адм.docx, презентация адм.право.pptx, Легкая атлетика. Курс лекций.doc, характеристика спб.docx, Скрипник Д.А. Обеспечение безопасности персональных данных. Курс, [bookap.info] Хилько. Возрастная психология_ конспект лекций.rtf

3. WEND, представляющая собой систему IHO как кооперацию отдельных RENC.
4. RENC, согласно определению WEND, обеспечивающая корректурную поддержку карт данного региона.
По вопросам официальных ENC и их корректуры WEND руководствуется следующими положениями.
/. Право собственности и ответственность: а) каждое государство-член WEND несет ответственность за производство цифровых данных и их последующую корректуру в водах национальной юрисдикции; б) каждое государство-член WEND отвечает за происхождение и обоснованность данных; в) правовая ответственность должна быть разделена всеми участниками.
2. Координация и сотрудничество.
Соседние государства-члены WEND должны поддерживать сотрудничество в пограничных зонах.
3. Стандарты и качество управления: а) вся деятельность должна соответствовать стандартам качества ISO; б) общение между государствами должно соответствовать всем подходящим IHO и IMO стандартам и критериям.
4. Распространение: а) распространение продукции может проводиться отдельными уполномоченными структурами; б) издаваемые данные должны быть защищены маркой или печатью соответствующей ГО.
5. Корректура: а) для корректуры должны применяться технически и экономически эффективные решения; б) национальные ГО, поставляющие исходные данные, обязаны своевременно сообщать издающим организациям необходимую корректурную информацию; в) издающие ГО отвечают за обеспечение мореплавателей корректурной информацией для
ENC; г) корректурная информация для данных по ENC больших районов должна быть доступна во всем мире.
2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ
В ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
2.1. Категории информации, отображаемой на дисплее
В соответствии с требованиями международной морской и гидрографической организаций к картографическим системам класса ECD1S, вся информация, которую можно выводить на дисплей, подразделяется на три категории.
1. Базовая, где отображается основная информация слоев, выклю- чение которых невозможно ни при каких обстоятельствах. Такой информацией является:
— береговая черта;
— изобаты и опасности с глубиной меньше, чем указанные ранее в ECDIS для данного судна;
— надводные опасности, включающие линии электропередач и мосты, буи, знаки, которые могут или не могут использоваться для навигации;
— системы установленных путей.
2. Стандартная, включающая наличие следующих слоев:
— все слои базовой информации;
— осушки;
— границы фарватеров и каналов;
— береговые средства навигационного оборудования, радиолокационные ориентиры;

— районы с особыми условиями плавания;
— предупреждения.
3. Полная, где слои стандартной информации дополнены всей имеющейся на карте информацией.
Фиксирование информации с дисплея удобно при решении различных навигационных задач, когда избыток информации может мешать выполнению этой задачи (приближенное составление маршрута перехода).
В системах ECS обычно используется аналогичный подход к фиксированию отображения информации.
2.2. Технология изготовления векторных электронных карт
Как отмечалось ранее, гл. V Конвенции SOLAS подтверждает возможность использования электронных баз по навигационной гидрографической обстановке в качестве альтернативы бумажным картам. Это принципиально меняет стереотип мышления судоводителей, привыкших при решении вопросов безопасности судовождения работать с бумажными картами. Подобные базы данных представляют структурированную информацию по конкретному району, которая может быть преобразована в SENC и отображена на экране монитора. Навигационно- гидрографические базы данных могут создаваться официальными ГО или уполномоченными на подобную деятельность организациями.
Требования к официальным базам данных являются для всех открытыми и изложены в руководящих документах IHO. Они выполняются всеми официальными ГО, изготавливающими электронные карты.
Для неофициальных ГО, представляемых коммерческими компаниями, основным руководящим документом является стандарт ECS Database Standard ISO 19379, в котором отражены требования к технологии и качеству электронных карт, используемых в ECS.
Такие компании представляют информацию с использованием своего внутреннего формата, доступ к которому может быть ограничен для фирм-производителей картографических систем.
Однако неофициальность этих карт не позволяет использовать их вместо бумажных. Практика судовождения подтверждает высокую эффективнось применения таких карт в оборудовании ECS и ECDIS в качестве вспомогательных. Большинство картографических систем имеют возможности их отображения и использования в единой коллекции одновременно с официальными ENC.
Растровые электронные карты отображаются в картографических системах, представляя собой наборы файлов, систематизированные по принципу привязки к координатной сетке.
При работе с неофициальными базами данных (электронными картами коммерческих компаний) необходимым условием является распознавание внутреннего формата, допуск к которому происходит на уело- виях договоренности между производителями оборудования и неофициальных баз данных.
Многих судоводителей, не претендующих на оборудование ECDIS как конвенционное, вполне удовлетворяет работа с неофициальными каргами, если технология их изготовления и качество отвечают требованиям Международного стандарта ISO.
Технология изготовления векторных карт представляет процесс, включающий автоматизированную обработку информации и одновременный контроль ее профессиональными инженерами-гидрографами для предоставления конечного продукта пользователю. В этом процессе можно выделить несколько этапов, которые являются обязательными. Электронная карта может быть получена на основе использования информации бумажной карты или электронной базы данных, находящейся в архиве. Современная технология позволяет получить электронную карту одновременно с ведением промерных работ на судне.
В настоящее время активно используется технология изготовления электронных карт по информации имеющихся бумажных. Первичный этап включает сканирование бумажной карты и получение растрового образа, т.е. файла рисунка этой карты. Последующая обработка пред- полагает векторизацию оператором полученной растровой карты с помощью специальной программы.
Первоначально создается файл пустой электронной карты с параметрами координат углов, соответствующими углам растровой карты, указываются система координат (эллипсоид) и проекция бумажной (растровой) карты.
После привязки углов растровой карты в координаты образовавшейся пустой электронной устанавливается определенный уровень контрастности и видимость растровой карты в определенной тональности (палитре). Оператор в рекомендованной последовательности выбирает объекты цифрования, которым будет присваиваться определенный код. Все объекты карты можно разделить на следующие виды:

— площадные (берега, районы якорных стоянок, районы закрытые и ограниченные для плавания, заповедники и т.д.);
— точечные (скалы, навигационные ориентиры, буи, маяки и т.д.);
— линейные (пирсы, свайные преграды, рыболовные сети и т.д.);
— справочная информация (информация о проекции, системе координат, требования портовых властей, выдержки из лоции и т.д.).
При фиксировании точечных объектов происходит запоминание координат этой точки и кода, по которому он будет распознаваться картографической системой впоследствии.
Линейные объекты векторизуются программой, позволяющей распознавать точки растровой карты. Так, программным способом образуется линия с точками, закодированными определенным образом. Площадные объекты представляются в виде замкнутого контура с автоматическим кодированием всех точек внутри него.
Справочная информация может относиться ко всей карте (проекция и система координат), группе объектов (условия движения судов внутри портовых вод) или иметь пояснительный характер описания отдельных точек, отражаемых на карте (места якорных стоянок).
Кодированные таким образом объекты бумажной карты представляют векторизованную базу данных, которая может обрабатываться, распознаваться и отображаться в картографической системе.
2.3. Использование официальных векторных электронных карт
В соответствии с новыми требованиями гл. V Конвенции SOLAS-74 на судне может быть использовано конвенционное оборудование ECDIS. Судоводитель может работать без бумажных карт при наличии резервного комплекта ECDIS и официальных ENC на район плавания, откорректированных на уровень современности.
Морские администрации государств вправе вносить поправки по обязательному оснащению своих судов, имеющих на борту ECDIS, дополнительной коллекцией бумажных.
Официальными ENC являются карты, изготовленные официальной ГО или уполномоченной ею организацией. Они должны быть выполнены в соответствии со стандартом ШО S57 после 1996 г., кото- рый называется «Стандарт передачи IHO цифровых гидрографических данных». Официальные
ENC, изготовленные в соответствии с этим стандартом, имеют версию 3 (1996 г.) и выше — S57(3),
S57(3.1), … — позднее 1996 г. Все другие электронные карты, выпущенные официальными ГО ранее по стандарту S57 или выпускаемые в настоящее время различными коммерческими структурами, не имеют статуса официальных.
Некоторые официальные ГО изготавливают растровые карты RNC, которые также называются официальными RNC и могут отображаться в ECDIS и ECS, но не могут заменять официальные
ENC. Только в системе ECDIS откорректированная официальная электронная карта может заменять бумажную.
Единицей распространения векторной электронной карты является ячейка, представляющая базу данных по навигационно-гидрогра-фической обстановке на определенный географический район.
Она ограничена двумя параллелями и двумя меридианами. Нарезка ячеек может отличаться от традиционной нарезки бумажных карт. Обновление и дополнение коллекции официальных карт осуществляется средствами картографической системы с помощью встроенной программы, предназначенной для этой цели.
Обязательным требованием для дополнения коллекции официальных карт является процедура конвертирования их в SENC с помощью специальной программы. Описание работы с программой обычно приводится в руководстве пользователю или отдельном руководстве работы с утилитами.
Корректура ENC, как правило, производится при помощи той же программы.
В настоящее время некоторые фирмы, имеющие одобренный сертификат на дистрибуцию SENC, могут конвертировать официальные карты в SENC конкретного производителя ECDIS и распространять уже готовые для отображения карты. Эта процедура, проводимая на берегу, сокращает трудозатраты судоводителя в море, уменьшает вероятность допуска ошибок и позволяет формировать заказ на электронные карты от различных производителей. Она не требует обработки заказов в море от разных поставщиков информации.
Работа судоводителя с ECDIS при отображении ENC требует обобщенных знаний цифрования электронных карт, которые могут отличаться от требозаний к цифрованию неофициальных карт.
Все картографические объекты разделены на классы, каждый из которых имеет набор атрибутов.
Эта информация последовательно может выводиться на экран по запросу судоводителя. На рис. 3 показан пример описания маяка. Форма представления информации может отличаться у различных фирм-производителей ECDIS.

Рис 3 Описание маяка официальной карты
Площадные объекты официальной карты, включая диапазоны глубин между соседними изобатами, выделяются замкнутым контуром и описываются в аналогичном текстовом виде. На рис. 4 выделена площадь района ограниченного плавания. Интересуемый район всегда обводится контуром и пояснения к нему могут даваться на национальном языке, что позволяет расширять круг пользователей этих карт.
Рис 4 Описание площадного объекта ограничения плавания на официальной карте

На рис. 5 выделяется точечный объект опасности и дается его описание Символ опасности, находящейся в указанном судоводителем диапазоне опасных глубин, отличается от принятого условного обозначения, на что пользователь вынужден акцентировать свое внимание
Пояснительная часть включает информацию об особенностях опасности и значении глубины, на которой она находится.
Выводимая на экран информация по карте содержит важные для судоводителя данные о номере, производителе, дате последней корректуры и т д Эти данные представлены на рис 6
Пояснительная часть включает информацию об особенностях опасности и значении глубины, на которой она находится
Рис 5 Описание точечного объекта опасности на официальной карте
Представленная информация может явиться причиной необходимости более детального изучения данных по корректуре, срокам выхода нового издания, необходимости своевременной заявки на дополнительные карты в данном районе плавания и т д
2.4. Использование неофициальных векторных электронных карт
Электронные карты, изготовленные коммерческими компаниями, могут преобразовываться в
SENC ECDIS и ECS и отображаться на экране В этом случае они не могут заменить бумажные карты
Векторные карты для ECS могут изготавливаться любыми организациями В 2003 г опубликован
ECS Database Standard ISO 19379, который определяет требования к информативности и точности неофициальных электронных карт Этот документ подтверждает повышение требований к электронной картографической продукции, используемой на судах в качестве вспомогательной информации

Рис 6 Информация об официальной карте
Оборудование ECS не является конвенционным, однако очень эффективно используется на судах, представляя дополнительное средство контроля местоположения судна при приближении к опасностям и решении различных навигационных задач
Практическое отличие программного обеспечения ECS от ECDIS может быть очень незначительным и обычно заключается только в перечне спектра решаемых задач У фирм, предлагающих ECS и ECDIS оборудование, обычно используется типовое программное обеспечение Это дает возможность судовладельцу производить переинсталляцию судовой картографической системы и заменять системы более низкого Уровня системами более высокого уровня с соответствующим измене- нием статуса оборудования и документации на него. Важным условием является выполнение требований сертификационных организаций к компьютерной технике и размещению ее на судне.
С помощью оборудования ECS судоводитель имеет возможность решать практически все основные навигационные задачи, что многих вполне устраивает. Цены на оборудование ECS, стоимость коллекции электронных карт, корректуру к ним и сервисную поддержку оборудования устанавливает производитель и они могут быть значительно ниже, чем для оборудования ECDIS, что порой является важным для судовладельца.
Как отмечалось, векторные электронные карты, изготовленные коммерческими компаниями, являются только информационными и не могут заменять бумажные карты. Однако многие судоводители используют их значительно эффективнее, чем имеющиеся на этот же район официальные. Это вызвано тем, что графика представления информации по объектам и окружающей обстановке может быть более наглядна и удобна для решения вопросов безопасности судовождения. Обработка подобной информации не требует дополнительных затрат времени.
Кроме того, много информации на официальных картах остается невостребованной.
Изготавливая неофициальные карты во внутреннем формате, присущем только конкретной фирме, производители сами принимают решение о виде их представления на экране, использовании цветовой гаммы, библиотеке отображаемых символов, последовательности и уровне

насыщенности информацией объектов карты. Обычно уровень качества этой работы, контролируемой профессиональными гидрографами, является высоким. Результаты анализа показывают, что такая продукция на флоте в картографических системах в настоящее время более востребована. В этих электронных картах может быть не только упрощенная информация, но и наоборот — информация, которая не предусмотрена для официальных карт, но часто используется в международной практике судовождения. Так, например, на большинстве судов есть адмиралтейская коллекция огней и знаков, но в официальных картах отсутствуют требования по фиксированию номеров маяков соглас- но этому пособию и иногда очень трудно сверить по книге фактическое состояние огня маяка с его характеристиками. У большинства фирм, производящих неофициальные электронные карты, эта информация присутствует, что часто является важным и востребованным при решении спорных и неопределенных вопросов. Особенно актуальным это может быть при ограничении времени для принятия решения. Как отмечалось, ECS может отображать официальные и неофициальные карты и использовать данную информацию только как вспомогательную. На судне при этом должна быть бумажная карта. Учитывая тот факт, что судовая коллекция электронных карт ECS может состоять из набора официальных и неофициальных карт, судоводитель подчас испытывает трудности в целостном восприятии информации этих карт, т.к. используемая библиотека символов может существенно отличаться. Для получения единообразия коллекции электронных карт
(получения всех карт одного формата) сервис некоторых фирм позволяет производить кон- вертирование официальных карт средствами самой системы, т.е. преобразовывать их в другой внутренний формат. Эту процедуру судоводитель может осуществлять на борту судна с использованием встроенной программы конвертирования.
На рис. 7 приведен участок официальной карты. Результаты ее конвертирования отражены на рис.
8, где официальная карта отображена в формате ТХ97 и не имеет статуса официальной. Внешний вид одного участка карты разных форматов отличается. Учитывая требования по отображению атрибутов объекта официальных карт, на рис. 7 представлена только часть информации по маяку.
Неофициальные карты изготавливаются отдельно по технологии фирмы-производителя, но имеют практически такой же конечный вид, как участок карты рис. 8. У судоводителя не возникает проблем при переходе с неофициальной карты на ее продолжение, полученное после конвертирования официальной карты. При технологии производства неофициальных карт добавляется «Int.number» и примечание пишется по усмотрению инженера-составителя. В примечании может быть указана дополнительная информация об оборудовании, установленном на маяке. Подобная информация представляется в минимизи- рованном виде, что обычно вполне устраивает судоводителей с точки зрения ее восприятия

Источник

Наверняка читающему эти строки знакомы оба типа карт, векторные и растровые, и их изображения. Если отличия элементарных изображений в той и другой технологиях заметны сразу, то при просмотре изображений карт определить, к какому типу относятся электронные карты, не столь просто.

Какие бывают электронные карты, векторные и растровые карты, свойства и отличия.

Внешне векторные и растровые электронные карты могут выглядеть совершенно одинаково. Те же контура и линии, названия объектов и залитые цветом пространства суши и акваторий. Но стоит существенно изменить масштаб изображений, как картина радикально преобразится. На растровой карте появляется размытость линий и прочие дефекты. Обычно возникающие при сканировании изображений и фотографировании цифровой камерой с низким разрешением. А что же происходит при изменении масштаба на векторной карте, отображаемой соответствующей картографической программой?

Во-первых, появляются новые детали иобъекты нанесенные на электронные карты. Которых при мелком масштабе не было, потому что они находятся на другом информационном слое карты. Конечно, все линии и контуры остались. Но, как говорится, и это не все. При наведении курсора на объект всплывает окно с четким названием объекта и его характеристиками. Процесс этот, получивший название идентификации или опознавания объекта, очень важен для навигационного использования карты. Каждый объект векторной карты и его атрибуты имеют определенные коды, на которые соответствующим адекватным образом должна реагировать навигационная система при ее использовании.

На такие электронные карты может размещаться и привязываться к географическим координатам дополнительная информация, которой изначально не было на исходной бумажной карте. Например, о приливах, течениях, портах, прогнозе погоды и так далее. Иными словами, данные, связанные с электронной векторной картой, образуют картографическую и информационную базу данных, существенно расширяющую возможности автоматизации навигации в целом. Только в векторных картах возможна разгрузка карты от изображений некоторых физических объектов, не влияющих на безопасность движения. Благодаря чему карта становится наглядной и хорошо читаемой.

Растровая же карта является в большой степени просто «картинкой». Безусловно, полезной для наблюдения окружающей обстановки, но этим все ее достоинства и возможности исчерпываются. Диапазон ее масштабирования очень узок. Конечно, растровую карту можно использовать для навигации, пометив на ней текущее местоположение. Но ряд важных навигационных задач, таких например как выработка предупреждений при приближении к опасностям, решить в системах, использующих растровую карту невозможно. Затруднена стыковка растровых карт разных масштабов и преобразование проекций и так далее. Им присущи существенные ограничения по настройке отображения на экране. Так, в них невозможно изменить информационную нагрузку карты и получить приемлемую с эргономической точки зрения дневную и вечернюю палитру цветов.

Векторная карта с изменением масштаба в широких пределах позволяет реализовать динамическую электронную навигацию с выдачей пользователю многих текущих автоматических предупреждений, например, при подходе к опасности или достижении пункта назначения. В системах с векторными картами имеется уникальная функция предупреждения судоводителя об опасном курсе и вычислении безопасных курсовых секторов. Именно благодаря широким функциональным возможностям векторных карт в настоящее время все современные навигационные системы используют только их. За новые возможности векторных электронных карт приходится расплачиваться сложностью логической структуры их данных и возросшей трудоемкостью создания векторных карт.

Если получение растровой карты путем ее сканирования доступно массовому пользователю, то создание векторных карт осуществляется профессионалами: картографами, гидрографами и программистами. Поскольку первым историческим носителем в недалеком прошлом всех картографических данных являлись бумажные карты, то электронные карты создаются, как правило, на их основе как электронные версии. Но это не электронные копии бумажных карт, поскольку в электронные карты включается дополнительная информация из разных источников. При создании электронных карт используются сканирование и оцифровка бумажных карт с последующей полуавтоматической обработкой.

В связи с высокой трудоемкостью производства электронных карт, создание коллекции карт на всю сухопутную территорию и Мирового океана пока далеко от завершения. В качестве примера рассмотрим элементы технологии создания морских электронных карт компании С-МАР. Исходный фрагмент морской растровой карты приведен ниже, там показан первый этап процесса, когда скопированы лишь береговая черта и линии рекомендованных путей.

Затем создаются индивидуальные слои для других объектов, например для буев и отметок глубин. Выделяется отдельный слой для контуров глубин (изобат), непрерывные контуры глубин заливаются цветным оттенком. Вводится и привязывается к объектам текстовая информация, например характеристики средств навигационного оборудования.

Специальный слой создается для портовой информации, другой слой для информации о приливах. В итоге получается окончательная карта, в черно-белом цвете представленная на рисунке ниже.

Надо отметить, что С-МАР поддерживает свою коллекцию электронных карт регулярной корректурой, которая без дополнительной оплаты поставляется всем подписчикам по различным каналам связи в любое время суток.

По материалам книги Все о GPS-навигаторах.
Найман В.С., Самойлов А.Е., Ильин Н.Р., Шейнис А.И.

Источник

Электронные карты

В общем плане под электронной картой — ЭК (electronic chart -ЕС) — понимается изображение определенного района Земли в условном виде на экране дисплея или набор данных для построения этого изображения.

Классификация электронных карт

При рассмотрении вопросов использования ЭК применяется их классификация по различным признакам.

В зависимости от полноты информации, представляемой на карте, ЭК разделяют на полномерные и упрощенные (стилизованные). По нагрузке полномерные навигационные ЭК равноценны официальным бумажным навигационным картам и содержат всю картографическую информацию, необходимую для безопасного и эффективного судовождения.

Нагрузка упрощенных электронных карт недостаточна для целей безопасного плавания. Для использования полномерных карт требуются обладающие широкими возможностями средства хранения и отображения информации, которыми ряд автоматизированных навигационных систем не обладает. В таких системах могут использоваться ЭК в упрощенном виде, который позволяет реализовывать имеемая аппаратура. Схематическое изображение на экране дисплея местности в определенной проекции, не эквивалентное бумажной навигационной карте и не удовлетворяющее требованиям к безопасности мореплавания, обычно называется упрощенной (стилизованной) электронной картой.

Упрощенные ЭК получаются самыми разными способами. Для ввода с бумажных карт в память ЭВМ данных для стилизованных карт в ряде автоматизированных навигационных систем используются специальные кодирующие планшеты — дигитайзеры (chart digitizer).

В зависимости от метода цифрового представления информации карты ЭК делят на растровые и векторные.

В растровых картах (Rastr electronic navigational chart — RNC) используется метод цифрового представления изображения карты в виде матрицы точек (пикселей). При таком представлении карты сведений об отдельных картографических объектах в памяти нет. Исходной для получения данных растровых карт служит информация официальных бумажных карт. Растровые карты получаются сканированием основы и раздельно цветного изображения бумажных карт. За основу растровых ЭК приняты печатные платы для обычных бумажных карт. Снятая с основы карта является копией бумажной. Сканерная технология производства растровых карт обеспечила в начале 90-х годов быстрое производство мировой коллекции этих карт.

В векторных ЭК (Vector electronic navigational chart -VENC) применяется метод цифрового представления элементов карты с помощью точек, линий, контуров, заданных своими координатами и соответствующим кодом. При таком методе представления информация карты хранится в памяти в виде последовательности записей, характеризующих каждый имеемый на карте картографический объект. Картографическим объектом (КО) называется реальный объект или явление, изображаемое на карте в условном виде; или описание или группа описаний картографических характеристик реального объекта или явления в цифровом виде для отображения его на ЭК.

Все объекты векторной электронной карты обычно распределяются по определенным тематическим уровням, называемых слоями карты. Такими слоями, например, могут быть: навигационные средства, глубины, качество данных, характеристики и т.д. Разделение нагрузки карты на слои позволяет системе, отображающей ЭК, управлять видимостью этих слоев.

Количество информационных слоев векторной ЭК может быть различным. Требуется их иметь, по крайней мере, три: базовая информация, дополнение базовой информации до стандартной, вся другая информация. Выделение таких слоев позволяет определить три вида нагрузки карты: базовую, стандартную и полную.

Базовая нагрузка — означает уровень информации карты, который не может быть удален с дисплея. Она содержит информацию, которая требуется всегда, во всех географических районах и при любых обстоятельствах. Это не означает, что ее достаточно для безопасного судовождения. Базовая нагрузка включает: береговую черту (для полной воды); выбранную капитаном для собственного судна безопасную изобату; в ограниченной безопасной изобатой области отдельные подводные опасности с глубинами, меньшими безопасной; в пределах этой же области отдельные опасности, такие как мосты, линии электропередачи, включая буи и знаки, которые используются или не используются как средства навигации; системы движения; масштаб; вид ориентации карты и режим дисплея; единицы глубин и высот.

Стандартная нагрузка — это минимальный набор данных, обеспечивающих безопасность при прокладке и планировании пути. Стандартная нагрузка включает базовую, а также линии осыхания, стационарные и плавучие средства навигации, границы фарватеров, каналов, приметные визуальные и радиолокационные объекты, запретные и ограниченные районы, и некоторые другие сведения.

Полная нагрузка состоит из стандартной и всей другой информации. Вся другая информация включает: значения глубин, подводные кабели и трубопроводы, маршруты паромов, детали всех отдельных опасностей, детали навигационных средств, содержание предупреждений мореплавателям, дату издания ЭК, горизонтальный геодезический датум, ноль глубин, магнитное склонение, географические названия и т.д.

Изображение векторной карты получается путем преобразования цифровых данных картографических объектов в графическое изображение карты. Построение элементов карты производится с помощью точек, прямых линий (векторов), ломаных линий и контуров по координатам точек, представляющих метрику картографических объектов.

Векторные ЭК до недавнего времени создавались в основном путем съема их цифровых данных с бумажных карт с помощью дигитайзерных технологий. В этих технологиях значительное место занимает ручной труд, что приводило к существенным затратам времени на производство векторных карт. В результате долгое время не было полной коллекции векторных карт на весь Мировой океан. В настоящее время для производства векторных карт созданы современные автоматические сканерные технологии, выполняющие «векторизацию» бумажной карты в требуемом формате и контроль качества получаемых данных. В результате скорость создания векторных электронных карт значительно увеличилась.

Кроме официальных бумажных карт, исходной информацией для образования данных векторных ЭК могут служить непосредственно данные геодезической съемки местности, а также результаты аэро и космической фотометрической съемки районов Земли. Это имеет большое значение по следующим причинам:

• Обеспечивается более высокая точность данных карты, так как исходные данные свободны от погрешностей графического их представления на бумажной карте.

• Электронные карты могут создаваться по результатам новых высокоточных съемок местности, не ожидая, когда будут получены по этим результатам бумажные карты.

Дело в том, что съемка многих районов Земли выполнена давно и ее точность не отвечает современным требованиям. Это обстоятельство снижает эффективность спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС и, соответственно, систем с ЭК. Поэтому в настоящее время производятся обширные работы по уточнению положения картографических объектов в системе WGS84 для многих районов Земли. Эта работа рассчитана на несколько лет. Получаемые при выполнении этой работы результаты могут непосредственно использоваться для создания новых высокоточных ЭК.

В зависимости от юридического статуса ЭК подразделяются на официальные и неофициальные карты. Официальными считаются ЭК, выпускаемые государственными гидрографическими организациями. Все другие ЭК относятся к неофициальным картам. Официальные векторные карты, например, создаются Главным управлением навигации и океанографии (ГУНиО) России. Официальные растровые электронные карты (RNC) производятся, например, специальной службой Британского Адмиралтейства (ARCS -Admiralty Raster Chart Strvice), гидрографической службой США (NOAA — National Oceanic and Atmospheric Administration).

В зависимости от вида навигационной системы, в которой ЭК представляются, электронные карты делятся на ecdis-карты и ecs-карты. Ecdis-карты — это официальные векторные электронные навигационные карты, данные которых стандартизованны по содержанию, структуре, действующему формату обмена картографической информацией и полностью удовлетворяют специальным требованиям ИМО и МГО. Они выпускаются для использования с ECDIS. Ecdis-карты в документах ИМО названы Electronic navigational charts — ENC. В основу использования ecdis-карт в судовождении положены следующие принципы:

• точность и полнота ЭК должна быть не ниже бумажных навигационных карт;

• Данные карты и корректуры к ней должны быть представлены в официально принятых ШО стандартных форматах;

• Государственные гидрографические службы должны нести полную ответственность за содержание ЭК и корректур к ним;

• Данные карт и официальных корректур должны храниться в памяти системы в неизменяемом виде;

• размножение, регистрация и распространение ЭК должны соответствовать международным правилам распространения программного обеспечения.

К Ecs-картам относятся: растровые карты, упрощенные ЭК, выпускаемые частными фирмами полномерные векторные ЭК, векторные карты в отличном от действующего формате.

Классификация ЭК в зависимости от масштаба. Как известно, подробность нагрузки карт зависит от их масштаба. Масштаб электронной карты, которому соответствует ее нагрузка, называется оригинальным масштабом ЭК. В зависимости от оригинального масштаба ЭК делятся на:

• карту мира (World) — 1:2500001 и меньше;

• генеральные карты (General) — 1:300001 — 1:2500000;

• прибрежные карты (Coastal) — 1:80001 — 1:300000;

• подходные карты (Approach)- 1:40001 — 1:80000;

• гавани (Harbour)-1:10001-1:40000;

• планы (Plan) -1:10000 и крупнее. Отметим, что традиционно бумажные отечественные навигационные морские карты в зависимости от масштаба подразделяются на следующие виды:

• генеральные — 1:1000000 — 1:5000000;

• путевые — 1:100000 — 1:500000;

• частные — 1:25000 — 1:50000;

• планы — 1:25000 и крупнее.

Классификация ЭК в зависимости от использования в навигационной системе. Среди векторных карт различают основные и системные карты. Основной называют карту, данные которой размещены в отдельном файле, поставляемом государственной или частной организацией. Данные основной карты не могут быть изменены на судне.

Системная электронная карта (System electronic navigational chart — SENC) — это набор данных для отображения откорректированной навигационной карты, представленный во внутреннем формате системы. Он является результатом преобразования системой информации основной ЭК с учетом корректур и данных, добавленных мореплавателем. Это тот набор данных, который составляет дисплейный файл системы для отображения откорректированной навигационной карты и выполнения с ее помощью навигационных функций. SENC может содержать информацию и от дополнительных источников.

Геодезическая основа отсчета координат ЭК

В общем случае объект на карте характеризуется горизонтальными координатами (широта, долгота) и вертикальной координатой (высота или глубина). В основе отсчета горизонтальных координат лежит та или иная геодезическая система, называемая также горизонтальным геодезическим вотумом. Основой для отсчета вертикальных координат служит уровень моря, принимаемый за ноль глубин. Этот уровень называют вертикальным геодезическим датумом либо приливным уровнем.

Горизонтальный геодезический датум (исходная геодезическая дата) включает в себя геодезические координаты исходного пункта опорной геодезической сети, геодезический азимут направления на один из смежных пунктов, определенные астрономическим путем, и высоту геоида в этом пункте над поверхностью принятого референц-эллипсоида. Референц-эллипсоидом называют Земной эллипсоид определенных размеров, являющийся вспомогательной математической поверхностью, к которой относят результаты всех геодезических измерений на поверхности Земли, на которую проектируют все пункты опорной геодезической сети и к которой относят топографические и гидрографические съемки и составляемые по ним карты земной поверхности.

Система координат, полученная в результате уравнивания опорной геодезической сети на референц-эллипсоиде, и представляет собой ту или иную геодезическую систему координат либо горизонтальный геодезический датум. Исходными пунктами геодезических датумов часто являются определенные точки астрономических обсерваторий, геодезические координаты которых широту и долготу определяют путем астрономических наблюдений, освобожденных от влияния уклонения отвеса.

Различают локальные, региональные и всемирные геодезические системы координат. Локальные датумы являются геодезическими системами небольших участков земной поверхности. В качестве примера можно привести датум «Bissau Base North West and Pillar».

Региональные геодезические системы относятся к обширным районам Земли. В качестве примеров таких систем координат можно назвать: Советскую 1942 года (Pulkovo 1942), Европейский датум 1950 года (ED50), Британскую систему 1936 г. Токийский датум. Индийский датум. Новый североамериканский датум 1983 г, (NAD83— New North American Datum of 1983). Следует отметить, что если горизонтальный датум относится к территории государства, то он называется национальным.

Всемирный датум — это геодезическая система координат для всего земного шара. Примерами всемирных датумов являются американские системы WGS72, WGS84 и российская система П390 (SGS90 — Soviet Geocentric Coordinate System 1990).

Создание геодезических систем координат обширных районов земной поверхности зависит от возможностей технических средств, используемых при геодезической съемке. Когда эти средства были только оптическими, опорная геодезическая сеть могла включать только пункты, три из которых в любом месте находятся в зоне прямой видимости. Применение в геодезических работах радиотехнических систем высокой точности, таких как РСВТ, Decca, Hifix и др. дало возможность значительно увеличить расстояние между пунктами. Появление космической техники для точного определения положения на поверхности Земли привело к возможности создания всемирной геодезической системы.

Полученные до 1930 года горизонтальные геодезические датумы были локальными. С 1930 и до 1950 года в разных странах были проведены обширные геодезические работы по созданию региональных датумов. Начиная с пятидесятых годов, региональные геодезические системы стали не удовлетворять целям применения появившегося в те годы вооружения, которое требовало геодезическую систему отсчета мирового масштаба. Появление навигационной спутниковой системы «Транзит» позволило в I960 г. Министерству Обороны США создать путем объединения на основе спутниковых наблюдений различных региональных геодезических сетей Мировую геодезическую систему (Word Geodetic System of 1960 — WGS60). Эта система уточнялась в 1966, 1972, 1984 году. В настоящее время используется система координат WGS84, которая получила широкое распространение во всем мире. Она совпадает с NAD83. Большая а и малая b полуоси референц-эллипсоида WGS84 соответственно равны:

а=6378137.00 м; б =6356752.31 м.

WGS84 принята за стандартную при расчетах положения определяющихся объектов в GPS. В WGS84 рекомендуется составлять официальные векторные ЭК. Расчеты кинематических параметров объектов в ГЛОНАСС ведутся в советской мировой геодезической системе П390.

Морские навигационные карты, основанные на съемках разных государственных гидрографических служб и организаций, имеют разные геодезические системы отсчета координат. Список полученных в разные годы датумов, которые использовались при составлении карт Земной поверхности, приведен в приложении 2. В приложении 3 перечислены геодезические системы навигационных карт, входящих в коллекцию Британского адмиралтейства.

Очень важно при судовождении знать, что координаты одного и того же объекта, отнесенные к разным геодезическим датумам, отличаются. Игнорирование этого обстоятельства может привести к аварии. Разность между положением объектов в разных геодезических системах может превышать несколько сот метров. Для современных геодезических систем она невелика. Разность между положением объектов в системах WGS84 и П390 не превышает 15 метров, а между положением в WGS84 и WGS72 — 17 м. Между тем разность между положением в системе WGS84 и в системе отсчета координат карты одного из районов в Эгейском море, основанной ,на съемке 1862 г, доходит до 2-5 миль. Из применяемых в настоящее время карт, съемка которых проводилась в далеком прошлом, большая часть относится к островам Юго-восточной Азии. Наибольшая зафиксированная разность между положением в WGS84 и положением на карте, основанной на старой съемке, составляет 7 миль.

Информация о горизонтальном датуме ЭК имеется для большинства навигационных карт. Однако для ряда карт, основанных на съемке, проведенной в далеком прошлом, горизонтальный датум неизвестен. На бумажных картах информация о горизонтальном датуме приводится в заголовке карты. Начиная с 1982 г., при переиздании карт многие гидрографические службы добавляют на картах поправки по широте и долготе для приведения к карте данных спутниковых определений в системе WGS. Запись об этом «Satellite-Derived Positions» обычно располагается около заголовка карты. Следует отметить, что многие приемоиндикаторы спутниковых систем определений места имеют возможность представлять данные в разных геодезических системах.

Учитывая, что спутниковая навигационная система GPS, которая работает в WGS84, стала основной в судовождении, гидрографические службы разных стран начали работу по приведению выпускаемых ими карт к этому датуму. Однако, из-за отсутствия современной съемки ряда районов Земли некоторые карты не могут быть представлены в системе WGS84. В этом случае для карты приводится информация о невозможности приведения ее к WGS84: «Adjustments to WGS cannot be determined for this chart» или «The diiferences between satellite-derived positions and positions on this chart cannot be determined», и что поправки могут быть значительными — «Differences may be significant to navigation».

Вертикальные датумы морских навигационных карт также отличаются. Уровень, принимаемый при составлении карт за ноль глубин в разных странах, установлен их властями и не является единообразным. Сведения о принятом для карты нуле глубин приведены для большинства навигационных карт. Только на картах, составленных по результатам съемок, выполненных в далеком прошлом, особенно в районах, где приливные колебания невелики, уровень, принятый за ноль глубин, может быть неизвестен.

Разграфка электронных карт

Разделение земной поверхности на отдельные карты называется разграфкой или нарезкой. Для ЭК используют два вида разграфки: разграфку гидрографических служб, применяемую для нарезки бумажных карт; и равномерную разграфку, предложенную IHO.

Характерной чертой разграфки гидрографических служб является перекрывание соседними картами определенной акватории на их стыке и зависимость шага разграфки от широты, что обеспечивает приблизительное выравнивание площадей поверхности карт на разных широтах. Это в определенной степени способствует в случае равномерного распределения картографической нагрузки выравниванию информационных объемов карт. Когда для ЭК используется разграфка гидрографических служб, то обычно нумерация ЭК соответствует нумерации соответствующих бумажных морских навигационных карт.

В равномерной разграфке, предложенной IHO, в качестве разделяющих карты линий используются отрезки меридианов и параллелей с шагом, одинаковым по угловой величине для широты и долготы. Соседние карты при такой разграфке стыкуются между собой без перекрытия. Параметры разграфки приняты IHO для планов — 7.5′; карт гаваней — 15′; карт подходов — 30′; карт побережья — 1°; генеральных карт — 5°; карты мира — 10°. Карте каждого района по определенной системе присваивается номер (идентификатор), по которому однозначно определяется место этого района на карте мира.

Кроме названных, существуют разграфки, использованные частными фирмами при производстве векторных карт. В качестве примера можно указать равномерную разграфку норвежской фирмы «С-Мар», карты которой имеют размер 4х4°, стыкуются друг с другом без перекрытия и обеспечивают сплошное покрытие акваторий всего Мирового океана.

Проекции морских навигационных электронных карт

Морские навигационные ЭК в подавляющем большинстве случаев отображаются в проекции Меркатора. Меркаторская проекция — это равноугольная цилиндрическая проекция. Различают нормальную, поперечную и наклонную меркаторские проекции. Из них для представления навигационных ЭК в основном применяются две первые. С точки зрения судовождения главными достоинствами меркаторских проекций являются: возможность измерять натуральные, неискаженные углы, и зависимость частных масштабов только от положения точки, но не от направления измеряемой по небольшим частям искомой длины.

Нормальная проекция Меркатора (НПМ) используется для построения ЭК в диапазоне широт от 0 до 85°. Околополюсные районы в ней не могут быть отображены. Наибольшим достоинством НПМ для целей судовождения является представление локсодромии прямой линией.

НПМ получается проектированием земного эллипсоида на боковую поверхность цилиндра, касательного к эллипсоиду по линии экватора (рис. 1.1,а). Ось этого цилиндра совпадает с осью Земли. Затем боковая поверхность цилиндра разрезается по образующей и разворачивается на плоскость (рис. 1.1,6).

В нормальной меркаторской проекции меридианы являются прямыми параллельными линиями, перпендикулярными к экватору. На поверхности цилиндра проекции меридианов проходят через точки касания земных меридианов с цилиндром, перпендикулярно к плоскости экватора. Расстояние Х в НПМ между двумя меридианами с долготами , равно

(1.1)

где а — большая полуось земного эллипсоида.

Рис. 1.1. К пояснению нормальной проекции Меркатора.

Земные параллели в НПМ также прямые линии, перпендикулярные к меридианам. Ввиду того, что на земном эллипсоиде меридианы сходятся с приближением к полюсам, с ростом широты длина земной параллели между двумя меридианами становится меньше. Это уменьшение пропорционально уменьшению радиуса параллели r(j), который с учетом сжатия эллипсоида определяется формулой:

(1.2)

где е-эксцентриситет Земного эллипсоида.

В результате, масштаб проекции по параллели в НПМ увеличивается с ростом широты:

(1.3)

Приближенно можно считать изменение пропорциональным секансу широты.

В равноугольной проекции в каждой точке масштаб по параллели

равен частному масштабу по любому направлению, естественно, и масштабу по меридиану . В НПМ это достигается, когда расстояние от проекции экватора до проекции параллели с широтой φ на боковой поверхности цилиндра получается по формуле

(1.4)

где

. (1.5)

Следует заметить, что НПМ не является перспективной проекцией, так как элементы Земли не проектируются на боковую поверхность цилиндра с помощью лучей, исходящих из одной точки.

В НПМ расстояние Y по меридиану от экватора до параллели с широтой φ, выраженное в экваториальных милях, называется меридиональной частью (МЧ) этой параллели. Расстояние ∆Y между двумя параллелями с широтами φ,φ₀, (ро называется разностью меридиональных частей (РМЧ). Ввиду увеличения масштаба с широтой величина РМЧ, соответствующая одинаковому значению разности широт, с ростом широты в НПМ увеличивается (рис. 1.1,б).

Для построения на экране дисплея карты в НПМ необходимо найти прямоугольные экранные координаты картографических объектов. Обозначим эти координаты х, у. Примем за их начало центр экранной области. Учитывая (1.1)-(1.5), можно найти следующие формулы для расчета значений х, у элементов ориентированной по норду карты:

(1.6)

где , — параллель и меридиан, проходящие через центр экрана дисплея;

Мо — масштаб по параллели (масштаб карты).

При ориентации карты «по курсу» прямоугольные экранные координаты картографических объектов рассчитываются по формулам

где x,y — экранные координаты объекта при ориентации карты по курсу.

В навигационно-информационных компьютерных системах для расчета экранных координат х, у применяются и приближенные формулы, обеспечивающие погрешность вычислений, которая не превышает половины размера пиксела. В этом случае ЭК, построенные по результатам расчета положения элементов карты по точным и приближенным формулам, являются идентичными. В качестве упрощенных приближений к меркаторской проекции используются линейное и таблично-интерполяционное.

Линейное приближение к нормальной проекции Меркатора применяется при построении крупномасштабных карт. В его основе лежит представление о Земле как о шаре с радиусом R, при котором одна минута дуги меридиана равняется одной морской миле. НПМ при таком условии получается проектированием точек Земного шара на боковую поверхность цилиндра с помощью лучей (линий), исходящих из центра Земли. В этом случае при ориентации ЭК по норду расчет экранных координат элементов карты производится по известным приближенным формулам

. (1.7)

Таблично-интерполяционное приближение к проекции Меркатора используется при отображении мелкомасштабных карт, когда линейное приближение не обеспечивает требуемую точность. Сущность этого метода состоит в следующем. В картографической базе данных в таблице опорных точек НПМ помещаются табличные значения широт (порядка 300-500 на интервал 0-85°) и соответствующие им рассчитанные по строгим формулам значения и .

Значения экранных координат элементов карты рассчитываются по формулам (1.6), в которых значение , находится линейной интерполяцией между значениями , а значения , —интерполяцией между U_k. При линейной интерполяции значения , , соответствующие широте , получаются по формулам

где

Поперечная проекция Меркатора (ППМ) применяется для создания ЭК околополюсных районов Земли, в диапазоне широт от 80 до 90°. Земной эллипсоид в этом случае проектируется на поверхность цилиндра, касательного к эллипсоиду по меридиану. Ось такого цилиндра перпендикулярна оси Земли.

Рис. 1.2. Вид меридианов и параллелей в поперечной проекции Меркатора.

Если принять касательный к цилиндру земной меридиан за фиктивный экватор Земли, полюса этого экватора — за фиктивные полюса Земли, проходящие через фиктивные полюса большие круги — за фиктивные меридианы, а серию параллельных фиктивному экватору малых кругов на поверхности Земли — за фиктивные параллели, то свойства ППМ такой модели Земли будут аналогичны свойствам НПМ. Фиктивные меридианы и параллели на карте в ППМ будут взаимно перпендикулярными системами параллельных линий, а прямая линия будет фиктивной локсодромией, пересекающей фиктивные меридианы под одним углом.

Что касается действительных меридианов и параллелей, то на карте в ППМ они будут кривыми линиями (рис. 1.2), как и действительная локсодромия. На картах околополюсных районов в ППМ меридианы близки к радиально расходящимся от полюса прямым линиям, а параллели — к концентрическим окружностям.

Область минимальных искажений Земной поверхности на карте в ППМ лежит в узкой полосе, центральной линией которой является фиктивный экватор.

Формат для обмена картографической информацией

Для унификации использования данных векторных ЭК при выполнении с ними различных работ международными требованиями предусматривается представление их на носителях информации в специальных форматах. Формат — это спецификация последовательности и видов представления элементов информации (чисел, текста) на носителе.

Основным форматом для обмена официальной картографической информацией между Гидрографическими организациями, производителями ECDIS, мореплавателями в настоящее время является формат S57 (версия 3), разработанный Комитетом по обмену цифровыми данными ШО (Comitee of exchange of digital data — CEDD). Описание этого формата содержится в специальной публикацией МГО S-57: ЩО Transfer Standard for Digital Hydrographic Data, edition Nov 1996 («Стандарт МГО для обмена цифровыми гидрографическими данными»).

Специальная публикация МГО S-57 состоит из двух частей: А и В. Часть А содержит каталог картографических объектов (Object Cataloge) — исчерпывающий список находящихся в обращении определенных классов картографических объектов, соответствующих им характеристик (атрибутов) и полный перечень значений атрибутов. Здесь под классом объектов подразумевается определенная группа объектов, которые считаются эквивалентными друг другу, например, плавучие маяки разных видов. В части В приведен формат S-57. Он описывает структуру данных и формат, который должен быть использован для обмена ENC-данными между Гидрографическими организациями, производителями ECDIS, мореплавателями и другими пользователями.

Следует подчеркнуть, что формат S-57 создан специально для обмена цифровой картографической информацией, а не для представления карт на экране дисплея компьютера. Ввиду определенных неудобств работы с этим форматом внутри ECDIS при выполнении ее операций, производители ECDIS свободны создавать свои внутрисистемные форматы, наиболее соответствующие задачам, решаемым конкретной ECDIS. Однако в любом случае ECDIS должна иметь возможность приема (импорта) данных от гидрографических служб в формате S-57 и преобразования (конвертации) их во внутренний формат, который согласно специальной публикации ИМО должен сохранять логическую структуру и состав информации S-57. Цифровые данные карты, представленные во внутреннем формате ECDIS, называются системными данными электронной карты.

Формат S-57 обладает большими возможностями, он совместим с другими средствами обмена данными и не ориентирован на определенную разграфку (нарезку) карт. Формат S-57 сочетает в себе свойства гибкости и компактности! Он позволяет поддерживать несколько уровней обмена цифровыми данными, представлять место объекта в географической или прямоугольной системах координат с различными единицами и мерами точности, строить карты в различных проекциях, хранить описательную информацию для наборов данных, добавлять новые записи.

Следует отметить, что вторая версия формата S57 называлась DX90. Для неофициальных ЭК требования S-57 не являются обязательными. Электронные карты начали производиться частными фирмами и гидрографическими организациями еще до введения требований к ECDIS. Каяодая из этих организаций использовала свой определенный формат. Фирма «С-Мар» представляет свои ЭК в совместимом с S-57 формате СМ93, Южно-Африканская гидрография при создании своих первых векторных ЭК использовала формат IFF, Финская гидрография создала свои первые карты в формате FINGIS, Канадская гидрографическая служба — в формате ALL. Крупный производитель векторных ЭК фирма «Транзас Марин» производит карты в своем, совместимом с S-57 цифровом формате.

Для обмена картографической информацией по каналам телесвязи разработан специальный формат MACDIF (Map and chart data inter change format).

Отображение ЭК на экране дисплея

Для повышения безопасности мореплавания и обеспечения возможности быстрого принятия правильных и обоснованных решений судоводителю в наглядном и легко интерпретируемом виде должна представляться информация, характеризующая все стороны процесса судовождения. Основой такой интегрированной информации является электронная карта.

Касаясь отображения самой ЭК, следует отметить следующее. При построении навигационных ЭК на экране дисплея должно отдаваться предпочтение проекции Меркатора, нормальной (НПМ) для широт От-85⁰ или поперечной (ППМ) — 80-90°, наиболее отвечающим целям судовождения. За главную параллель карты обычно принимается параллель, проходящая через центр экрана.

Содержание и вид представляемой на ecdis-карте информации определяется Специальной публикацией МГО S-52: Specification for Chart Content and Display of ECDIS, Edition 5, Dec 1996 («Спецификация для данных карт и отображаемой информации для ECDIS.»). Эта публикация содержит спецификации и руководство относительно выпуска, корректуры и отображения ENC в ECDIS. В приложении 2 к S-52: Provisional Colour & Symbol Specification for ECDIS («Временная спецификация цветов и символов для ECDIS») определены символы, цвета, цветовые планы, требования к дисплеям, справочные таблицы и правила, по , которым каждый класс картографических объектов с учетом их атрибутов представляется на экране дисплея.

Для удобства пользования ЭК должны отображаться как в оригинальном масштабе, которому соответствуют ее данные, так и в других масштабах. Масштаб, в котором карта представляется на экране дисплея, носит название масштаба ее отображения. Отображение на экране дисплея карты в более крупном масштабе, чем оригинальный, называется перемасштабированием (overscale). Следует иметь ввиду, что при перемасштабировании карта может оказаться недогруженной, т.е. недостаточно подробной, поэтому система должна. сообщать оператору о случаях перемасштабирования.

Представление на экране дисплея карты в масштабе меньшем оригинального называется недомасштабированием (underseale). Если не принимаются специальные меры, то при недомасштабировании карта может оказаться перегруженной информацией.

С изменением масштаба ЭК связаны понятия наибольшего и наименьшего ее масштабов отображения. Наибольший (наименьший) масштаб ЭК — это значение самого крупного (мелкого) масштаба, в котором в системе может представляться определенная карта.

Для того, чтобы избежать перегруженности карты при недомасшгабировании, применяются операции генерализации. Генерализация картографической информации (Generalization) — это процедура, с помощью которой при недомасшгабировании отдельные КО показываются упрощенно, либо не отображаются в соответствии с используемым масштабом, чтобы избежать перегруженности карты. При генерализации в соответствии с изменением масштаба из цифровых данных карты требуется произвести отбор главного и закрепить в виде производной карты. Сложность учета ряда факторов, влияющих на генерализацию, требует непосредственного участия картографа в выполнении этой процедуры, поэтому автоматически в полном объеме генерализация пока не может быть реализована.

Для оптимизации содержания представляемой на карте информации в соответствии с условиями плавания используется операция селекции КО, позволяющая путем включения/отключения определенных видов КО изменять нагрузку отображаемой карты. Селекция картографических объектов (Selection) — это рациональный избирательный выбор для отображения картографических объектов с отличительными характеристиками принадлежности к одному типу.

При отображении ЭК в различных условиях освещенности должны использоваться различные палитры цветов (ясный день, пасмурный день, сумерки, ночь), чтобы не ухудшать способность судоводителя вести наблюдение за окружающей обстановкой.

Помимо представления картографической информации должна быть возможность отображения на карте данных, характеризующих процесс судовождения: текущего места собственного судна и траектории его движения; планируемого маршрута, оперативной информации, вводимой с пульта оператором; безопасной изобаты собственного судна; условных знаков сопровождаемых АРП судов и векторов их скорости либо данных об элементах движения судов, получаемых от транспондера Автоматической идентификационной системы и ряда других данных. Для удобства измерений и возможности выполнения различных функций на карте должен отображаться курсор с географическими координатами.

Безопасная изобата собственного судна (own ship’s safety contour) — это изобата, соответствующая наименьшей безопасной, по мнению капитана, глубине для его судна при данной осадке. Значение этой глубины вводится в память системы судоводителем, служит для отличия на дисплее опасных вод от безопасных и применяется для выработки сигнала об опасности посадки на мель.

Знак собственного судна в некоторых системах может выбираться в виде выраженного в масштабе его контура либо символом (own ship’s symbol). Отображение судна выраженным в масштабе в соответствии с максимальной длиной и шириной контуром корпуса производится при отображении карты в крупном масштабе и используется, чтобы оценивать на дисплее свободное пространство при плавании в узостях и по фарватерам и расстояние до опасностей. Символ собственного судна — это условный не обязательно в виде «кораблика» знак, который предназначен для указания и простого различения на карте места собственного судна.

Корректура электронных карт

Для поддержания ЭК на уровне современности предусмотрены операции по их обновлению (корректуре). Как известно, различают корректуры официальные, источником которых являются гидрографические службы; и местные, поступающие от авторитетных местных служб (береговой охраны, лоцманской службы и т.д.). Официальные корректуры могут быть следующими: локальные постоянные или временные (с указанием срока действия), корректуры для добавления, удаления, замещения КО или их атрибутов; пространственные корректуры для полной замены одной или нескольких карт. Вопросы корректуры ЭК рассмотрены в Приложении 1 S-52: «Report of the IHO (СОЕ) Working Group on Updating the Electronic Chart» 1^st Edition, June 1990.(«Отчет рабочей группы МГО по корректуре электронных карт»).

При организации корректуры электронных карт, руководствовались следующими положениями:

— обновлению (Update) должна подвергаться системная ЭК, данные основной электронной карты следует сохранять в неизменном виде;

— корректуры должны быть стандартизованы по структуре, системе классификации и кодирования; формат передачи данных должен соответствовать формату S-57, v.3;

— обновление ЭК должно включать использование не только постоянных, временных и предварительных Извещений мореплавателям, но также относящихся к карте навигационных и метеорологических предупреждений Navarea и Navtex;

— текстовую часть информации по корректуре ЭК необходимо подготавливать на английском языке;

— вносимая корректура не должна ухудшать электронную карту;

— сведения о внесенной корректуре следует сохранять в памяти системы и отображать по запросу оператора;

— ответственность национальных гидрографических организаций за корректуры должна быть эквивалентной той ответственности, которую они несут по корректуре бумажных навигационных карт.

Все методы корректуры ЭК разделяются на три группы: ручная, полуавтоматическая, автоматическая. Ручное обновление ЭК предполагает ввод корректурных данных оператором с пульта с использованием специальных программных средств, облегчающих выполнение этой задачи. При полуавтоматической корректуре действия оператора ограничиваются установкой носителя корректурной информации (дискеты, оптического диска) в считывающее устройство. Автоматическая корректура не требует вмешательства оператора при приеме и записи в память корректурных данных. Она осуществляется по каналам мобильной или спутниковой связи. Для ее передачи используется обычно электронная почта всемирной компьютерной сети Интернет.

При ручной корректуре требуется только, чтобы корректурная информация была понятна оператору. Информация по корректуре в этом случае может печататься в традиционном для ИМ виде. При ручной корректуре ввод данных производится оператором с помощью специального языка, в котором определен формат ввода и операции корректур. Набор таких операций может включать в себя: перенос КО; редактирование характеристик КО; удаление КО либо его характеристики; включение КО либо его характеристики; переименование объектов.

Полуавтоматический способ корректуры ЭК применяется, когда судовой компьютер не имеет адреса электронной почты, или имеет его, но выход на этот адрес затруднен. В этом случае используется два пути доставки Извещений мореплавателям. В первом корректурная информация в форматированном виде поставляется по почте на дискетах (дисках) в порты, какие укажет судоводитель. Во втором случае эта информация доставляется через судового агента в порту. Перед заходом в порт судоводитель формирует запрос на получение Извещений мореплавателям и записывает его на дискету. С приходом в порт эта дискета передается судовому агенту. Судовой агент со своего офисного компьютера отправляет полученный запрос, используя электронную почту. Обычно время обработки запроса организацией, поставляющей электронные Извещения, не превышает трех часов. Получив ответ, агент записывает его на дискету и передает на судно. На судне корректурная информация с дискеты загружается в базу данных системы с ЭК.

Наиболее целесообразным режимом обновления ЭК считается автоматическая корректура. В этом случае пользователь должен быть подключен к электронной почте и оборудован современными средствами телекоммуникации: спутниковой или мобильной связью. Корректурная информация в форматированном виде направляется гидрографической организацией по электронному адресу судна. Получение корректурной информации происходит автоматически после проверки содержимого почтового ящика. При подключении берегового телефона на стоянке в порту появляется также возможность получения корректурной информации через E-mail по телефонной линии.

При вводе корректур должны применяться методы защиты и контроля целостности получаемой информации. Принимаемая корректурная информация должна регистрироваться. Система должна сообщать оператору о полученной корректурной информации, а также о номерах пропущенных извещений.

Обычно гидрографическая организация, поставляющая электронные Извещения мореплавателям по электронной почте, предоставляет два вида услуг.

Первый вид услуг — регулярная доставка еженедельных выпусков. Судоводитель должен подписаться на предоставление ему такой услуги. После этого гидрографическая организация регулярно по электронному адресу судна будет пересылать форматированные извещения мореплавателям, которые автоматически загружаются в память навигационно-информационной системы.

Второй вид услуг — это отсылка корректурной информации по запросам клиентов. Возможны случаи, когда по той или иной причине еженедельный выпуск извещений не доходит до потребителя и требуется его повторная отправка. Кроме этого, может быть ситуация, что пользователь не подписался на еженедельные выпуски ИМ, но желает получить некоторые из них или только часть еженедельного выпуска ИМ, относящуюся к району его плавания. Для таких ситуаций предусматривается отсылка информации по запросам клиентов на получение или повторную доставку еженедельного выпуска, или только некоторых ИМ, относящихся к перечисленным в запросе клиентов публикациям и номерам карт. Отсылаемые форматированные сообщения автоматически загружаются в память системы.

Источник