Электронные карты, используемые в ЭКНИС и их особенности и ограничения

В основу использования электронных карт в судовождении положены следующие основные принципы:

-точность и полнота электронных навигационных карт (ЭНК) должна быть не ниже бумажных навигационных;

-картографическая база данных (КБД) и корректуры к ней должны быть выполнены в официально принятых МГО стандартных форматах;

-КБД и ЭНК приобретают юридическую силу только после их утверждении национальными гидрографическими службами;

-исходная КБД в судовых системах автоматизации хранится в неизменяемом виде;

-КБД и система ее управления являются программными продуктами, поэтому размножение, регистрация и их распространение должны соответствовать правилам.

В ЭКНИС могут использоваться три вида электронных карт:

Векторные карты, выпущенные национальными гидрографическими службами в соответствии с международным стандартом.

Растровые навигационные карты, выпускаемые официальными уполномоченными организациями.

Неофициальные электронные карты (упрощенные) частично не соответствующие стандарту.

Технология изготовления векторных карт представляет процесс, включающий автоматизированную обработку информации и одновременный контроль ее профессиональными инженерами-гидрографами для предоставления конечного продукта пользователю. 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 предполагает 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 карты оператор в рекомендованной последовательности выбирает объекты цифрования, которым будет присваиваться определенный код. Все объекты карты можно разделить на площадные, линейные, точечные и справочную информацию.

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. При использовании электронной базы данных, хранящейся в архиве процесс векторизации аналогичен.

В настоящее время нет полной коллекции векторных карт на весь Мировой океан.

Как уже отмечалось, неофициальные электронные карты частично не соответствуют стандарту. Векторные электронные карты, изготовленные коммерческими компаниями, являются только информационными и не могут заменять бумажные карты. 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.

Создание растровых навигационных карт производится путем сканирования обычных бумажных карт. Растровые карты в RCDS представляют 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.

Как отмечалось, векторные карты более информативны по сравнению с растровыми и могут наиболее активно использоваться в картографических системах, так как 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. Система распознает различные цвета, однако не может их идентифицировать по какому либо признаку, В связи с этим растровые карты не могут использоваться в системе сигнализации.

Другим недостатком растровых карт является то, что невозможно одновременно наблюдать на экране монитора карты, выполненные в разных проекциях.

Поскольку изменение масштаба растровой карты на экране монитора представляет собой «растягивание» или «сжатие» изображения, то возникают трудности в состыковке двух смежных растровых карт, выполненных на основе бумажных карт разного масштаба, при этом может происходить потеря информации.

Основной единицей распространения ЭНК является ячейка, представляющая навигационно-гидрографическую информацию определенного географического района. Объем информации файла ячейки не должен превышать значения 5 мегабайт. В ячейке содержится часть базы данных навигационно-гидрографической обстановки определенного географического района. Имя ячейки состоит из восьми символов.

Нумерация ячеек происходит следующим образом: например GB400001

GB 4 00001

Код тип номер

Страны карты карты (ячейки)

-Первые два символа указывают код страны-производителя ЭНК,

-Третий символ обозначает код масштабного ряда от 1 до 6 для масштабов от 1: 2250000 и мельче до 1: 2500.

Назначение данных	Диапазон масштабов	S
Общее изучение условий плавания в большом водном районе.	Мельче 1: 2250000
Обеспечение перехода в открытом море.	1: 2250000-1: 300001
Обеспечение перехода на некотором расстоянии от берега.	1: 300000- 1: 80001
Обеспечение подхода к берегу и плавания в стесненных навигационных условиях.	1: 80000-1: 40001
Обеспечение передвижения в пределах акваторий портов, бухт, гаваней и т.п.	1: 40000- 1: 10001
Обеспечение маневрирования при швартовке	1: 10000- 1: 2500

Остальные пять символов ССССС имени ячейки должны определять уникальный идентификатор ячейки данного масштабного диапазона.

Основным источником при производстве ЭНК в настоящее время являются их бумажные аналоги, т.к. многие производители электронной картографической продукции не занимаются сами гидрографическими исследованиями.

Бумажная карта, с которой при этом копируется информация, может иметь отличие от цифрового аналога ЭНК в следующем:

1) нарезка рамок (нет необходимости делать площадное перекрытие карт).

Большинство ЭНК производится без изменения нарезки рамок бумажных карт. Это позволяет не выпускать новые каталоги. Однако для работы с ЭНК отпадает необходимость перекрытия карт, т.к. происходит автоматическая загрузка новой карты при приближении судна к ее границе. В связи с этим нарезка может представлять стыкующиеся квадраты - ячейки. В основе нарезки ячеек лежит требование по их информативности - объем информации ячейки не должен превышать 5 мегабайт.

2) не соответствие проекции.

Основными проекциями морских навигационных карт являются 6 проекций:

- Нормальная равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора.

- Поперечная равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора.

- Поперечная равноугольная цилиндрическая проекция Гаусса.

- Нормальная равноугольная поликоническая проекция (на картах USA).

- Нормальная (полярная) равновеликая азимутальная проекция.

- Universal Transversal Mercator's Projection (UTM). Это аналогия проекции Гаусса.

При издании ЭНК обязательно учитываются особенности проекций бумажных карт и, как правило, производится пересчет в Projection Mercator (нормальная равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора). В этой проекции представлено большинство бумажных навигационных карт, она наиболее удобна при прокладке курсов и чаще использует­ся в судовождении.

3) не соответствие системы координат.

Работа системы ECS ориентирована на координирование по спутниковой системе. ПИ современных систем выдают координаты местоположения судна в геодезической системе WGS-84.

Бумажные карты, в действительности, изготавливаются в различных системах координат, которые обязательно указываются в легенде карты. Наиболее часто встречающимися системами координат являются:

1) WGS - 84 (эллипсоид с тем же именем).

2) WGS - 72 (эллипсоид с тем же именем).

3) ED-50 (Europien Datum) (эллипсоид International).

4) Pulkovo 1942 (референц эллипсоид Красовского).

Исходя из этого, координаты объектов на бумажной и ЭНК могут не совпадать. Это произойдет если система координат бумажной карты отличается от WGS - 84. На бумажной карте и на ЭНК указываются поправки для перехода из системы WGS - 84 к системе координат бумажной карты.

4) не соответствие координат объектов в результате ошибок при цифровании.

Ошибки, возникающие при цифровании карт, не должны превышать требований предъявляемых в ТЭТ к ECS.

Линейные погрешности, вводимые судоводителем для выработки ECS сигналов при отклонении судна от заданного пути, приближении к опасности, приближении к точке поворота, не должны превышать 1 мм в масштабе экрана дисплея.

Одним из основных критериев качества продукции считается возможность использования карт различных ведущих фирм в своей бортовой системе. Желательно при этом " читать" не только векторные, но и растровые карты. Основная проблема возникает в том, что практически все фирмы изготавливают карты (кодируют) в своем формате. Формат — это спецификация последовательности и видов представления элементов информации (чисел, текста) на носителе.

Если формат совершенен и отвечает всем требованиям для ECDIS, то его не очень трудно перевести в международный формат, в котором оговорены все особенности и последовательность изложения информации об объектах. Процедура перевода одного формата в другой называется конвертированием.

Однако, многие фирмы имеют достаточную коллекцию, но не выдерживают требований МГО, т.е. не могут или не хотят представлять свои карты по установленному стандарту. Для того чтобы прочитать ЭНК в своей бортовой системе необходимо знать их формат и структуру, т.е. иметь программу для преобразования данных, иными словами иметь конвертор. Подобными конверторами фирмы обмениваются по взаимной договоренности в целях дополнения своих коллекций, выражаясь профессионально " открывают свой формат".

Исходя из того, что векторные карты имеют значительное преимущество перед растровыми и системы ECS настроены на загрузку векторных карт, у судоводителя возникают определенные трудности при переходе с векторной карты на растровую. Это проявляется при изменении масштаба (появляется сильное нагромождение или разряжение информации), перестает срабатывать настроенная система сигнализации, меняется время загрузки при переходе с одной растровой карты на другую и т.д.

 

Корректура электронных карт

 

Для поддержания ЭНК на уровне современности в соответствии с требованиями Конвенции SOLAS-74/95 предусмотрены операции по их корректуре.

Различают корректуры:

- официальные, источником которых являются гидрографические службы;

- местные, поступающие от региональных уполномоченных служб(береговой охраны, лоцманской службы и т.д.);

Официальные корректуры могут быть следующими:

- локальные постоянные или временные (с указанием срока действия);

- корректуры для изменения картографической нагрузки;

- для добавления, удаления и замены картографических объектов или их атрибутов;

- пространственные корректуры для полной замены одной или нескольких карт.

Система корректуры ЭНК в ЭКНИС соответствует следующим основным принципам:

· корректуры стандартизованы по структуре, системе классификации и кодирования, а формат передачи данных корректуры соответствует международному формату DX90;

· обновление ЭНК включает использование не только постоянных, временных и предварительных Извещений мореплавателям (ИМ), но относящихся к этой карте навигационных предупреждений NAVARЕA и NAVTЕX;

· обновлению подвергается системная ЭНК, исходная КБД сохраняется в неизменном виде;

· вносимая корректура не должна ухудшать отображаемую на экране ЭНК, сведения о внесенной корректуре хранятся в памяти системы и отображаются по запросу судоводителя-оператора;

· ответственность национальных гидрографических организаций за корректуры ЭНК эквивалентна ответственности, которую они несут по корректуре бумажных навигационных карт.

Основные требования к корректуре и сервису распространения корректурной информации изложены в «Руководстве по корректуре ENC». Официальная корректура IHO должна отличаться от местной, выпущенной портовыми властями, a ECDIS минимальной способности должна отражать различные методы корректуры.

Руководство определяет следующие категории сервиса:

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

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

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

Методы корректуры подразделяются на различные категории.

I. 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 техническими средствами, используемыми для передачи информации по корректуре, и ECDIS. В таких случаях судоводитель вынужден предпринимать определенные действия для корректуры судовой коллекции карт.

Информацию о корректуре можно получить, используя сеть Интернет и имея доступ к корректурным файлам карт судовой коллекции на сайте официального дистрибьютора корректуры.

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.

Некоторые фирмы предлагают сервис корректуры используя каналы телефонной связи. Для этого судоводитель в порту должен дозвониться до фирмы-производителя корректуры и получить по каналу телефонной связи кодированную информацию по корректуре дня своей судовой коллекции.

Сервисные возможности различных электронных картографических систем могут быть различны.

2. Категории с различным отношением к объектам базы данных:

- присоединяемая корректура (автоматическая) - изменяет информацию, содержащуюся в предшествующей SENC;

- не присоединяемая (ручная) - не изменяет информацию SENC.

Кроме перечисленных имеется еще ряд категорий.

При выполнении корректуры электронных карт необходимо учитывать несоответствия систем координат бумажных и электронных карт на точность нанесения корректуры

Официальным источником информации в некоторых случаях могут быть ИМ, где приведены координаты объектов для конкретных бумажных карт. Различие систем координат определяется разными параметрами эллипсоидов, используемых при созда­нии бумажной карты и отображении электронной.

Исходя из того, что в судовой коллекции могут быть ENC, изготовленные на основе бумажных карт разных государств, которые имеют различные системы координат, судоводитель должен знать все особенности корректуры электронных карт по информации ИМ для бумажных и особенности изложения информации в ИМ различных государств.

Информация в ИМ принадлежит бумажной карте. В результате того, что электронная карта должна обязательно отображаться в системе координат WGS-84, а бумажная может быть изготовлена в другой (эллипсоид не WGS-84), значения координат одной и той же точки на бумажной и электронной картах могут значительно отличаться. В результате возможных различий систем координат электронной и бумажной карты ошибка, возникающая в результате пренебрежения вводом поправок к широте и долготе, может достигать на местности 350 - 400 м и более. Этот показатель часто значительно превышает ширину судоходного канала. Для корректуры карт крупного масштаба необходим обязательный учет этих поправок.

При нанесении точек на ENC по информации ИМ судоводитель должен вводить поправки в координаты, используя информацию легенды карты. Как правило, в легенде карты указываются поправки для перехода от системы координат WGS-84 к системе координат бумажной карты.

 

⇐ Предыдущая38394041424344454647Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. D. Правоспособность иностранцев. - Ограничения в отношении землевладения. - Двоякий смысл своего и чужого в немецкой терминологии. - Приобретение прав гражданства русскими подданными в Финляндии
2. I. Особенности империализма в России
3. I.1 Особенности комплексных соединений природных и синтетических порфиринов.
4. II.4. Особенности процесса социализации в маргинальный переходный период.
5. VI. Особенности технического обслуживания и ремонта жилых зданий на различных территориях
6. XII. ОСОБЕННОСТИ КОРМЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
7. XVII ВЕК В ИСТОРИИ ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЫ И РОССИИ. ОСОБЕННОСТИ РОССИЙСКОГО ИСТОРИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ЕГО ФАКТОРЫ
8. А. Особенности формирования древнерусской культуры
9. А3. Особенности решения орфограммы.
10. Агроприемы используемые в культурооборотах
11. Анатомо-физиологические особенности вегетативной нервной системы.
12. Антропонимия. Личное имя и прозвища. Особенности именования.