КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине «Навигационно-информационные системы»
Тема: МОРСКИЕ НАВИГАЦИОННЫЕ ЭК
1. Виды навигационных ЭК
Виды ЭК
2. Растровые электронные карты
Официальные растровые карты (RNC)
Пример растровой карты
Представление растровой карты «ночной» таблицей цветов
Адмиралтейская служба растровых карт (ARCS - Admiralty Raster Chart Service)
Зоны, покрываемые картами на CD ARCS
3. Векторные электронные карты
Примеры векторных карт
Примеры векторных карт
Достоинства векторных карт:
Официальные векторные карты (ENC)
Системная электронная карта (SENC)
Базовая нагрузка SENC
Стандартная нагрузка SENC
Полная нагрузка SENC
Адмиралтейская служба векторных карт (AVCS – Admiralty Vector Chart Service)
4. Карты и схемы пользователя
Часть таблицы символов в ECDIS «NS4000»
7.18M
Category: softwaresoftware

Морские навигационные электронные карты (ЭК)

1. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине «Навигационно-информационные системы»

Утвержден на заседании кафедры ЭКС 24.11.15, Протокол №4
Подготовил Л.Л.Вагущенко
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Темы лекций:
Морские навигационные ЭК.
Элементы и характеристики морских ЭК.
Общие сведения о НИС.
Правовое обеспечение ECDIS.
Поставка на суда цифровой продукции для ECDIS.
Отображение информации в ECDIS.
Предварительная прокладка в ECDIS.
Исполнительная прокладка в ECDIS.
Морские информационные наложения.
Решение дополнительных задач. Достоинства и
ограничения ECDIS.
Сайт кафедры:
www.nav-eks.org.ua

2. Тема: МОРСКИЕ НАВИГАЦИОННЫЕ ЭК

1.
2.
3.
4.
Вступление (Дисциплина НИС).
Виды навигационных ЭК.
Растровые карты (официальные и
неофициальные), их свойства, преимущества и
недостатки.
Векторные карты (официальные и
неофициальные), их свойства, преимущества и
недостатки.
Карты и схемы пользователя
ВЛЛ

3. 1. Виды навигационных ЭК

Морская навигационная карта (МНК) - плоское,
математически определенное, уменьшенное, условно-знаковое,
обобщенное изображение земной акватории с прилегающими
участками суши, показывающее размещение, свойства, связи
объектов и явлений, важных в навигационном отношении.
Электронная карта (ЭК) - программно-управляемое
картографическое изображение, визуализированное с
использованием программных и технических средств в принятой
для карт проекции и системе условных знаков.
Картографическая база данных – это совокупность
взаимосвязанных картографических данных на весь Мировой
океан или его часть, предназначенная для целей судовождения и
представленная в цифровой форме при соблюдении общих
правил описания, хранения и манипулирования данными.
3

4. Виды ЭК


В зависимости от полноты информации:
Полномерные ЭК;
Упрощенные (стилизованные) ЭК.
В зависимости от метода цифрового представления
в памяти:
Растровые ЭК;
Векторные ЭК.
В зависимости от юридического статуса:
Официальные ЭК;
Неофициальные ЭК.
В зависимости от характера использования в НИС:
Исходные (основные, базовые) ЭК;
Системные ЭК.
4

5.

Полномерные навигационные ЭК по нагрузке равноценны официальным
БНК и содержат всю картографическую информацию, необходимую для
безопасного и эффективного судовождения.
Упрощенной ЭК называется схематическое изображение на экране дисплея
местности в определенной проекции, не эквивалентное официальной БНК и не
удовлетворяющее требованиям к безопасности мореплавания.
Векторная ЭК – это карта, изображение которой представляется в памяти в
виде последовательности записей, характеризующих каждый имеемый на карте
картографический объект.
Растровая ЭК – это карта, изображение которой представляется в памяти
матрицей точек (пикселей).
Официальные ЭК – это карты, изданные Правительством или по его
разрешению уполномоченной ГО или другими соответствующими гос.
учреждениями.
ENC – официальная векторная карта.
RNC - официальная растровая карта.
Базовой картой является ENC или RNC или цифровые данные карты
другого вида, которые размещены в одном файле, поставляемом
государственной или частной организацией.
Системная электронная карта – это набор данных для отображения
откорректированной навигационной карты, представленный во внутреннем
формате системы и интегрированный с информацией пользователя.
5

6. 2. Растровые электронные карты

Изображение растровой карты представляется в памяти в виде
матрицы точек (пикселей). При таком способе представления карты
сведений об отдельных картографических объектах в памяти нет.
Растровые карты получаются сканированием цветного изображения
бумажных карт с добавлением основы для отсчета координат.
Все данные растровой карты содержатся в одном слое, и ее
содержание не может быть изменено с целью приспособления к
условиям и обстоятельствам плавания.
Преимуществами растровых карт являются:
• высокопроизводительность сканерной технологии получения растровых
карт, которая практически не включает ручного труда;
• дешевизна, легкость производства по сравнению с векторными картами;
• знакомые для пользователей цвета и символы;
• точность и достоверность, соответствующая бумажным картам;
• возможность использования для решения большинства навигационных
задач, обычно выполняемых с помощью бумажных карт.
6

7. Официальные растровые карты (RNC)

RNC – это точно отражающие официальную бумажную
карту цифровые данные, которые создаются или
распространяются уполномоченной правительством ГО и
удовлетворяют стандарту IHO S-61 – «Product specification for
raster navigational charts», 1999. Эти карты у разных
государственных ГО наследуют отличия официальных
бумажных карт по нарезке, символам, цветам и другим
характеристикам, а также имеют разный формат.
RNC имеют следующие свойства:
являются цифровыми растровыми копиями официальных
бумажных карт;
выпускаются в соответствии с международными стандартами;
регулярно обновляются официальной корректурной
информацией, распространяемой в цифровом виде;
за содержание RNC отвечает издающая ее ГО.
7

8. Пример растровой карты

8

9. Представление растровой карты «ночной» таблицей цветов

9

10.

RNC должна содержать следующие
метаданные:
идентификатор агентства, выпускающего карту;
номер RNC;
номер исходной бумажной карты, если он отличен от номера RNC;
дату издания RNC;
дату последней корректуры или номер учтенного последнего Извещения
мореплавателям;
предыдущие корректуры или номера Извещений мореплавателям;
масштаб карты;
вид ориентации карты;
тип проекции и соответствующие ей параметры;
горизонтальный датум;
величину смещения горизонтального датума по отношению к WGS-84 или
ПЗ90, если датум карты не совпадает с ними;
вертикальные датумы;
единицы измерения высот и глубин;
разрешающую способность изображения в пикселях на миллиметр или в
пикселях на дюйм;
механизм, такой как параметры и алгоритм, позволяющий географические
координаты конвертировать в RNC (пиксельные) координаты и наоборот;
палитры цветов для дня, сумерек и ночи;
10

11. Адмиралтейская служба растровых карт (ARCS - Admiralty Raster Chart Service)

ARCS образована в Британском Адмиралтействе в 1994 г.
Карты службы ARCS помещены на 11 компакт дисках, каждый из
которых содержит приблизительно 350 навигационных карт. Один
из этих дисков включает мелкомасштабные океанские карты
(1:3500000 и меньше). Десять других дисков содержат карты
регионов:
Северное море и от Английского канала до Гибралтара;
Британские острова (западный берег) и Исландия;
Северные воды и Балтийское море;
Средиземное и Черное моря;
Индийский океан (северная часть) и Красное море;
От Сингапура до Японии;
Австралия, Борнео и Филиппины;
Тихий океан;
Северная Америка (восточное побережье) и Карибское море;
Южная Атлантика и Индийский океан (южная часть);
11

12. Зоны, покрываемые картами на CD ARCS

12

13. 3. Векторные электронные карты

Векторные карты хранятся в памяти в виде последовательности
записей, характеризующих каждый имеемый на карте
картографический объект (КО). По этим записям с помощью
специальной программы НИС сама строит карту на экране дисплея.
Запись КО в файле в общем случае состоит из четырех основных
частей (полей): I, T, M, S.
• I - имя объекта, позволяющему однозначно определить объект в составе
данных ЭК.
• Т - тип объекта, определяет его условное изображение.
• М – метрика объекта, значения координат, характеризующих
пространственное положение объекта на земной поверхности.
• S - атрибуты объекта (могут включать его географическое название,
дальность видимости и другие характеристики).
Все объекты векторной ЭК распределяются по слоям. Эти слои
образуются обычно из классов объектов, а не из отдельных их видов.
Количество информационных слоев векторной ЭК может быть разным.
Такими слоями, например, могут быть: навигационные средства,
глубины, внутренние водные пути, искусственные объекты, качество
данных, характеристики и т.д.
13

14. Примеры векторных карт

14

15. Примеры векторных карт

15

16. Достоинства векторных карт:

• Для одного и того же района файл векторной карты меньше по
объему файла растровой карты, но в то же самое время данные
векторной карты более информативны.
• Хранение информации векторных карт в виде записей,
характеризующих объекты, позволяет выделять эти объекты на
экране (например, опасную изобату), организовывать
автоматическую сигнализацию о ситуациях, требующих
внимания судоводителя, получать сведения об объектах путем
указания на них курсором и выполнять ряд других полезных
операций.
• Хранение информации векторных карт послойно позволяет
приспосабливать изображение карты к обстоятельствам и
условиям плавания.
• Программный способ построения карты дает возможность
представлять карту в разных масштабах, с разной ориентацией,
осуществлять вывод районов соседних карт без стыков,
накладывть на карту дополнительные слои информации и т.д.
16

17. Официальные векторные карты (ENC)

ENC означает базу данных, стандартизированную по содержанию, структуре и
формату, выпускаемую для использования в ECDIS правительством или по его
разрешению уполномоченной ГО или другими соответствующими
правительственными учреждениями и отвечающую стандартам IHO.
ENC имеют следующие свойства:
• для ENC применяются только официальные картографические данные,
последнего издания;
• по точности и полноте ENC не уступают официальным бумажным
навигационным картам и могут, по сравнению с ними, включать
дополнительные относящиеся к судовождению сведения;
• при разрафке ENC учитываются требования IHO;
• ENC производятся по стандартам IHO (S-57, S-63, S-100/S-101);
• ENC компилируются, кодируются и отображаются в соответствии с
международными стандартами;
• геодезической основой ENC является WGS-84;
• за содержание ENC отвечает издающая ее ГО;
• ENC издаются только ответственной государственной ГО на свои воды;
• ENC регулярно обновляются официальной корректурной информацией,
распространяемой в цифровом виде.
• вертикальными датумами ENC могут быть нули для глубин и высот,
используемые на официальных бумажных навигационных картах.
17

18. Системная электронная карта (SENC)

Системная электронная карта – это набор данных для
отображения откорректированной навигационной карты,
представленный во внутреннем формате системы и интегрированный с
информацией пользователя.
Категории информации SENC:
• базовая нагрузка;
• стандартная нагрузка;
• вся другая информация.
Базовая нагрузка – означает уровень информации карты, который
не может быть удален с дисплея. Она содержит наиболее важную для
безопасного плавания картографическую информацию, которая
требуется всегда, во всех географических районах и при любых
обстоятельствах.
Стандартная нагрузка – это набор данных, необходимых при
навигационной прокладке и планировании пути.
Полная нагрузка представляет информацию обо всех объектах
карты, имеемую в памяти.
18

19. Базовая нагрузка SENC

19

20. Стандартная нагрузка SENC

20

21. Полная нагрузка SENC

21

22. Адмиралтейская служба векторных карт (AVCS – Admiralty Vector Chart Service)

AVCS образована в 2008 году. В ней собраны карты ENC
UKHO и ГО всего мира. Промежутки между зонами их
покрытия закрываются специально созданными картами БА.
Результатом является полная коллекция официальных
векторных карт на весь Мировой океан. AVCS обеспечивает
картографическое покрытие 2000 портов мира и маршрутов
между ними.
AVCS предоставляет ENC в формате S-63.
AVCS позволяет выбирать как отдельные карты, так и их
комплекты (folios). Существует три типа комплектов карт:
транзитные, региональные и портовые.
Каждому клиенту службой AVCS автоматически
предоставляется полный комплект базовых дисков, на которых
записаны карты ENC на весь Мировой океан. Доступ к
требуемым данным на этих дисках осуществляется при помощи
получаемых у дистрибьютора продукции БА лицензий
(разрешений), содержащихся в файлах доступа к картам.
22

23. 4. Карты и схемы пользователя

Карта пользователя – это созданная самим судоводителем в виде
независимого слоя картографических данных ЭК, предназначенная
для применения при планировании и выполнении переходов.
Схема объектов пользователя представляет собой слой тех или
иных элементов для наложения на ЭК с определенной целью.
Строятся карты и схемы пользователя с помощью специального
графического редактора. Пользовательские слои не привязаны к
конкретным картам. Их можно увидеть как отдельно, так и поверх
любой карты, если координаты элементов пользовательских слоев
находятся на ней. Накладывать на карту одновременно можно и
несколько слоев.
При построении карт пользователя могут использоваться такие
категории объектов как символы (Symbols), линии (Lines), текст
(Text), глубины (Depth), окружности (Circles), координаты
(Coordinates). Символы объектов содержатся в специальной
библиотеке, показываемой на экране в виде таблицы.
23

24. Часть таблицы символов в ECDIS «NS4000»

24
English     Русский Rules