第八章 電子海圖顯示與信息系統(tǒng)

1、第八章 電子海圖顯示與信息系統(tǒng)ECDIS第一節(jié) 電子海圖與電子海圖系統(tǒng)背景介紹 幾個(gè)世紀(jì)以來，紙質(zhì)海圖一直是船舶導(dǎo)航中的最基本的工具。但是，隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)和強(qiáng)大且價(jià)格低廉的計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，對(duì)于航海人員來說，出現(xiàn)另外一種有力的工具。背景介紹背景介紹 ECDIS（Electronic Chart Display and Information Systems）電子海圖顯示與信息系統(tǒng)是設(shè)計(jì)用來替代傳統(tǒng)紙質(zhì)海圖，以提高船舶航行的安全性與效率。 ECDIS的出現(xiàn)與發(fā)展同上世紀(jì)早期出現(xiàn)的無線電或雷達(dá)的出現(xiàn)一樣，對(duì)于航海人員來說都是具有重要意義的發(fā)明。 ECDIS也是自四百多年前墨卡托海圖出現(xiàn)以來最具革命性

2、的航?？萍肌ODAYFUTURE一、電子海圖的定義和種類光柵電子海圖矢量電子海圖電子海圖是描述海域地理信息和航海信息的數(shù)字化產(chǎn)品。光柵電子海圖 定義： 以光柵形式表示的數(shù)字海圖，通過對(duì)紙海圖的一次性掃描，形成單一的數(shù)字信息文件；是以像素點(diǎn)的排列反映出海圖中的要素，依靠眼睛識(shí)別航海要素。 特點(diǎn)： 紙海圖的復(fù)制品； 可與定位傳感器連接； 不能進(jìn)行查詢式操作。光柵掃描航海圖（RNC） 定義： 符合IHO光柵航海圖產(chǎn)品規(guī)范（S-61)的光柵電子海圖。 屬性： 由官方紙質(zhì)海圖復(fù)制而成； 根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)制作； 內(nèi)容的保證有發(fā)行數(shù)據(jù)的水道測(cè)量局負(fù)責(zé)； 根據(jù)數(shù)字化分發(fā)的官方改正數(shù)據(jù)進(jìn)行定期改正。 產(chǎn)品： AR

3、CS (UKHO); RNC (NOAA).矢量電子海圖 定義： 以矢量形式表示的數(shù)字海圖。 特點(diǎn)： 每個(gè)要素是以幾何圖元的形式存儲(chǔ)； 儲(chǔ)存量小、顯示速度快、精度高、支持智能化航海； 可查詢?nèi)我鈭D標(biāo)的細(xì)節(jié)； 可根據(jù)需要選擇不同層次的信息； 可設(shè)置自動(dòng)報(bào)警； 可查詢其他航海信息。電子航海圖（ENC） 由政府或政府授權(quán)的航道測(cè)量機(jī)構(gòu)或其他相關(guān)政府機(jī)構(gòu)發(fā)布的與ECDIS一起使用的數(shù)據(jù)庫，其內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和格式都已標(biāo)準(zhǔn)化，并符合IHO標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)電子海圖。 屬性： 內(nèi)容基于主管水道測(cè)量局的原始數(shù)據(jù)或官方海圖； 根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼和編制； 基于WGS-84坐標(biāo)系； 內(nèi)容的保證由發(fā)行數(shù)據(jù)的水道測(cè)量局負(fù)責(zé)；

4、只由主管水道測(cè)量局發(fā)行； 根據(jù)數(shù)字化分發(fā)的官方改正數(shù)據(jù)進(jìn)行定期改正。非標(biāo)準(zhǔn)電子海圖 不符合IHO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的電子海圖。 缺陷： 不是官方海道測(cè)量機(jī)構(gòu)制作的，不能保證數(shù)據(jù)的權(quán)威性； 不直接從事海道測(cè)量，數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)性不能得到保證； 通用性較差。b) 矢量數(shù)矢量數(shù)據(jù)據(jù)a) 地形模型地形模型c) 光柵數(shù)光柵數(shù)據(jù)據(jù)二、電子海圖應(yīng)用系統(tǒng) 電子海圖需要與計(jì)算機(jī)、通道設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)軟件等共同組成系統(tǒng)，從而完成信息顯示、船位標(biāo)繪、航線設(shè)計(jì)等一系列導(dǎo)航功能。 電子海圖應(yīng)用系統(tǒng)是指接受并顯示電子海圖數(shù)據(jù)，同事提供一定功能的軟件或設(shè)備（包括軟件和硬件）。 分類： ECDIS; ECS; RCDS.RENC1.電子海圖顯

5、示與信息系統(tǒng)（ECDIS） 定義：一種有足夠備用配置，能視為符合經(jīng)修正的1974年SOLAS公約第V/19條和第V/27條要求的最新海圖的航行信息系統(tǒng)，可有選擇地顯示系統(tǒng)電子航海圖（SENC）信息及航行傳感器的位置信息來幫助航海人員計(jì)劃航線和監(jiān)控航線，如有要求，還可以顯示其他關(guān)于航行的信息。 SENC指一個(gè)數(shù)據(jù)庫，由整個(gè)ENC內(nèi)容及其更新無損轉(zhuǎn)換而成的制造商內(nèi)部ECDIS格式，由ECDIS用于顯示生成的海圖和其他導(dǎo)航功能，還可包含航海人員增加的信息和其他來源的信息。 ECDIS專門用來顯示官方電子航海圖（ENC） ENC及其官方更新數(shù)據(jù)是唯一可以合法地用于ECDIS上的電子海圖數(shù)據(jù)庫ENC、S

6、ENC、ECDIS關(guān)系圖ENCSENC電子海圖電子海圖顯示設(shè)備顯示設(shè)備改正信息改正信息其他信息其他信息轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換ENCECDISENC、SENC、ECDIS關(guān)系 SENC是ECDIS從ENC中選取的，轉(zhuǎn)換成本身的格式而產(chǎn)生的，與ENC有不同的數(shù)據(jù)組織格式 目的是為了快速顯示ENC SENC還包括不屬于ENC中的信息 ECDIS根據(jù)SENC來顯示。2.電子海圖系統(tǒng)（ECS） 定義：是一種基于電子海圖顯示的信息系統(tǒng)，用來顯示官方或非官方矢量電子海圖或光柵電子海圖數(shù)據(jù)庫，也可具有各種導(dǎo)航應(yīng)用功能。 不符合IMO制定的ECDIS相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的電子海圖系統(tǒng)統(tǒng)稱為ECS。 中國海事局制定的國內(nèi)航行船舶船載電

7、子海圖系統(tǒng)和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)備管理規(guī)定中要求安裝的電子海圖應(yīng)用系統(tǒng)即為ECS。可不滿足IMO關(guān)于ECDIS的標(biāo)準(zhǔn)和要求，但需要滿足中國海事局關(guān)于ECS的相關(guān)規(guī)定，包括電子海圖來源、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)等。SPERRY MARINE S.ECDIS / ECS 制造商制造商ADVETO ABEDC B.V.HITEC MARINE AUTO. KONGSBERG SIMRAD CHARTWORXC-MAPDOLPHIN MAR. SOFT.MORINTECHNORTHSTAR TECH.P.C. MARITIME LTD.SAINSEL SISTEMAS N.SEVEN-Cs (7Cs)STN

8、ATLAS ELECTR.ELECTRONIC NAV. S. J.R.C.LASER PLOT INC.NAUTICAL DATA INT.OBSERVATION TECH.PINPOINT SYST. INT.SAM ELECTRONICSSHIP SYSTEMS ASTELEFLEX MORSE EL.FURUNOKELVIN HUGHESLITTON MARINENAVINTRA LTD.OSL (Offshore System Ltd.)RACAL DECCASIS - SEA INF. SYST. SIEMENSTELKO A/SHDW-HAGENUK KODENMAPTECHNA

9、VIONICS INC.ORMSTON TECH.RAYTHEON MARINESELESMARSODENATOKIMEC INC.TRANSAS MARINETRESCOXENEX NAVIGATION3.光柵海圖顯示系統(tǒng)RCDS 定義：一種航行信息系統(tǒng)，它用來自航行傳感器的位置信息顯示RNC來幫助航海人員計(jì)劃航線和監(jiān)控航線，如有要求，還可以顯示其他關(guān)于航行的信息。 系統(tǒng)光柵航海圖數(shù)據(jù)庫（SRNC），與ECDIS類似，為顯示生成的海圖和其他導(dǎo)航功能，RCDS通過適當(dāng)方式對(duì)RNC及更新數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化后生成新的數(shù)據(jù)庫。RCDS 局限性： 光柵掃描海圖為有邊界海圖，這種模式如使用一套紙質(zhì)海圖一樣

10、； 光柵掃描海圖不能啟動(dòng)諸如防止擱淺的自動(dòng)報(bào)警功能，但可以由用戶加入信息的方式產(chǎn)生某些報(bào)警功能； 海圖基準(zhǔn)面和投影可能和ENC不同； 海圖上的特征不能被簡化或移除以適合某種特定的航行要求，如雷達(dá)信息的疊加等。 RCDS的海圖變向顯示可能影響海圖資料的讀??； 可能不能夠通過查詢方式獲取海圖物標(biāo)的附加信息； 不能設(shè)置安全等深線或水深點(diǎn)并使其高亮顯示； 基于光柵掃描海圖，不同的顏色可能用于顯示同樣的海圖信息，也可能出現(xiàn)白天和夜間顏色的不同； 光柵掃描海圖應(yīng)以其紙質(zhì)海圖的比例尺顯示，過分的放大或縮小會(huì)嚴(yán)重降低RCDS的性能。4.ECS、ECDIS、RCDS三者之間的關(guān)系Electronic Chart Systems (ECS)ECDISECDIS/RCDSECSStandardised by ISOENCRNCRaster ChartsVector Charts4.ECS、ECDIS、RCDS三者之間的關(guān)系 RCDS只能顯示光柵電子海圖； ECS和ECDIS主要是用來顯示矢量電子海圖