147184 (Морская картографическая информация)

Реферат на тему.

Морская картографическая информация

В целях обеспечения безопасности мореплавания нацио­нальные гидрографические службы проводят большую работу по гидрографическим съемкам и измерениям, обслуживанию и мониторингу СНО, созданию цифровых наборов картографиче­ских, навигационно-гидрографических данных и поддержке их на уровне современности, хранению и архивации материалов. Банк данных Национальной гидрографической службы на об­служиваемый регион является наиболее полным, достоверным и современным. Поэтому для создания современного и достовер­ного банка данных на весь Мировой океан обмен информацией между национальными гидрографическими службами имеет очень важное значение.

Кодирование цифровых наборов данных может осуществ­ляться различным образом. Поэтому в целях обеспечения обме­на электронной картографической информацией между нацио­нальными гидрографическими службами и предоставления та­кой информации на суда оборудованные ECDIS, IHO совместно с IMO разработан международный стандарт обмена картографи­ческой информацией и унификации предоставления информа­ции на суда - S-57.

Standard S-57 "IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data"' состоит из двух частей: А и В. Часть А содержит каталог картографических объектов (КО), включающий: список классов КО и перечень характеристик (атрибутов) КО. Класс КО - это определенная группа КО, которые считаются эквивалентными друг другу, например, плавучие маяки разных видов. Атрибуты КО - это присущий определенной группе КО набор стандарт-Пых характеристик, который считается необходимым и доста­точным для описания данного класса КО, например, для плаву­чих маяков: изображение условного знака, цвет условного знака и ряд других характеристик.

В части В описан формат обмена картографическими дан­ными между странами - членами IHO - формат DX90. Формат -это правила цифрового представления данных и обмена ими -спецификация последовательности и видов представления эле­ментов информации (чисел, текста и др.) на носителе. Набор форматов или комплексный формат определяет структуру ин­формации, представленной на носителе.

Формат DX90 в настоящее время является основным форма­том для декодирования и обмена цифровыми картографически­ми данными. Формат DX90 является частью Стандарта S-57 IHO, поэтому сю иногда обозначают S-57/DX90.

Формат DX90 сочетает в себе свойства гибкости и ко.мпакг-ности, совместим с другими средствами обмена данными и не ориентирован на определенную нарезку карт. Он позволяет:

-поддерживать несколько уровней обмена цифровыми дан­ными;

-представлять место объекта в географической или прямо­угольной системе координат с различными единицами и мерами точности;

-строить карты в различных проекциях:

-хранить описательную информацию для наборов данных;

-добавлять новые записи.

В развитие формата DX90 для обмена картографической информацией между гидрографическими службами и пересылки их пользователям по каналам связи разработан специальный формат MACDIF (Map and chart data inter change format).

В связи с особенностями аппаратной части и программного обеспечения с целью оптимизации обработки и хранения ин­формация в автоматизированных системах навигации представ­лена во внутрисистемном формате. Однако система, отвечаю­щая стандартам ECDIS, должна обеспечивать конвертацию DX90 во внутренний формат и наоборот. Цифровые данные кар­ты, представленные во внутреннем формате автоматизирован­ной системы навигации, называются системными данными электронной карты.

Для картографической информации принят обменный SHP-формат шейп-файлов.

В комплект обмена вместе с данными всегда должен быть включен файл описания данных (метаданные и описание семантики данных), оформляемый в соответствии с рекомендациями.

Программное обеспечение подготовки данных в заданных форматах

Для рутинных данных применяется ПО соответствующих технологий.

Данные в обменном таблично-текстовом формате могут быть подготовлены с помощью широко распространенных продуктов MsOffice «Excel», «MsAccess» или в худшем случае любого текстового редактора.

Формат GWXF™ используется для обмена электронными картами в приложениях GISWARE®, производимых фирмой ИНГИТ. Картографические данные в формате GWXF™ могут формироваться любыми независимыми средствами или путем перекодировки из известных форматов. Этим обеспечивается открытость приложении GISWARE® для картографических данных различных производителей.

Обменный формат GWXF™ включает 3 файла с одинаковыми именами.

Первый файл имеет расширение «gwf». Это символьный файл в котором передается общая информация электронной карты - координаты углов, масштаб источника и пр.

Пример gwf-файла формата GWXF™ имеет вид:

[FRAME]

LAT_SouthWest=56.000000

LON_SouthWest=42.000000

LAT_NorthWest=60.000000

LON_NorthWest=42.000000

LAT_NorthEast=60.000000

LON_NorthEast=48.000000

LAT_SouthEast=56.000006

LON_SouthEast=48.000000

[MAP DESCR]

Map Scale=1000000

[FEATURE LENGTH]

Object Code Length=8

Attribute Code Length=2

В файле имеются три секции озаглавленные идентификаторами в квадратных скобках.

Секция [FRAME] содержит 8 пар координат углов рамки карты. Идентификаторы начинающиеся с символов LAT - это широты (Latitude), а с символов LON - это долготы (Longitude). Далее в идентификаторе угол указывается в явном виде, т.е.

LAT_SouthWest - широта юго-западного угла рамки карты и т.п. Координаты

представляются в градусах с миллионными долями. Северная широты и восточная долгота положительные, южная широта и западная долгота отрицательные. Знак плюс опускается, минус присутствует в явном виде.

Секция [MAP DESCR] содержит знаменатель масштаба источника электронной карты с идентификатором Map Scale

Секция [FEATURE LENGTH] содержит информацию о длинах кодов в кодировке объектов и атрибутов карты.

Идентификатор Object Code Length - это длина кодов объектов в байтах, а Attribute Code Length - длина кодов атрибутов объектов в байтах.

Второй файл - это база данных в D-base формате, имеющий расширение «dbf». В этом файле передается вся семантическая информация картографических объектов.

База данных должна иметь два обязательных поля и может иметь неограниченное количество полей атрибутивной информации.

Обязательное поле с именем «OBJECT_NUM» типа CHARACTER длиной 5 байтов заполняется уникальными номерами объектов в пределах данной базы. Обязательное поле с именем «OBJECT_COD» типа CHARACTER заполняется в старшем байте признаком характера локализации объекта, а в последующих байтах кодами объектов по кодификатору используемой карты. Длина поля определяется кодификатором. Используются следующие признаки характера локализации объектов:

A - площадной объект;

L - линейный объект;

P - точечный объект.

Имена полей атрибутивной информации всегда начинаются с символа G и подчерка

(G_), за которыми следуют наименования атрибутов по кодификатору используемой

карты.

В зависимости от уровня автоматизации операций, информационных ресурсов и функциональных возможностей НИС разделяют на три группы:

• ECDIS (Electronic Chart Display and Information System);

• ECS (Electronic Chart System);

• ECDIS/ECS.

ECDIS - это навигационно-информационная система, удовлетворяющая специальным требованиям ИМО, МГО, МЭК.

Соответствие системы названным требованиям позволяет судоводителям официально использовать ее прокладку на электронной карте вместо прокладки на бумажных картах. Такой статус ECDIS определен правилом 20 главы V Международной конвенции ИМО по безопасности ЖИЗНИ на море (SOLAS-74).

Согласно этому правилу, все суда должны быть снабжены приведенными на уровень современности картами, наставлениями для плавания, пособиями по огням, знакам, радиотехническим средствам, извещениями мореплавателям, таблицами приливов и другими специальными публикациями, необходимыми на предстоящий рейс. Требуемые карты могут быть обеспечены также путем их представления на экране ECDIS. Это касается и других необходимых на рейс навигационных пособий, информация которых также может быть отображена на экране ECDIS.

Таким образом, ECDIS может быть использована как эквивалент бумажных навигационных карт и пособий для плавания. Это означает не физическую эквивалентность прокладок на электронной и бумажной картах, а юридическое признание использования ECDIS без применения бумажных карт на район плавания,

В ECDIS должны использоваться только векторные электронные карты(ecdis-карты), данные которых подготовлены государственными гидрографическими организациями, стандартизованы по содержанию (Публикация МГО S52), структуре, действующему формату обмена картографической информацией (Публикация МГО S57, v.3) и полностью удовлетворяющие специальным требованиям ИМО. В официальной литературе для этих карт используется сокращенная запись ENC - Electronic navigation chart. Таким образом, используемое сокращение ENC и термин ecdis-карта представляют одно и то же.

ECS - это навигационно-информационные компьютерные системы, не полностью удовлетворяющие требованиям к ECDIS. Применение ECS не освобождает судоводителя от ведения прокладки на бумажныхкартах.Используемыевтакихсистемахкарты, называемые ниже ecs-картами, не полностью отвечают специальным требованиям ИМО и МГО. К ECS относятся:

• RCDS (Raster Chart Display System) - компьютерные системы с растровыми ЭК.

• НИС с векторными ЭК, не полностью удовлетворяющими требованиям к cat is- картам;

• НИС с упрощенными ЭК.

ECDIS/ECS представляет собой НИС с «двумя лицами», в англоязычной литературе, так называемые, "dual-fuel ECDIS". Это системы, которые работают как с ecdis- так и с ecs-картами. Такая ситуация вызвана тем, что в настоящее время нет полного набора ecdis-карт на все районы Мирового океана.

Когда в ECDIS/ECS используются ecdis-карты, эта система имеет статус ECDIS.

Как отмечалось выше, ECDIS представляет собой навигационно-информа-ционную систему с ЭК, соответствующую специальным международным стандартам и требованиям. Эта система работает в реальном масштабе времени и отображает интегрированную картографическую и другую, относящуюся к процессу судовождения, информацию.

Требования к ECDIS. Среди предъявляемых к ECDIS требований ниже названы основные.

Минимальные эксплуатационные требования к ECDIS установлены резолюцией ИМЮ А.817(19), 1995 - Performance standards for electronic chart displayand information systems (ECDIS).

Требования к содержанию ENC, к условным обозначениям, к применяемым цветам, к дисплеям определены в специальной публикации Международной гидрографической организации: S52 -Specification for Chart Content and Display of ECDIS, Edition 5, Dec 1996.

Описание формата представления данных ENC на электронных носителях содержится в специальной публикации МГО: S57 - Transfer Standard for Digital Hydrographic Data, edition 3, Nov 1996. Название этого формата соответствует номеру публикации.

Технические требования к ECDIS установлены документами Международной электротехнической комиссии:

International Standard 61174, - «Maritime navigation and Radiocommunication Equipment systemsElectronic Chart Display and Information Systems (ECDIS) - Operational and performance requirements, methods of testing and required results», IW8.

Publication 60945, - General Requirements for Shipborn Radio Equipment Forming Part of GMDSS and Marine Navigation Equipment.

Международные требования к взаимодействию морской навигационной аппаратуры изложены в протоколе МЭК 61162 -"Digital Interfaces - Navigation and Radiocommunication Equipment On Board Ship".

Сертификация ECDiS. На классификационные общества возложена ответственность тестирования НИС на предмет соответствия стандартам и принадлежность к ECDIS. Руководство для тестирования содержится в публикации МЭК 61174.

Навигационно-информационные системы, отвечающие всем предъявляемым требованиям, получают от классификационного общества соответствующий сертификат (Type Approval Certificate) и могут после этого законно называться ECDIS.

Эквивалентность ECPIS бумажным картам. На законном основании на судне можно не иметь бумажных карт и использовать электронную прокладку без дублирования ее графической прокладкой на бумажной карте, когда:

1. ECDIS сертифицирована классификационным обществом;

2. ECDIS снабжена одобренной резервной системой, которая имеет

достаточные средства для обеспечения безопасного судовождения на

оставшейся части рейса и случае выхода ECDIS из строя. Резервная система может иметь ограниченные функции ECDIS, либо полностью

дублировать ее. Между основной и резервной системами должна быть возможность обмена информацией. По крайней мере, в резервную систему от основной следует передавать результаты предварительной прокладки и данные всех корректур;

3. При прокладке используются только ecdis-карты;

4. Ecdis-карты откорректированы по дату использования (приведены па уровень современности).

В случае невыполнения любого из этих требований на судне должен быть комплект откорректированных бумажных карт. При нарушении только второго требования разрешается использовать электронную прокладку без дублирования ее графической прокладкой

на бумажной карте.

Ключевые положения эффективного использования ECDIS.

Выделяют три основные аспекта, обеспечивающие эффективность