Совсем еще недавно электронно-картографические системы представляли собой сложные и очень дорогие системы на базе компьютеров. Такие системы (ЭКНИС – электронно-картографическая и информационная навигационная система; ЭКС – электронно-картографическая система) используются на больших морских судах. Для малых судов можно было бы использовать ноутбуки с упрощенным программным обеспечением, но обычные ноутбуки обладают плохой водо– и влагостойкостью, а специальные защищенные, очень дорогие доступны не каждому.

За прошедшие 10–15 лет появились компактные, доступные по цене, стационарные и носимые электронно-картографические приборы – карт-плоттеры, наименьшие из которых не уступают по размерам обычному приемнику GPS, которые можно переносить в кармане или в рюкзаке, установить в рубку катера, в надувную лодку, на байдарку. Более того, появились приборы, являющиеся одновременно рыбопоисковым эхолотом и карт-плоттером.

Современный картплоттер состоит из двух основных частей – носителя картографической информации и плоттера. Необходимые для получения местоположения данные картплоттер может получать от встроенного приемника GPS, либо от любого внешнего приемника.

Носителями картографической информации для навигационных систем малых судов (картплоттеров) являются лазерные компакт-диски и мини-картриджи (рис . 60 ). Мини-картриджи применяются в стационарных картплоттерах, а компакт-диски используются для загрузки карт в носимые приборы, размеры которых не позволяют разместить слот для картриджа.

Если на лазерных компакт-дисках обычно записывается мировая база электронных карт, то на мини-картриджах записывается набор карт различного масштаба отдельных районов, объем которого зависит от емкости картриджа. Существует несколько электронно-картографических систем, используемых для записи карт на картриджи – С-Мар NT+, C-MAX, Blue Chart, Navionics Nav-Charts™, Furuno MiniChart и некоторые другие. Наибольшим покрытием отечественных акваторий – Ладожского и Онежского озер, Финского залива, Баренцева, Белого, Азовского, Черного и Каспийского морей обладают коллекции карт С-Мар и Blue Chart.

Источниками данных электронных карт С-МАР и Blue Chart являются официальные карты, производимые гидрографическими службами, собственное производство данных по договорам с гидрографическими службами, оцифровка материалов съемки малых гаваней при отсутствии официальных бумажных карт (по заказу местных властей).

Рис . 60. Носители электронных карт

Картплоттер (рис . 61, 62 ) – это функционально законченный прибор, содержащий в своем водонепроницаемом корпусе приемник спутниковой навигации (в некоторых моделях приемник может быть и выносным), компьютер с заложенной на заводе-изготовителе программой, монохромный или цветной дисплей, клавиатуру для управления, слот для ввода картриджа или порт для загрузки карт. Обязательным элементом является порт для ввода-вывода информации в международном морском формате NMEA 0183.

Размеры экранов могут быть самыми различными – от совсем маленьких, размером 40 ? 60 мм, цветных и монохромных экранов носимых картплоттеров Garmin GPS MAP 60 и 76, до крупных 10–15 дюймовых на стационарных судовых плоттерах.

Рис . 61. Носимый картплоттер

Все картплоттеры имеют общие принципы работы и управления с помощью курсора и меню, с которыми мы познакомимся с использованием какой-либо популярной модели, например, ChartMaster v6 с цветным 6-дюймовым дисплеем.

Картплоттер имеет 12-канальный параллельный приемник GPS. Он имеет все полагающиеся ему функции – определение координат, отображение на экране электронной карты положения судна и трассы его перемещения, параметров движения, маршруты, путевые точки и пр. Для навигации на акваториях, на которые нет карт, в картплоттерах обычно имеются страницы с соответствующей графикой, аналогичной имеющейся в обычных приемниках GPS. В данном приборе для этого имеется графический указатель «дорога», в других, в частности, в приборах Garmin, используется указатель «компас».

Работа с картплоттером

Управление практически всеми картплоттерами осуществляется, как в компьютере, через систему меню с помощью клавиш – стрелок, джойстика и функциональных клавиш. С помощью меню устанавливают необходимые настройки дисплея, трассы, единиц измерения, охранных зон и пр. и пр., выбираются различные функции, создаются маршруты и путевые точки.

Рис . 62. Стационарный картплоттер

Первое включение прибора, как и у приемника GPS, начинается с процесса инициализации. Поскольку этот процесс уже рассматривался в предыдущей главе, на нем останавливаться не будем, а сразу перейдем к работе с картплоттером.

После включения прибора, как только его приемник GPS захватит сигналы спутников, на экране установится карта района нахождения судна, изображение которого будет располагаться в центре. Если на этот район есть картридж, то на экране будет отображаться подробная карта конкретного участка.

Обычно на картриджах записываются карты самых разных масштабов – от генеральных до крупномасштабных для портов, или трудных в навигационном отношении участков. Имеющаяся в картплоттере функция ZOOM («масштаб») позволяет выбирать нужный масштаб. В некоторых моделях возможно увеличение масштаба свыше заданного картой за счет растяжки изображения карты. Это создает определенные удобства для судовождения, но не увеличивает детализацию находящегося на экране изображения.

Движение судна отображается на дисплее одним из двух способов. В первом случае его отметка остается неподвижной в центре экрана на фоне движущейся карты; во втором случае отметка движется от центра к краю экрана и по достижении его возвращается назад одновременно со сдвигом карты. При необходимости может отображаться траектория движения судна, вектор скорости и его текущие координаты.

Использование курсора

Важную роль в работе с картплоттером играет курсор. Это – главный инструмент, с помощью которого решается множество задач – измерение дальности и азимута до объектов, определение их координат, вычисление расстояний между объектами, создание путевых точек и маршрутов, получение информации и многое другое. Рассмотрим для примера несколько функций курсора.

Если в ходе плавания возникнет необходимость определения расстояние до какого-то объекта на карте (до берега или вешки), достаточно навести перекрестие курсора на эту точку, и в информационном окне появятся ее координаты, а также дальность и направление относительно судна. Аналогичным образом получают информацию об отмеченных на карте названиях островов, населенных пунктах, портах, о навигационной обстановке, глубинах и т.п.

Если навести курсор на какой-либо объект, например, навигационный буй или маяк – в появившемся информационном окне появится полная информация об этом объекте – высота, цвет, цвет и сектора видимости огней и т.п. С помощью курсора можно получить названия не обозначенных на картах островов и населенных пунктов.

Использование курсора значительно облегчает создание путевых точек и маршрутов. В отличие от приемника GPS, где эта задача решается с помощью бумажной карты с дальнейшим вводом полученных координат через меню, в картплоттере это просто и быстро осуществляется с помощью курсора – достаточно установить его на нужное место на электронной карте и нажать нужную клавишу. Полученную путевую точку затем можно легко отредактировать, присвоить ей какой-либо символ или имя, передвинуть на другое место или удалить.

Полученные маршруты и составляющие их точки размещаются на специальных страницах в виде таблиц с координатами. Их можно переименовывать, присваивать символы (например, якорь, крест, рыбка и т.п.), изменять координаты, удалять, причем, делать это можно не только в плавании, но и дома, используя для этого режим симуляции.

После создания путевых точек и сформирования маршрута необходимо проверить на наличие навигационных опасностей на всех его отрезках. Для этого записанный маршрут выводят на карту, где он будет представлен в виде связанных линиями путевых точек, и затем просматривают его на всем протяжении. Если окажется, что на каком-то участке линия проходит через опасное место (остров, каменную гряду, мель), какую-либо точку данного отрезка перетягивают курсором до тех пор, пока эта линия не уйдет с опасного места, после чего снова продолжают проверку последующих участков.

Плавания по маршрутам

Под «плаванием по маршруту» будем понимать последовательное движение от точки к точке заранее спланированного и хранящегося в памяти маршрута с использованием технических и программных возможностей приборов, позволяющих контролировать отклонения судна от заданного направления.

В современных картплоттерах при плавании по маршруту контроль отклонения осуществляется двумя способами – либо по положению отметки судна на проложенной трассе движения, либо с помощью специальных графических индикаторов, используемых обычно в приемниках GPS. Некоторые модели картплоттеров могут объединять на одном экране оба режима, что делает более удобным судовождение в сложной навигационной обстановке.

Очень полезной функцией контроля за направлением движения судна по маршруту является вектор скорости. Это очень чувствительный и быстродействующий инструмент, позволяющий быстро реагировать на отклонения от генерального курса.

Если маршрут создан заблаговременно и хранится в памяти прибора, то через меню его выбирают из списка и активируют одним из имеющихся способов, после чего на экране отобразится участок карты с проложенным маршрутом и картплот-тер перейдет в режим навигации. При этом, в окне данных появятся значения направления на первую путевую точку, дальность до нее, время в пути и время прибытия, а графические дисплеи будут показывать отклонения от истинного курса.

При приближении к активной точке на заданное расстояние прибор подаст звуковой сигнал и сообщение в информационном окне на экране об этом событии.

По прибытии в первую точку прибор автоматически перейдет в режим движения к следующей точке и т.д., вплоть до прибытия к конечному пункту плавания.

Плавания по путевым точкам

Навигация по путевым точкам является частным случаем плавания по маршруту, поэтому принципы использования картплоттера и судовождения одни и те же.

Путевые точки могут создаваться заблаговременно и храниться в памяти прибора, откуда они могут извлекаться, активироваться с помощью функции «GO TO» и использоваться для навигации. Создание путевых точек в ходе плавания очень эффективно осуществляется с помощью курсора – для этого достаточно навести его перекрестие на нужное место и нажать клавишу «GO TO» – и картплоттер перейдет к навигации на выбранную точку.

Следует остановиться на одной особой путевой точке «МОВ» (Man Over Board) – «Человек за бортом». Эта путевая точка задается обычно нажатием специальной клавиши, после чего карт-плоттер автоматически переходит к навигации на точку МОВ.

База информационных данных

Каждый картплоттер содержит набор информационных данных, содержание и объем которых может быть различным в разных моделях. Часть информационной базы вводится при производстве приборов, а основная часть поступает вместе с электронной картой района.

Основную часть базы данных составляет навигационная информация, обязательно присутствующая в каждом картплоттере. Сюда входят сведения о глубинах, навигационных опасностях, навигационной обстановке, названия островов, заливов, портов и т.п. Такие данные обычно выводятся автоматически в информационное окно при наложении курсора на данный объект или, в некоторых моделях, при попадании отметки судна в установленную область около объекта.

Каждый картплоттер содержит информационные данные о приливах и отливах для каждого конкретного района. Они содержатся на отдельной странице, выбираемой через главное меню.

Второй блок данных может содержать список портов и укрытий для данной карты с расстояниями до судна и направлениями на них, их характеристики (наличие телефона и телеграфа, больницы, нефтебазы, особенности акватории). Нередко список портов выстраивается по возрастанию расстояний до судна, что позволяет в случае необходимости быстро выбрать ближайшее укрытие.

Пользовательские функции

Под этим не очень корректным названием будем понимать набор самых разнообразных функций, облегчающих пользователю работу с картплоттером. В каждой модели прибора имеется свой набор функций, поэтому остановимся только на наиболее распространенных.

МОВ («Человек за бортом»).

Это одна из важнейших функций, позволяющая одним нажатием клавиши запомнить место упавшего за борт человека и перевести картплоттер в режим навигации на точку падения. После нажатие клавиши точка МОВ автоматически запоминается и сохраняется как активная до тех пор, пока она не будет удалена оператором.

Функция «возврат к судну»

При прокладке маршрута или при просмотре карты с помощью курсора можно «заблудиться» – потерять отметку судна. Для быстрого возврата на место судна существует функция, которая может называться в разных моделях «НОМЕ», «Find ship», «Ship» или еще как-нибудь. Нажатием данной функциональной клавиши на экран быстро выводится участок карты, в центре которого находится судно и курсор.

Запись трасс

При движении судна любой картплоттер может записывать и сохранять, по желанию пользователя, пройденную трассу. Трасса записывается в виде точек. На коротких трассах эти точки сливаются в линию, но, с увеличением пройденного расстояния, интервал между точками в связи с их ограниченным количеством, автоматически увеличивается.

Наиболее сложные и дорогие приборы могут хранить несколько трасс вместе с их характерными особенностями и, при необходимости, воспроизводить их, корректировать и использовать для судовождения.

Навигационные алармы

Эта функция позволяет вырабатывать сигналы тревоги (предупреждений) в случаях вхождения в установленную зону, при подходе к путевой точке маршрута, к навигационной опасности, при прохождении над местом, где глубина меньше заданной, при дрейфе судна на якоре.

Каталоги карт

Некоторые дорогие картплоттеры нередко содержат в себе каталоги карт, позволяющие в плавании легко найти нужный картридж или заказать его. Каталог карт может быть как для района, так и всемирный.

«Эхолот»

Эта функция, имеющаяся в некоторых картплоттерах, позволяет считывать с карты текущие значения глубины и отображать их одновременно с картой на экране в цифровой либо в графической форме. Кроме того, прибор может получать значения глубины в формате NMEA 0183 от судового эхолота и отображать их.

«Видеонаблюдение»

Некоторые модели картплоттеров имеют возможность работы с телевизионной камерой для наблюдения за надводным и подводным пространством или помещениями судна. Такие видеокамеры обычно поставляются как опции.

В заключение о бумажной карте. Картплоттер, несомненно, удобнее бумажной карты – он не мнется, не рвется, не намокает, им легко пользоваться, у него более богатые информационные возможности. Однако бумажная карта остается по настоящий день, наряду с вахтенным журналом, основным документом судоводителя, по которым, при каких-либо авариях будут разбираться компетентные органы. Помните об этом!

Реферат на тему

Геоинформационные системы: электронная картография

Введение

1.Что такое электронное картографирование

2.Модели ГИС

3.Решаемые задачи

4. Кому нужны ГИС

5. Краткий обзор средств разработки ГИС

6. Некоторые украинские разработки

Литература

Введение

Информация о реальных объектах и событиях в той или иной мере содержит так называемую пространственную составляющую. Пространственный аспект имеют здания и сооружения, земельные участки, водные, лесные и другие природные ресурсы, транспортные магистрали и инженерные коммуникации. Уже давно доказано, что 80-90 % всех данных составляют геоданные, т. е. не просто абстрактные, безличные данные, а информация, имеющая свое определенное место на карте, схеме или плане.

Каждый из нас хоть однажды в своей жизни работал с бумажной картой. С появлением компьютеров появились и компьютерные карты, которые обладают множеством дополнительных и полезных свойств.

1. Что такое электронное картографирование

В отличие от бумажной карты, электронная карта, содержит скрытую информацию, которую можно использовать по мере необходимости. Эта информация представляется в виде слоев, которые называются тематическими, потому что каждый слой состоит из данных определенной тематики (рис. 1). Например, один слой электронной карты может содержать сведения о дорогах, второй - о проживающем населении, третий - о фирмах и организациях и т. д. Каждый слой можно просматривать по отдельности, совмещать сразу несколько слоев или выбирать отдельную информацию из различных слоев и выводить ее на карту.

Электронную карту можно легко масштабировать на экране компьютера, перемещать в разные стороны, рисовать и удалять объекты, печатать на принтере любые территории. Кроме того, компьютерная карта обладает и другими свойствами. Например, можно запрещать (или разрешать) отображать на экране определенные объекты. Выбрав объект с помощью мыши, можно запросить информацию о нем, например, высоту и площадь дома, название улиц и др.

Именно с появлением электронных карт появился и другой термин «геоинформационные системы» (ГИС). Существуют десятки определений геоинформационных систем (их еще называют и географическими информационными системами). Но большинство специалистов склоняются к тому, что определение ГИС должно базироваться на понятии СУБД. Поэтому можно сказать, что ГИС - это системы управления базами данных, предназначенные для работы с территориально-ориентированной информацией.

Рис. 1. Основу большинства современных ГИС-приложений составляют информационные слои

Важнейшей особенностью ГИС является способность связывать картографические объекты (т. е. объекты, имеющие форму и местоположение) с описательной, атрибутивной информацией, относящейся к этим объектам и описывающей их свойства (рис. 2).

Как было отмечено выше, в основе построения ГИС лежит СУБД. Однако, вследствие того, что пространственные данные и разнообразные связи между ними достаточно сложно описать реляционной моделью, полная модель данных в ГИС имеет смешанный характер. Пространственные данные специальным образом организованы, и эта организация не базируется на реляционной концепции. Напротив, атрибутивная информация объектов (семантические данные) вполне удачно может быть представлена реляционными таблицами и соответствующим образом обрабатываться.

Рис. 2. В электронных картах даже обычная точка может сопровождаться коллекцией фотографий, дающей представление об этой местности

Объединение моделей данных, лежащих в основе представления пространственной и семантической информации в ГИС, образует геореляционную модель.

Любая географическая информация содержит сведения о пространственном положении, будь то привязка к географическим или другим координатам или ссылки на адрес, почтовый индекс, идентификатор земельного или лесного участка, название дороги и др. (рис. 3). При использовании подобных ссылок для автоматического определения местоположения объекта применяется процедура геокодирования. С ее помощью можно быстро определить и посмотреть на карте где находится интересующий вас объект.

Более перспективным является бесслоевой объектно-ориентированный подход к представлению объектов на цифровой карте. В соответствии с ним объекты входят в классификационные системы, которые отражают определенные логические отношения между объектами предметных областей. Группировка объектов разных классов для разных целей (отображения или анализа) производится более сложным способом, однако, объектно-ориентированный подход более близок к характеру человеческого мышления, чем послойный принцип.

2.Модели ГИС

Так как ГИС может работать с двумя существенно отличающимися типами данных - векторными и растровыми, то существует и две модели ГИС.

В векторной модели кодированная информация о точках, линиях и полигонах хранится в виде набора координат X, Y (в некоторых ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Местоположение точки (точечного объекта), например, здания, описывается парой координат (X, Y). Линейные объекты, такие как дороги или реки, сохраняются как наборы координат X, Y. Полигональные объекты типа земельных участков или областей обслуживания хранятся в виде замкнутого набора координат. Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств, таких как плотность населения.

Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами, так как растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек), оно подобно отсканированной карте или картинке.

3.Решаемые задачи

ГИС общего назначения обычно выполняет несколько задач:

Ввод данных;

Манипулирование и управление ими;

Информационный запрос и его анализ;

Визуализация данных.

Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования данных из бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой. В современных ГИС этот процесс может быть автоматизирован с применением сканерной технологии, что особенно важно при выполнении крупных проектов, либо при сравнительно небольшом объеме работ данные можно вводить с помощью дигитайзера. Некоторые ГИС имеют встроенные векторизаторы, автоматизирующие процесс оцифровки растровых изображений. Часто для выполнения конкретного проекта имеющиеся картографические данные нужно изменить. Для совместной обработки и визуализации все данные удобнее представить в едином масштабе и одинаковой картографической проекции. ГИС-технология предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными и выделения данных, нужных для конкретной задачи. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов. Но при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными эффективнее применять СУБД, специальные компьютерные средства для работы с интегрированными наборами данных. При наличии ГИС и географической информации можно получать ответы, как на простые вопросы, так и на более сложные, требующие дополнительного анализа, запросы. Запросы можно задавать как простым щелчком кнопкой мыши на определенном объекте, так и посредством развитых аналитических средств. Процесс наложения (пространственного объединения) включает интеграцию данных, расположенных в разных тематических слоях. Для многих типов пространственных операций конечным результатом является представление данных в виде карты или графика. ГИС предоставляет новые удивительные инструменты, расширяющие и развивающие искусство и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими средствами, например, мультимедийными.

4. Кому нужны ГИС

1. Предпринимателям.

Люди, занимающиеся бизнесом, могут использовать ГИС в разных областях своей деятельности для анализа и отслеживания текущего состояния и тенденций изменения интересующей их области рынка.

2. Руководителям предприятий.

Благодаря возможности ГИС связывать объекты схемы производственного цикла с чем угодно по щелчку кнопки мыши, обеспечивается эффективное управление производственным процессом, предотвращение аварий сводится к минимуму операции, повышается надежность и уменьшается потребность в персонале.

3. Нефтяникам и газовикам.

4. Охранным службам.

ГИС позволит определить оптимальное расположение камер наблюдения и других устройств, выдавать их сообщения в реальном времени, распечатывать отчеты в заданное время.

5. Транспортным службам.

Благодаря ГИС, в любой момент можно узнать, где находятся грузовики, состояние дорожного покрытия, информацию о пробках на дорогах, эффективнее рассчитывать загруженность транспорта и оптимизировать маршрут движения.

6. Пожарникам.

Пожарные команды получают мощное средство по координированию действий отдельных подразделений, по охвату и наблюдению за большей площадью, расчету направления огня и прогнозированию скорости его распространения.

Требования по эксплуатации судовой электронной

Изменения гл. V Конвенции SOLAS-74 естественным образом вносит изменения к требованиям проверок судов службами Port State Control и Flag State Control.

Конвенционное оборудование ЭКДИС должно проверяться по аналогии с проверками другого конвенционного оборудования. Исходя из того, что оно используется для отображения электронных карт, которые могут заменять бумажные, требования к проверкам включают и эту составляющую. Как известно, проверка любых карт определяется не только проверкой их наличия, но и проверкой даты и качества корректуры, ее оформления, статистики хранения, оформления прокладки и проработки перехода.

Основным руководящим документом является «Port State Control Committee instruction 35/2002/02. Guidelines for PSCOs on electronic chart», в котором изложены основные требования, предъявляемые при проверках.

Формализованные отношения между судоводителем, судовладельцем и сервисной службой при работе с бумажными картами всем понятны. Для обслуживания электронных картографических систем многие вопросы остаются открытыми и требуют подготовки более определенной нормативной базы. Учитывая развития этого направления, необходимо предусматривать периодическую корректировку разрабатываемых требований. Подобная динамика наблюдается и в развитии аналогичных береговых систем. Исходя из этого, проблемы сервисной поддержки приобретают большую актуальность. Аналогичные вопросы могут возникать и при проверках неконвенционного оборудования, т.е. RCDS и ECS, которое также эффективно используется на судне для решения вопросов безопасности судовождения.

Рассмотрим перечень требований, которые могут быть предъявлены к вахтенному помощнику, отвечающему за эксплуатацию электронной картографической системы. Независимо от того, какая электронная картографическая система находится на борту судна, судоводитель должен знать основы ее работы и требования к современной профилактике для поддержания системы в рабочем состоянии.

Основное внимание в нем уделяется минимальным знаниям по следующим вопросам обеспечения корректурной информацией электронных навигационных карт и дополнительных баз данных.

1. Какой тип электронной картографической системы находится на борту судна (RCDS, ECS, ECDIS)?

2. Статус картографической системы (конвенционное или дополнительное оборудование).

3. Наличие документации на картографическую систему.

4. Судовая документация по учету технического обслуживания, наличие на борту руководств пользователям.

5. Наличие договора с официальным дистрибьюторами на обновление и добавление коллекции электронных карт.

6. Наличие договора с фирмой, обеспечивающей сервисное обслуживание.

7. Наличие резервного комплекта оборудования, решение технических вопросов сопряжения основного и резервного комплекта оборудования на судне (только для оборудования ЭКДИС).

8. Наличие сертификатов у членов экипажа по работе с картографической системой.

9. Электронные карты, имеющиеся в базе данных картографической системы, статус карт (официальные или нет).

10. Дополнительные электронные базы данных (лоции, пособия, таблицы и т. д.), имеющиеся в картографической системе, статус баз данных (официальные или нет).

11. Способ доставки на судно электронных карт и дополнительных электронных баз данных.

12. Способ доставки на судно корректуры для электронных карт и для дополнительных электронных баз данных.

13. Возможность конвертирования данных электронной карты в SENC средствами картографической системы.

14. Определение даты последней корректуры электронных карт на запрашиваемый район.

15. Наличие знаний и навыков корректуры электронных карт судовой коллекции в ручном и полуавтоматическом режиме.

16. Общие представления о структуре WEND и RENC.

17. Адреса официальных представителей RENC для планируемого района плавания.

18. Принципы системы кодирования электронных ячеек, принятые в мире и в России.

19. Просмотр и анализ данных ячеек ENC (только для оборудования ECDIS) и информации по принятой корректуре.

20. Наличие на судне дополнительных программ для решения вопросов сервисной поддержки и обеспечения корректурной информацией, знания работы с ними.

21. Основные положения «Руководства по корректуре ENC» стандарта S-52 и резолюция IМО А.817(19) (только для оборудования ECDIS).

ECDIS - Electronic Chart Display & Information System - основаны на использовании и отображении цифровой картографи­ческой и навигационно-гидрографической информации в виде электронных карт. Они представляют собой перспективные интегрированные информационные системы, предназначенные для решения комплекса задач судовождения, автоматизации работы судоводителя и повышения навигационной безопасности мореплавания.

Интегрированность ECDIS подразумевает, что они объединяют информацию о местоположении судна на основании счисления ко­ординат по данным лага и гирокомпаса, обсерваций по спутнико­вым навигационным системам, в совокупности с картографической и радиолокационной информацией о навигационной обстановке.

Информационное назначение ECDIS определяется ее способностью представлять судоводителю параметры картографических объектов (ориентиров, опасностей, фарватеров, глубин и др.) и данные об условиях плавания по всему маршруту перехода.

Навигационное назначение определяется решением как тради­ционных задач (счисление, прокладка, введение поправок в счисли- мые координаты, помощь в удержании судна на заданном курсе и др.), так и новых задач по оценке навигационной безопасности плавания, выработке рекомендаций по безопасному маневрированию, автоматизации процессов и процедур с электронной картой (ЭК) и ее использованию для мореплавания.

Электронные навигационные карты разделяются на растровые и векторные. Растровые карты нашли более широкое применение в видеопрокладчиках различных фирм для обеспечения нужд море­плавания. Сегодня национальные гидрографические службы про­изводят такие системы и подтверждают возможность их использо­вания.

Растровые навигационные карты представляют собой точные копии бумажных карт. Они получаются путем сканирования с высоким разрешением бумажных карт или их пластиковых аналогов с последующей обработкой, включая уменьшение размеров файла с помощью методов сжатия информации, добавления данных для его описания, проекции и т. п.

Последующая обработка позволяет современному программно­му обеспечению производить автоматическую прокладку, планировать маршрут перехода, обеспечивать автоматизированную сигнализацию для привлечения внимания судоводителя при отклонении от запланированного пути или контролировать место судна. При воспроизведении растровой карты можно изменять ее расположение в различных вариантах: ориентация «Север», «Курс» или любое другое по желанию судоводителя. При изменении ориентации карты все надписи поворачиваются вместе с изображением. Данная особенность сторонников векторных карт трактуется не как недостаток, а скорее как достоинство, позволяющее избежать возможной ошибки оператора, естественным образом напоминая ему о том, что карта расположена нестандартно. В то же время осуществление разворота обеспечивает возможность совмещения карты с радиолокационным изображением.

Все надписи на растровых картах увеличиваются или уменьша­ются пропорционально увеличению или уменьшению размера вос­производимой карты. В случае, когда воспроизводится значитель­ный участок, он может выглядеть переполненным пояснительными надписями, которые будут затруднять чтение. При уменьшении размеров воспроизводимого района, пояснительные надписи увеличиваются, приобретая чрезмерный размер, также мешают чтению карты. Поэтому при выполнении предварительной прокладки на ECDIS рекомендуется уменьшить нагрузку карты (например, отменить изображение всех глубин, кроме минимально допустимых).

Значительное преимущество растровых систем перед бумажными картами - это возможность ведения автоматической прокладки, отображение положения судна относительно окружающей обстановки в режиме реального времени. Существующее навигационное программное обеспечение сопрягается с системами определения места судна.

Производство векторных карт наиболее трудоемко. Оно заклю­чается в первоначальном сканировании карты, а затем векторизации этой карты, т.е. перевода различных линейных, площадных и точечных объектов в цифровой код. Такими предметами являются: берега, осушки, изобаты, изолированные опасности (подводные, надводные, осыхающие скалы, затонувшие суда), буи, маяки, различные ограждающие линии и т. д.

Некоторые фирмы применяют смешанную технологию цифро­вания: наиболее сложные объекты сканируют, а затем векторизуют, а точечные объекты цифруют одновременно с векторизацией.

При работе с такой картой в ECDIS имеется возможность реагировать на любой объект, так как он имеет свой код. Это позволяет судоводителю разгружать карту, т. е. удалять с экрана дополнительную и не имеющую особого значения информацию. Например, для судна с осадкой 10 метров можно убрать все глубины более 20 м.

Очевидно, что по информативности векторные карты лучше растровых и позволяют решать более широкий круг задач, связан­ных с безопасностью судовождения.

Основная концепция ECDIS состоит в том, что точность и пол­нота ЭК должны быть эквивалентны (или не менее) точности и полноте бумажной карты.

Процедура планирования перехода судна на ECDIS, в общем, ничем не отличается от ее выполнения без применения цифровых технологий, но прежде, чем приступать к работе с ECDIS, необхо­димо ознакомиться с ее функциональными возможностями и огра­ничениями.

Основные функциональные возможности ECDIS сводятся к следующим возможностям:

- Работа с ЭК:

- автоматические:

* изменение масштаба,

* выполнение корректуры;

Возможность изменения состава отображаемой картографи­ческой информации;

Получение дополнительной справочной информации о кар­тографических объектах;

Планирование и выполнение предварительной прокладки маршрута перехода с проверкой на наличие навигационных опасностей в полосе заданного движения судна и проведением расчетов скорости, расстояний, времени плавания и т. п.

Контроль за местоположением судна:

Отображение обсервованных (счислимых) географических координат места судна;

Автоматическое ведение счисления и текущей прокладки с отображением траектории судна;

Измерение пеленгов и дистанций как от местоположения собственного судна до любого объекта, так и от любого местоположения на карте до любого объекта;

Отображение векторов движения судна относительно грунта и относительно воды (по данным гирокомпаса и лага);

Автоматическая оценка навигационной безопасности плава­ния на основе использования цифровой модели навигационно-гидрографической обстановки в ЭК и сигнализации об опасных собы­тиях;

Совмещение радиолокационной и навигационно-гидрогра- фической информации;

Обеспечение проигрывания маневра для безопасного расхождения с другими судами (при сопряжении с САРП);

Введение поправок в счислимые координаты места судна по данным обсерваций, полученным традиционными методами;

Автоматическое ведение судового журнала.

Оценка информации по району плавания:

Получение информации

* по портам,

* по приливам,

* по течениям;

* климатических данных;

Расчет направления и скорости истинного ветра;

Расчет остаточной скорости при движении по маршруту пе­рехода;

Просмотр архивных данных.

Указанные функциональные возможности ECDIS определяют следующие преимущества перед бумажной картой:

Обеспечение судоводителя интегральной навигационной об­становкой на основе объединения информации от различных технических средств навигации (РЛС, САРП, СНС и др.);

Уменьшение искажений масштаба и направлений на сис­темной электронной навигационной карте (SENC) путем автома­тического размещения главной параллели карты в середине экрана;

Повышение навигационной безопасности на основе более подробного учета гидрографической обстановки по цифровой модели карты и ее оценки по результатам совмещения радиолокационной и картографической обстановки;

Автоматическая корректура ЭК.

Главное же достоинство ECDIS заключается в повышении уровня автоматизации деятельности судоводителя, его обеспечение более надежной и достоверной непрерывной информацией о картографической и навигационной обстановке, местоположении судна, осуществление непрерывного ведения автоматической прокладки пути, уменьшение и исключение погрешностей при измерениях, опознании и расчетах.

Таким образом, применение ECDIS на судах дает возможность коренным образом улучшить организацию работы судоводителей и снизить навигационную аварийность.

Однако ECDIS свойственны определенные ограничения:

ЭК отображают на обычных дисплеях примерно 1/6 часть бумажной карты традиционных размеров при одинаковом масштабе.

Из-за этого требуется более частая смена изображения. Частичное устранение этого ограничения достигается применением двух дисплеев, на одном из которых отображается мелкомасштабная карта района, а на другом - карта части этого района, но в более крупном масштабе;

Из-за наличия в ECDIS электронного изменения масштаба возможно отображение карты в таком крупном масштабе, при котором не обеспечивается необходимая точность измерений и не поддерживается детальное содержание ЭК. В этом случае оператору ECDIS должно автоматически выдаваться соответствующее предупреждение об опасном масштабе карты;

При работе с дисплеями наблюдается повышенная утомляе­мость операторов;

Для работы с ECDIS необходима специальная подготовка судоводительского состава в целях ее эффективного использования и преодоления психологического барьера перед новыми нетрадиционными техническими средствами.