В общем случае под электронной картой (electronic chart) – понимают электронный способ создания, хранения, корректуры и отображения на экране дисплея с помощью условных знаков изображения участка земной поверхности.
Основой для создания изображения электронной карты (ЭК) на экране дисплея служит картографическая база данных (КБД). Картографической базой данных называется специально организованная для целей судовождения совокупность официальных сведений о картографических, навигационно–гидрографических и гидрометеорологических элементах обстановки в районах океанов и морей и прилегающих к ним побережий.
До недавнего времени такой базой данных являлись только бумажные морские карты, руководства и пособия.
В настоящее время накопленные разными странами картографические базы данных преобразуются в цифровую форму, позволяющую хранить, обновлять, переносить и воспроизводить их на экране дисплея системы. Используя такую базу данных, современные автоматизированные системы навигации воспроизводят на экране дисплея электронную карту. Полнота, объем, и возможности воспроизведения таких картографических баз данных могут быть различными.
Существующие в настоящее время в цифровом виде картографические базы данных можно классифицировать по следующим основным характеристикам:
· используемой математической модели земного эллипсоида;
· полноте представляемой информации;
· технологии преобразования в цифровую форму;
· возможности корректуры на судне;
· возможности при воспроизведении (стандартное, сокращенное, дополнительное);
· возможности автоматического воспроизведения сигнала об опасности или о наступлении назначенного судоводителем события.
В настоящее время существует множество различных автоматизированных систем навигации, воспроизводящих электронные карты.
По объему информации, воспроизводимые этими системами электронные карты можно разделить на три группы:
· упрощенные или стилизованные ЭК, которые неэквивалентны бумажной морской навигационной карте. Такие ЭК содержат меньше информации, чем обычные бумажные карты и не применяются для ведения счисления и определения места судна, а носят информационный характер;
· растровые электронные карты (Raster navigational chart-RNC) - эквивалентны бумажной морской навигационной карте;
· векторные полномерные электронные карты (Electronic navigational chart – ENC) – нагрузка которых удовлетворяет требованиям Правила V5/20 Конвенции IMO SOLAS-74/95, содержащие информацию и обладающие свойствами соответствующими стандартам IMO и IНО для ECDIS.
Упрощенные или стилизованные ЭК представляют собой схематическое изображение отдельных участков земной поверхности, которые предназначены для наглядного представления о получаемой информации и ориентировки на местности. Используются для нанесения информации о погоде, гидрометеорологических данных, схем движения, при построении тренажеров по управлению движением судна, радиолокационных тренажерных комплексах и других аналогичных случаях, когда вопросы точного отображения участков земной поверхности не имеют первостепенного значения.
Растровые электронные карты – картографические базы данных, основой которых служат «электронные копии» с обычных морских навигационных карт, снятые с помощью сканера. Такая технология создания картографических баз данных называется растровой технологией. Для стран, имеющих наиболее полные и высококачественные коллекции карт на весь Мировой океан, это был наиболее быстрый и легкий путь создания цифровых картографических баз данных. В начале 90-х годов такую картографическую базу данных начало создавать Британское гидрографическое управление. Сейчас эта работа завершена.
В настоящее время такие картографические базы данных позволяют осуществлять автоматическую корректуру на судне по данным, распространяемым гидрографическими службами на специальных носителях или по каналам морской подвижной связи.
Растровые электронные карты используются в Растровых картографических дисплейных системах (Raster Chart Display Systems – RCDS). IMO признает использование таких систем (Циркуляр IMO SN/Circ.207, 7 January 1999). Однако RCDS не обладают всеми функциями ECDIS и могут быть использованы только совместно с обычными бумажными морскими навигационными картами, руководствами и пособиями. Прокладка ведется на бумажной карте. Отличия RCDS от ECDIS с ENС и рекомендации судоводителям по использованию RCDS изложены в Циркуляре IMO SN/Circ.207, 7 January 1999.
Векторные полномерные электронные карты (Electronic navigational chart – ENC) – картографические базы данных, стандартизованных по содержанию, структуре и действующему формату обмена картографической информацией, выпущенные для использования на основе официальных данных, подготовленных национальными гидрографическими организациями. Такая база данных содержит всю картографическую информацию, необходимую для безопасного судовождения и может содержать дополнительную информацию из навигационных руководств и пособий, которой нет на бумажных морских навигационных картах (например, данные для расчета приливо-отливных явлений, правила плавания и др.). Эти картографические базы данных используются в Электронных картографических дисплейных информационных системах – ECDIS. Такие автоматизированные системы навигации являются наиболее перспективными.
Электронная карта в ECDIS (ENC) не является копией бумажной карты, а представляет собой совокупность таких источников информации как бумажная карта, сведения из лоции, сведения по огням и знакам и др.
Корректура электронных карт
Корректура электронных карт осуществляется в соответствии с определенными правилами.
Источниками корректуры должны быть:
· национальные гидрографические службы – официальные корректуры;
· компетентные местные службы (лоцманская, маячная, береговой охраны и др.) – местные корректуры.
Официальные корректуры могут быть:
· локальные постоянные;
· локальные временные (с указанием срока действия);
· корректуры для добавления, удаления, замещения картографических объектов или их атрибутов;
· пространственные корректуры для полной замены одной или нескольких карт.
Система корректуры для ENC ECDIS должна быть организована в соответствии со следующими требованиями:
· обновлению (Update) должна подвергаться системная электронная карта. Исходная картографическая база данных должна при любых условиях остаться неизменной;
· корректуры должны быть стандартизованы по структуре, системе классификации и кодирования; формат передачи данных должен соответствовать формату DX90;
· обновление электронной карты должно включать использование не только постоянных, временных и предварительных Извещений мореплавателям, но также относящихся к карте навигационных предупреждений Navarea и Navtex; текстовая часть информации по корректуре электронной карты должна быть на английском языке;
· вносимая корректура не должна ухудшать электронную карту. Сведения о внесенной корректуре должны сохраняться в памяти системы и отображаться по запросу судоводителя;
· ответственность национальных гидрографических организаций за корректуры должна быть эквивалентной той ответственности, которую они несут по корректуре бумажных навигационных карт.
Корректура электронных карт может осуществляться: вручную, полуавтоматически и автоматически.
Ручная корректура осуществляется судоводителем с помощью специальной программы-редактора, имеющейся в системе управления базами данных. Данные вводятся судоводителем с клавиатуры. При этом используется имеющийся в программе набора условных знаков, символов, элементов, шрифтов и т.п.
При вызове на экран, данные ручной корректуры отображаются такимобразом, чтобы они четко отличались от всей информации на экране, полученной другим образом, т. е. чтобы четко видно, что это данные ручной корректуры.
Полуавтоматическая корректура осуществляется путем доставки носителя информации (дискеты или компакт-диска) по почте в порт захода и перезаписи информации с носителя в картографическую базу данных системы или путем приема по каналам связи на судне и записи на носитель информации и последующей переписи ее в картографическую базу данных системы. В этом случае информация на носителе должна быть записана в формате, который может быть преобразован во внутренний формат установленной на судне системы. При вызове на экран данные полуавтоматической корректуры отображаются в виде, присущем только этим данным, и явно отличаются от любой другой информации на экране.
Автоматическая корректура осуществляется путем передачи корректурной информации по каналам спутниковой связи и автоматической записи в картографическую базу данных системы. Для этого система должна быть сопряжена с аппаратурой спутниковой связи. При автоматическом вводе корректуры применяются методы защиты и контроля целостности получаемой информации. Получаемая корректурная информация регистрируется. Система сообщает судоводителю о получении корректурной информации и номера пропущенных извещений. Информация автоматической корректуры представляется в формате MACDIF, определенном IМО в качестве стандартного формата для автоматической корректуры ENC. При вызове на экран, данные автоматической корректуры отображаются в виде, присущем только этим данным, и явно отличаются от любой другой информации на экране. Автоматическая корректура признана IМО наиболее предпочтительной. Данные для автоматической корректуры могут предоставляться по инициативе соответствующих служб или по запросу судоводителя.
Данные каждой группы корректур хранятся в отдельных файлах.
В существующих системах построение откорректированной электронной карты может осуществляться различными способами. Например, в системе хранятся две базы данных - база данных исходной КБД и база данных корректур к ней. Построение электронной карты в этом случае осуществляется путем работы с двумя базами данных. В другом случае в системе хранятся три базы данных - исходная КБД, база данных корректур и откорректированная КБД. В этом случае построение электронной карты осуществляется только по откорректированной КБД.