14

преобразование географических координат с учетом проекции карты в экранные координаты, генерализацию, отсечение картографических объектов, формирование дисплейного файла. Программы, выполняющие задачу синтеза изображения ЭК, называются визуализаторами данных карт.

Можно отметить следующие достоинства векторных карт.

Для одного и того же района файл VNC меньше по объему файла RC, но в то же самое время данные первой карты более информативны.

Хранение информации VNC в виде записей о КО 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 их изображение 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.

1.1.2.Официальные и неофициальные карты

Взависимости от юридического статуса ЭК подразделяются на официальные и неофициальные. Официальными картами считаются ЭК, изданные правительством или по его разрешению уполномоченной ГО или другими соответствующими государственными учреждениями. Эти карты применяются при навигации в рамках Конвенции СОЛАС74. Все другие карты являются неофициальнми. Официальные ЭК бывают векторными

(ENC) и растровыми (RNC).

Официальные векторные ЭК. Имеется только один вид официальных векторных карт, сокращенно обозначаемых ENC. В Эксплуатационных требованиях IMO к ECDIS дано следующее определение такой карты.

ENC означает базу данных, стандартизированную по содержанию, структуре и формату, выпускаемую для использования в ECDIS правительством или по его разрешению уполномоченными ГО или другими соответствующими правительственными учреждениями и отвечающую стандартам IHO. ENC содержит всю картографическую информацию, соответствующую официальной БНК, необходимую для безопасного мореплавания, и может включать дополнительные данные (например, из лоции и других пособий), которые можно использовать при решении навигационных задач.

ENC включает КО, представленные точками, линиями и площадными формами, и имеющими отдельные атрибуты. Характеристики объектов могут быть применены в ECDIS, чтобы отобразить все данные карты или выбранную их комбинацию. Программно информацию ENC можно применять, чтобы предупредить о надвигающейся опасности или требующих внимания судоводителя ситуациях.

15

Координирующим органом по созданию Мировой коллекции ENC и решению проблем международного морского применения ECDIS является Комитет IHO WEND (Worldwide Electronic Navigational Chart Database). WEND представляет кооперацию отдельных государств-членов IHO.

ENC имеют следующие свойства [14]:

−используют только официальные картографические данные последнего издания;

−по точности и полноте не уступают официальным БНК и могут, по сравнению с ними, включать дополнительные относящиеся к судовождению сведения;

−при разграфке учитывают требования IHO;

−производятся по стандартам IHO (S-57, S-63, S-100/S-101);

−компилируются, кодируются и отображаются в соответствии с международными стандартами;

−геодезической основой имеют WGS-84;

−вертикальными датумами ENC могут быть нули для глубин и высот, используемые на официальных БНК;

−издаются только государственной ГО на свои воды;

−регулярно обновляются официальной корректурной информацией, распространяемой в цифровом виде;

−за содержание ENC отвечает издающая ее ГО.

Классификация ENC по назначению. В зависимости от назначения

(оригинального масштаба) ENC разделяются на [11]:

•обзорные карты (Overview) – 1:2500001 и меньше;

•генеральные карты (General) – 1:300001 ÷ 1:2500000;

•прибрежные карты (Coastal) – 1:80001 ÷ 1:300000;

•подходные карты (Approach)– 1:40001 ÷ 1:80000;

•гавани (Harbour) – 1:10001 ÷ 1:40000;

•планы (Berthing) – 1:10000 и крупнее.

Официальные растровые карты (RNC) – это точно отражающие официальные БНК 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 копиями официальных БНК;

−выпускаются в соответствии с международными стандартами;

−регулярно обновляются официальной корректурной информацией, распространяемой в цифровом виде;

−за содержание RNC отвечает издающая ее ГО.

Информацию RNC разделяют на два вида:

16

-графическое изображение карты;

-основные характеристики карты и относящиеся к ней надписи на ее поле

либо за ее рамкой, представленные в виде текста и таблиц с текстом. Разрешающая способность цифрового изображения RNC (количество

точек на дюйм) и любой метод, используемый для сжатия данных RNC или оперирования с ними, должны обеспечивать четкое отображение всей информации, которая находилась на исходной БНК. Точность цифровых данных RNC должна позволять показывать место судна на экране с точностью, по крайней мере, не худшей, чем при отметке его вручную на БНК. Как представлять изображение карты и ее метаданные (в одном или в нескольких файлах), какой использовать формат для данных карты, решает самостоятельно каждая национальная ГО.

Текстовые метаданные (общие сведения о карте) предписано вставлять во все RNC. Если изображение карты включает врезки, то и они дополняются метаданными. Любая RNC должна содержать следующие метаданные:

–идентификатор агентства, выпускающего карту;

–номер RNC;

–номер исходной БНК, если он отличен от номера RNC;

–дату издания RNC;

–дату последней корректуры или номер учтенного последнего NtMs;

–предыдущие корректуры или номера NtMs;

–масштаб карты;

–вид ориентации карты;

–тип проекции и соответствующие ей параметры;

–горизонтальный датум;

–поправки для приведения спутниковых определений к датуму карты, если он не совпадает с WGS-84 или ПЗ90;

–вертикальные датумы;

–единицы измерения высот и глубин;

–разрешающую способность изображения в пикселях на миллиметр или в пикселях на дюйм;

–палитры цветов для дня, сумерек и ночи.

Для дневной палитры RNC необходимо использовать такие же цвета, как и на исходной БНК. Цвета для сумерек и ночного времени должны быть настолько, насколько возможно, близки к цветам ENC.

Кроме перечисленной выше, любая другая относящаяся ко всей карте информация (заметки, диаграммы, таблицы, включая сведения о качестве карты), представляющая интерес для мореплавания, также должна быть записана в текстовом формате. Эти метаданные должны отображаться четко, просто и быстро даже в тех случаях, когда место на БНК, где расположены эти данные, не находится на отображаемой части RNC.

Британское адмиралтейство (БА) стала первой в мире государственной организацией, которая с 1993 г. стала снабжать морские суда картами RNC. С весны 1994 г. оно ввело в свой состав новую службу – ARCS

17

(Адмиралтейская служба растровых карт). Практически все адмиралтейские БНК представлены в растровом виде и доступны пользователям. RNC выпускаются ГО и ряда других стран (США, Канады, Австралии и др.).

Подчеркнем основное отличие ENC от RNC:

–ENC обеспечивают большую глубину информации, содержат сведения о каждом объекте карты и позволяют выводить их по запросу, состоят из нескольких слоев, что позволяет подстраивать изображение карты к условиям плавания и решаемым задачам;

–RNC являются отсканированными изображениями БНК, они не могут предоставить информацию об объектах, так как не содержат ее, а также не позволяют целесообразным образом изменять изображение карты, так как их данные находятся в одном слое.

Неофициальные векторные карты. Векторные карты выпускаются также частными фирмами и другими организациями. Крупнейшим производителем VNC является компания «Transas». Коллекцией ее VNC охвачены все районы Мирового океана. Эти карты выпускаются, распространяются и используются внутри ECS в формате ТХ-97. Имеются программные средства для конвертации данных из формата S57/3.1 в формат ТХ-97 и, наоборот, с соблюдением всех требований IHO.

Компания «Jeppesen Marine» (в прошлом «С-МАР») разработала коллекцию векторных карт, покрывающих воды всего Мирового океана. Ячейки VNC этой компании имеют размер 40х40 по широте и долготе. Данные этих карт представлены в формате СМ-93/3. Он является внутрисистемным и служит также форматом для передачи данных карт.

Картографическое агентство Департамента обороны США (NIMA)

производит цифровые карты DNC – Digital Nautical Chart. Они базируются на содержании БНК, выпускаемых NIMA. DNC соответствуют стандартному формату Департамента Обороны - VPF (Vector Product Format), совместимому с принятым НАТО цифровым форматом для карт. Горизонтальным датумом всех карт является WGS-84. Используется три вертикальные датума. Высоты объектов отнесены к среднему уровню моря, береговая линия - к среднему уровню полных вод. Глубины отсчитываются от уровня, принятого за ноль глубин на бумажном прототипе ЭК. Данные DNC разделены на 12 слоев.

Бесшовную базу данных VNC со сплошным покрытием предоставляет и фирма «Navionics» (США). В этой базе картографические данные на все акватории Земного шара хранятся по слоям как логически неразрывные массивы, соответствующие ячейкам 50х50.

1.1.3.Базовые и системные ЭК

Взависимости от характера использования в НИС различают исходные (основные, базовые) и системные ЭК.

18

Базовой картой является ENC или RNC или цифровые данные других карт, которые размещены в одном файле (или в нескольких), поставляемом государственной или частной организацией. Данные основной карты не могут быть изменены на судне.

Системная электронная карта – это набор данных для отображения откорректированной ЭК, представленный во внутреннем формате системы. Он является результатом преобразования системой содержания основной ЭК, корректур и данных, добавленных мореплавателем. Среди системных ЭК выделяют SENC и SRNC, полученные соответственно на основе преобразования ENC и RNC.

SENC означает БД во внутреннем формате производителя, полученную в результате преобразования всего содержания и корректуры ENC, при котором никакая информация не была утрачена. Именно эта БД используется в ECDIS для формирования отображения и для других навигационных функций, а также является равноценной информации, содержащейся в откорректированной БНК. SENC может также содержать информацию, добавленную мореплавателем или полученную из других источников. Более коротко SENC можно определить как совокупность данных, образованных в ECDIS из данных ENC, корректур, заметок судоводителя с целью отображения карты на экране дисплея.

Различают три категории нагрузки SENC: базовая, стандартная и полная. Характеризуя эти категории, необходимо отметить следующее.

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. Базовая нагрузка включает: береговую черту (для полной воды); выбранную капитаном безопасную изобату; в ограниченной безопасной изобатой области отдельные подводные препятствия с глубинами, меньшими безопасной; в пределах этой же области отдельные опасности, такие как мосты, линии электропередач, включая буи и знаки, которые применяются или не используются как средства навигации; системы движения; масштаб; вид ориентации карты и режим дисплея; единицы глубин и высот.

Стандартная нагрузка – это набор данных, необходимых при навигационной прокладке и планировании пути. Она включает базовую нагрузку, линии осыхания, стационарные и плавучие средства навигации, границы фарватеров, каналов, приметные визуальные и РЛ объекты, запретные и ограниченные районы, и некоторые другие сведения. Эта нагрузка должна вызываться для отображения одним действием оператора.

Полная нагрузка представляет информацию обо всех объектах карты, имеемую в памяти. Она содержит стандартную нагрузку и другую информацию, включающую: значения глубин, подводные кабели и трубопроводы, маршруты паромов, элементы всех отдельных опасностей, детали навигационных средств, содержание предупреждений

19

мореплавателям, дату издания ЭК, геодезические датумы, и т.д. Названные компоненты карты могут быть распределены по классам объектов для возможности отображения этих классов в отдельности.

Для примера на рис. 1.4, 1.5, 1.6 представлена карта соответственно с базовой, стандартной и полной нагрузкой.

Рис. 1.4. Представление базовой нагрузки

Рис. 1.5. Отображение карты со стандартной нагрузкой

Рис. 1.6. Карта с полной нагрузкой

SRNC – это база данных, полученная в результате преобразования RNC и корректур к ней в RCDS с помощью соответствующих средств.