27

один (общий для высот, глубин и береговой линии), два (отдельно для высот с береговой чертой и для глубин) либо три (отдельно для высот, для глубин, для береговой черты). Вертикальный датум для батиметрических данных называется нулем глубин карты.

Для отсчета высот топографических объектов обычно используется поверхность геоида, которая проходит через точку начала отсчета высот, закрепленную на высоте среднего уровня моря.

Для измерения глубин и высот осыхающих объектов применяются нули глубин карты, соответствующие тому или иному уровню моря (для морей с приливами – обычно уровни малых вод) [28].

Характеризуя вертикальные датумы, следует отметить, что средние уровни моря в разных местах Земли представляют поверхность геоида. Она имеет возвышения и понижения относительно референц-эллипсоида, величина которых может достигать 100 м. Поэтому единым на Земле вертикальным датумом рационально считать геоид. Национальным картографическим агентством ВМС США (NIMA) были определены с точностью до 1 метра значения вертикальных отклонений геоида от эллипсоида WGS-84 с шагом 0.250 по широте и долготе, и получен первый основанный на геоиде (Earth Geoid Model - EGM) комбинированный датум – WGS84-EGM96 для отсчета горизонтальных и вертикальных координат.

1.2.3. Форматы данных электронных карт

Формат данных представляет собой набор правил, соглашений, стандартов для записи и хранения информации. Форматы, используемые для представления данных в файлах, делятся на текстовые, графические и комбинированные. Для пространственных данных ЭК применяются графические форматы: растровые и векторные.

Растровый формат – это формат для записи и хранения графического изображения в виде матрицы точек (пикселей). Навигационные ЭК, для записи и хранения изображений которых использованы растровые форматы, получили название растровых навигационных карт. В файле такой карты вид района представлен в растровом виде, а надписи (метаданные), относящиеся ко всей карте, хранятся в символьном формате. Так, для растровых карт UKHO применило специальный формат ARCS. Он также обозначается HCRF (Hydrographic Chart Raster Format). Гидрографические службы США и Канады выпускают растровые карты в формате BSB. Формат австралийских RNC получил название Seafarer. Свои форматы имеют и растровые карты других ГО и частных организаций.

Векторный формат – формат для представления графического изображения в файле с помощью простых геометрических объектов (геометрических примитивов): точек, линий, площадных объектов. Векторные форматы состоят либо из описаний примитивов, либо включают в себя набор инструкций, команд для их построения. ЭК, для записи и хранения пространственных данных которых применяются векторные форматы,

28

именуют векторными картами. В файлах векторных карт довольно часто описательная информация тесно увязана с пространственными данными. Компания «Transas» использует в настоящее время для своих VNC формат ТХ-97. Компания «Jeppesen Marine» (в прошлом «С-МАР») представляет свои VNC в формате СМ-93/3. Различают векторные форматы для обмена картографической информацией и для использования внутри НИС.

Внастоящее время для обмена официальной векторной картографической информацией между ГО и для передачи таких данных изготовителям навигационных средств, морякам и другим пользователям основным форматом является S-57 версия 3.1 Однако данные ENC в этом формате легко могут подвергнуться несанкционированному изменению и копированию. Поэтому IHO определило схему защиты ENC шифрованием и формат S-63 для передачи этих карт в защищенном виде.

Формат S-57 имеет много хороших сторон, но в нем есть и ограничения, так как этот стандарт:

–разработан для удовлетворения требованиям IMO и IHO к ENC и ECDIS;

–не обладает гибкостью и открытостью;

–не способен поддерживать многие виды данных;

–не может использоваться в широком диапазоне приложений;

–сосредоточен исключительно на производстве и обмене данными ENC.

Внастоящее время морская отрасль начинает переходить на новый стандарт S-100 «IHO универсальная гидрографическая модель данных», который вошел в действие в 2010 году. Он расширяет функциональность стандарта S-57 путем создания более гибкой и богатой структуры данных. Для отдельных цифровых продуктов IHO (от S-101 до S-199), IALA (от S-201 до S-299), IOC (от S-301 до S-399) и другими организациями (от S-401 до …) разрабатываются конкретные спецификации, использующие модель данных S-100, например:

-IHO S-101 - электронных навигационных карт;

-IHO S-102 – батиметрических карт;

-IHO S-103 – подводной навигации;

IALA S-201– информации AtoN;

IALA S-20x - между VTS формат обмена;

−IEHG S-401 - ENC внутренних водных путей;

−JCOMM S-411 – морского льда;

−JCOMM S-412 – океанских метеопрогнозов

Спецификация S-101 была одобрена IHO в 2011 г. и стала доступной для применения в 2013 г. Первые ENC в формате S-100/S-101 появились в 2014 г.

Формат S-100/S-### поддерживает большое разнообразие видов информации: графические образы и сеточные данные, 3D изменяющиеся во времени данные и новые приложения, которые лежат вне области традиционной гидрографии. Он допускает изменения, что позволит основному стандарту расширяться без введения его новых версий, а также

29

дает возможность использования сетевых услуг (веб-сервисов) для получения, обработки, анализа, доступа и представления информации.

Следует отметить, что ENC в стандарте S-100/S-101 пока не заменят S-57 ENC, но будут дополнять их, по крайней мере, до 2020–2030 г. Ряд используемых для передачи данных ЭК форматов представлен на рис. 1.12, где Mapmedia – формат растровых карт фирмы «MapMedia».

Рис. 1.12. Форматы передачи данных навигационных ЭК

Внутрисистемные форматы данных. Следует подчеркнуть, что формат

S-57 создан специально для обмена цифровой картографической информацией, а не для целей синтеза карт в НИС. Ввиду определенных неудобств работы с форматом S-57 внутри ECDIS при выполнении ее операций, производители этих систем свободны, согласно публикации IHO S- 52, создавать для данных SENC свои внутрисистемные форматы, соответствующие задачам, решаемым конкретной ECDIS. Внутрисистемные форматы называют также форматами SENC. Отметим, что IHO разрешило распространение данных ENC в формате SENC, используемом производителем ECDIS в своих системах.

1.2.4. Разграфка ЭК

Разграфкой (нарезкой) карт называется система деления изображения земной поверхности на листы отдельных карт. Чаще всего для морских навигационных карт применяется прямоугольная разграфка, когда изображение земной поверхности в меркаторской проекции с помощью отрезков меридианов и параллелей делится на прямоугольные листы.

Характерной чертой нарезки гидрографических служб для БНК является перекрытие соседними картами определенной акватории на их стыке и зависимость шага разграфки от широты, что обеспечивает приблизительное выравнивание площадей поверхности карт на разных широтах.

Для ENC применяются регулярно-ячеистый способ нарезки данных, выбранный государственными ГО с учетом требований IHO. Ячейка