Электронная картографическая навигационно-информационная система ЭКНИС (ECDIS)
Цифровая картография MIRACLE
Современный подход к созданию цифровых карт. IHO Standart S-101+
Участники
Михаил Чудеснов, ЮШ
Темы
Navionics, C-map, BA, OpenStreetMap, OpenSeaMap, JSOM, QGIS, Mapserver
Место
г. Москва
МОРСКАЯ НАВИГАЦИОННАЯ КАРТА
Морская навигационная карта (МНК) — географическая карта, которая используются для обеспечения судовождения и безопасности плавания. Карты данного вида обычно представлены в равноугольной нормальной цилиндрической проекции Меркатора, которая позволяет прокладывать курс судна прямой линией. Морские навигационные карты отражают: береговую линию и характер берегов, рельеф дна, глубины и характеристики донного грунта, опасные для судовождения объекты и препятствия (скалы, камни, затонувшие суда), естественные и искусственные навигационные объекты, фарватеры, места для якорных стоянок, знаки разделения движения судов, информацию о приливах, а также данные об участках суши, попавших в поле карты (реки, рельеф, дорожная сеть, населённые пункты и другое).

Основаны МНК на гидрографических съемках и батиметрических съемках. Поскольку съемка является трудоемкой и отнимает много времени, гидрографические данные для многих районов моря могут быть устаревшими и иногда ненадежными. Глубины измеряются различными способами. Исторически использовалась линия зондирования. В наше время эхо-зондирование используется для измерения морского дна в открытом море. При измерении безопасной глубины воды над целым препятствием, таким как место кораблекрушения, минимальная глубина проверяется путем прочесывания участка длинной горизонтальной проволокой. Это гарантирует, что труднодоступные выступы, такие как мачты, не представляют опасности для судов, проходящих через препятствие.

Выпускаются национальными гидрографическими управлениями во многих странах. Эти карты считаются "официальными" в отличие от тех, которые сделаны коммерческими издателями. Многие гидрографические бюро предоставляют регулярные, иногда еженедельные, ручные обновления своих карт через своих торговых агентов. Отдельные гидрографические управления выпускают национальные серии карт и международные серии карт. Координируемая Международной гидрографической организацией серия международных карт представляет собой всемирную систему карт (серия карт "INT"), которая разрабатывается с целью унификации как можно большего числа картографических систем.

Существуют также коммерчески опубликованные карты, некоторые из которых могут содержать дополнительную информацию, представляющую особый интерес, например, для шкиперов яхт.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТ (ECS)
Навигационная информационная система, которая в электронном виде отображает местоположение судна и соответствующие данные и информацию на морских картах. ECS не соответствует требованиям к составлению карт IMO / SOLAS, ее можно использовать только для обучения.
Современные стандарты ЭКНИС (ECDIS) и океанографии
разрабатывает ассоциация IHO
Standart S-101+
MIRACLE
IHO Standart - современный подход
  1. ECS НЕ ДОЛЖНА ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ ДЛЯ ПЕРВИЧНОЙ НАВИГАЦИИ. Там, где судно работает с ECS, бумажная карта остается основным средством навигации, независимо от типа используемой электронной карты.

ECS может иметь возможность использовать официальные электронные карты (ENCS), растровые навигационные карты (RNCS) или другие картографические данные, созданные частным образом, и могут иметь функциональность, аналогичную ECDIS.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТ (ECDIS)
ECDIS (анг. ELECTRONIC CHART DISPLAY & INFORMATION SYS) - это система отображения электронных карт и навигационной информации, которая при надлежащем резервном обеспечении может быть признана соответствующей современным картам, требуемым правилами V/19 и V/27 конвенции СОЛАС 1974 года.
Интерфейс ECDIS

ECDIS позволяет отслеживать местоположение судна в режиме реального времени на протяжении всего рейса и объединяет информацию от GPS, гироскопа, радара, ARPA, AIS и другого навигационного оборудования на едином дисплее.

ECDIS имеет ряд преимуществ по сравнению с бумажными картами, перечисленными ниже:
  1. Непрерывный мониторинг маршрута
  2. Непрерывный мониторинг безопасных контуров глубины и зондирования
  3. Упрощение планирования рейса
  4. Упрощенная корректировка карты
  5. Легко доступная информация при приближении к оживленным портам или районам навигации.
Однако судоводители должны быть осведомлены о следующих ограничениях:
  1. При планировании маршрута оценка невозможна
  2. Слишком много информации на экране может отвлекать
  3. Подменю могут быть очень сложными, для чего требуется знакомство с оборудованием.
  4. Размер диаграммы, отображаемой на экране монитора, значительно уменьшен по сравнению с бумажной таблицей
  5. Некоторые символы могут быть неверно истолкованы из-за незнания
  6. Автоматическое отображение местоположения может привести к самоуспокоенности.
Два типа электронных навигационных карт:
a) Растровые (RNC)
b) Эектронные/ВЕКТОРНЫЕ (ENC)
Растровые навигационные карты (RNC)*
RNC - это растровая карта, которая соответствует спецификациям Международной гидрографической организации (IHO) и создается путем цифрового сканирования бумажного изображения карты.
Отображаемые данные являются всего лишь цифровой копией оригинальной бумажной карты, изображение не имеет интеллектуальных данных и не может быть опрошено иначе, чем визуально.
При эксплуатации оборудования в режиме УЗО в отсутствие электронных навигационных карт на борту должен быть доступен соответствующий набор современных бумажных карт (IMO MSC 232).
*ОГРАНИЧЕНИЯ, ПРИСУЩИЕ RNC:
Карты RNC не будут запускать автоматические сигналы тревоги. (например, защита от заземления).
С помощью RNC невозможно отобразить контур безопасности судна или безопасный причал и выделить его на дисплее, если только эти параметры не были введены вручную во время планирования маршрута.
Плавная навигация по картам невозможна.

Горизонтальные исходные данные и картографические проекции могут отличаться в разных RNC.
Отображение функций RNC не может быть упрощено путем удаления функций в соответствии с конкретными текущими навигационными обстоятельствами.

Без выбора диаграмм в разных масштабах возможности прогнозирования могут быть ограничены.
RNC предназначен для использования в масштабе эквивалентной бумажной карты. Чрезмерное увеличение или уменьшение масштаба может серьезно ухудшить отображаемое изображение.
Электронные/векторные навигационные карты (ENC)
ENCS - это оцифрованные растровые карты. Электронные векторные карты, выпускаются национальным гидрографическим органом или от его имени и соответствуют строгим спецификациям Международной гидрографической организации (соответствует стандарту IHO –S57).

ENCS - единственные векторные карты, которые могут использоваться для первичной навигации вместо бумажных карт.

Каждая точка на карте нанесена на цифровую карту, что позволяет использовать информацию более сложным способом, таким как нажатие на объект (например, маяк), чтобы отобразить все детали этого объекта.
Проекция Меркатора
Проекция и искажения
Карту Меркатора можно построить, обернув цилиндр вокруг планеты так, чтобы он касался экватора. На этот цилиндр проецируется поверхность земли, и, наконец, цилиндр разрезается, чтобы получить двумерную карту.

Истинный размер объектов на глобусе
Искажения на картографических картах — вполне естественное явление, потому что картографам нужно сделать развёртку эллипсоида Земли на плоскости. Это в принципе невозможно сделать без искажений. Вопрос только в то, что именно можно искажать, а что нельзя.

Искажения бывают четырёх видов:

  • искажения длин;
  • искажения углов;
  • искажения площадей;
  • искажения форм.
Карта Хадзимэ Нарукавы на основе AuthaGraph World Map
Меркатор
Общепринятая проекция Меркатора была изобретена фламандским географом и картографом Герардом Меркатором в 1569 году и до сих пор используется как стандартная картографическая проекция в морской навигации, потому что она практически сводит к нулю искажение углов. Позволяет определить правильный азимут и направление движения. Это критически важно в мореходстве — пойти в нужном направлении. Траектория движения корабля, идущего под одним и тем же румбом к меридиану, изображается прямой линией на карте в проекции Меркатора.

Проекция Меркатора

Длины окружностей северной и южной параллелей намного меньше экватора. Но в плоском изображении они имеют точно такую же длину, что создает искажение объектов, которое увеличивается ближе к полюсам.


На рисунке ниже показано построение проекции Меркатора. Из этого ясно, что для измерения расстояний следует использовать только вертикальные шкалы.
Искажение объектов увеличивается ближе к полюсам
Современный подход к созданию интерактивных проектов и цифровых двойников.

www.miraclesoft.ru
All rights are reserved by the Geometrix design studio. Photographer Zenon Razutdinov.
The works by Rolan Gupta and Juan Pablo Bravo (thenounproject.com) were used in this template.