第一章 电子海图与电子海图系统
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第1章电子海图显示与信息系统概念1.1 引言电子海图显示与信息系统(ECDIS)被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。
从最初纸海图的简单电子复制品到过渡性的电子海图系统(ENS),ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统,它不仅能连续给出船位,还能提供和综合与航海有关的各种信息,有效地防范各种险情。
据不完全统计,目前世界上安装各类电子海图的商船、渔船、客船、游船及军舰在二十万条以上.对于SOLAS船舶而言,随着各国官方电子航海图(ENC)逐步完备、标准ECDIS的出现以及IMO对ECDIS的认可,ECDIS势必取代沿用了几百年的传统纸海图.(2) Vector Charts矢量海图,是电子海图数据库的另一种形式,数字化的海图信息分类存储,因此可查询任意图标的细节(如灯标位置、颜色、周期等),海图要素分层显示,使用者可根据需要选择不同层次的信息量(如只显示小于10m的水深),并能设置警戒区、危险区的自动报警,还可以查询其他航海信息(如港口、潮汐、海流等),有人称矢量海图为“智能化电子海图”。
(4) SENC系统电子导航海图,英文为System Electronic Navigational Chart,它是ECDIS内部的一个数据库。
这个数据库是为了恰当使用ENC 而由ECDIS将其进行格式转换,同时通过恰当方法改正ENC,并且由航海人员注入其他航线信息,包括航线设计使用的点、线和区域以及ECDIS图库中的任何符号和文本注记信息。
SENC供ECDIS显示存取以及完成其他航海功能,且是ECDIS的一个组成部分,它还包含来自其他信息源的信息。
SENC是ECDIS中直接读取和显示的数据库,它是由ECDIS对ENC进行格式转换而得到的,目的是为了快速显示ENC。
SENC中包括ENC的所有信息,还可包括ENC的改正信息.ENC、SENC和ECDIS三者的关系如图所示,SENC中只包括经常使用航线上的ENC,SENC是ECDIS从ENC中选取的,转换成本身的格式而产生的,与ENC有不同的数据组织格式。
一电子海图系统1电子海图EC 矢量海图光栅海图 3 2标准电子海图 RNC ENC 4 3电子海图应用系统 SENC 5 4电子海图标准 imo ecdis S-52 S-57 S-63 IEC 61174 6 5国内ECS标准 9 6ECDIS硬件,软件组成 10 7ECDIS取代纸质海图 13二电子海图数据程序库1数据模型空间对象,特征对象 14 2数据封装 ENC制作 17 3数据显示分三层显示 20 4数据优先级顺序 22 5数据可信度和数据改正 25三电子海图功能和应用1海图显示方式海图载入比例尺变化运动模式显示方向 29 2背景设置显示符号 31 3强调显示 32 4辅助显示 33 5航海信息查询海图信息传感器信息查询方法 35 6海图改正自动,手动 36 7船员注记 38 8系统报警与指示参数设置海图报警设备报警航行预警航行报警 40 9航线设计与航次计划 43 10航行监控 45 11航行状态航行记录 47 12轨迹存储 48四电子海图的风险1海图数据误差海图坐标系,方位,传感器设备 50 2船位误差 51 3外部设备误差系统操作误差 52 4系统可靠性显示信息 ECDIS 设置系统设备保养系统软件维护驾驶台设置电力供应 55 5备用设备 56电子海图考试要点课程内容:ECDIS理论与实操1.1 电子海图与标准电子海图1、电子海图(Electronic chart)是在显示器上显示出海图信息和其它航海信息,所以也称为“()”。
电子海图和其应用环境组成()。
电子海图按照制作方法可分为()和()两种。
屏幕海图、电子海图系统、矢量电子海图、光栅电子海图2、矢量电子海图是以( )形式表示的()海图。
海域中的每个要素是以()的形式存储在电子海图数据文件中。
矢量电子海图被称为()。
矢量、数字、几何图元、智能电子海图3、光栅电子海图是以()形式表示的数字海图,通过对纸质海图的一次性(),形成单一的数字信息文件,以()的排列反映海图中的要素,依靠眼睛识别航海要素。
第一章电子海图与电子海图系统第一节电子海图与标准电子海图随着计算机技术与航海技术的不断开展,产生了以数字形式表示的海图以及各种电子海图应运系统。
它们的出现是水道测量领域的一场新技术革命,使海图研究,生产以及使用跨入了一个新的纪元,也促使航海自动化迈上新的台阶。
所谓的电子海图〔Electronic chart, EC〕是在显示器上显示出海图信息和其他航海信息,所以也称“屏幕海图〞。
电子海图及其应用环境组成电子海图系统。
一、电子海图电子海图是描述海域地理信息和航海信息的数字化产品,主要涉及海洋及其毗邻的陆地。
详细的描述了岸形、岛屿、礁石、浅滩、沉船、水深、地质、助航标志、潮流、海流等航海所需的资料。
电子海图按照制作方法可分为矢量电子海图和光栅电子海图两大类。
(一)矢量电子海图〔Vector Charts〕以矢量形式表示的数字海图。
海图中的每个要素是以点、线、面等几何图形的形式存储在电子海图数据文件中、具有存储小、显示速度快、精度高、支持智能化航海等优点。
用户查询电子海图中任意图标的细节〔如灯标、颜色、周期〕可根据需要有选择的显示不同的层次信息〔如只显示小于10M的水深点〕。
矢量电子海图与其他的船舶系统相结合,能提供戒备区、危险区等自动报警功能。
矢量电子海图被称为“智能电子海图〞。
(二)光栅电子海图〔Raster Charts〕以光栅形式表示的数字海图,通过对纸质的海图的一次性扫描,形成单一的数字信息文件;以像素的排列反映海图中的要素,依靠眼睛识别航海要素。
因此,光栅电子海图被认为是纸质海图的复制品,它包含的信息〔如岸线、水深等〕如纸质海图一一对应。
光栅电子海图也可与定位传感器〔如GPS〕连接,但由于光栅电子海图制作原理上的局限性,光栅电子海图不能够提供选择性的查询和显示功能〔如查询某一海图要素特征,或隐去某类海图要素特征等〕。
光栅电子海图被称为“非智能电子海图〞。
目前,电子海图以矢量电子海图为主,光栅电子海图是在没有矢量电子海图的海域作为补充使用。
二○一四年四月电子海图的种类和使用专业班级:姓名:指导教师:摘要随着电子海图的普及,越来越多的船舶装备了电子海图。
本文从专业角度来对电子海图进行相应的介绍,并对各类操作进行详细的描述,以及介绍电子海图的操作标准和功能特性等作用。
关键词:电子海图的种类;操作标准;特性ABSTRACTElectronic Charts was widely used in the navigation,here introduce its type/capability and performance standards/characteristics/function and limits etc.Keywords: Electronic Chart’s type,performance standards,characteristics目录电子海图的种类和使用 (4)第1章电子海图的种类 (4)1.1 电子海图的相关术语 (4)1.2 使用电子海图法规方面的问题 (5)第2章电子海图的使用 (5)2.1 电子海图系统和电子海图显示与信息系统的组成 (5)2.2 ECDIS的操作标准及功能 (6)2.3 ECS的操作标准及功能 (6)2.4 允许使用电子光栅海图 (7)第3章电子海图的显示特性 (7)3.1 电子海图相关符号的规定 (7)3.2 对特定符号的特殊处理 (8)3.3 将冗余信息进行隐藏 (8)3.4 准确显示距离 (9)3.5 自定义功能设置 (9)结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)电子海图的种类和使用随着航航技术的出现以来,人们逐渐通过海洋来进行各国之间的交易。
因此对于众多航海家来说,确定船舶在海洋中的位置是非常重要的。
为了记录船舶的位置,航海家只能通过无线电联络、记录陆标位置、观测天体方位等手段来进行船舶位置的判断,然后将测量的结果标注在航海图上,从而得出船舶的航行位置。
船舶上的驾驶员通过参照航海图上所标出来的船舶位置来判断船舶是否在正确的航线上,并以此来进行判断船舶的安全性。
国内航行船舶船载电子海图系统和自动识别系统设备管理规定第一章总则第一条为了提高我国国内航行船舶应用先进导航技术的水平,规范船载电子海图系统和自动识别系统(以下简称“AIS”)设备的配备和使用,发挥船载电子海图系统和AIS设备的航行安全保障作用,制定本规定。
第二条本规定所称“船载电子海图系统”是可以显示电子海图、具备航线设计、船位监控、航行监控和报警等导航功能的设备。
第三条本规定适用于中国籍沿海、内河航行机动船舶。
以下船舶不适用于本规定:(一)渔船;(二)公务舰艇;(三)体育运动船艇;(四)军用船舶。
第四条中华人民共和国海事局(以下简称“中国海事局”)负责船载电子海图系统和AIS的统一管理及船载电子海图系统和AIS 设备的型式认可和产品检验管理。
第五条各地海事管理机构负责对船舶配备船载电子海图系统和AIS设备情况实施监督检查。
各船检机构负责设备配备及安装情况的检验。
第二章设备标准及型式认可第六条中国籍国内航行船舶配备的船载电子海图系统设备应符合中国海事局《国内航行船舶船载电子海图系统(ECS)功能、性能和测试要求(暂行)》中的A级设备要求。
中国籍船舶配备的A级AIS应符合国际电工委员会(IEC)61993-2标准《海上导航和无线电通信设备和系统-自动识别系统(AIS)第二部分:通用自动识别系统(AIS)A级船载设备-操作和性能需求、测试方法和要求的测试结果》。
中国籍国内航行船舶配备的B级AIS应符合中国海事局《国内航行船舶船载B级自动识别系统(AIS)设备(SOTDMA)技术要求(暂行)》或国际电工委员会(IEC)62287-1标准《海上航行和通信设备与系统B级船载自动识别系统(AIS)第一部分:载波侦听时分多址技术(CSTCDMA)》。
第七条国内航行船舶配备的船载电子海图系统、AIS设备需经型式认可和产品检验。
第八条经授权的船舶检验机构应按照本规定第六条的要求对船载电子海图系统、A级和B级AIS设备进行型式认可和产品检验。
国内航行船舶船载电子海图系统和自动识别系统设备管理规定第一章总则第一条为了提高我国国内航行船舶应用先进导航技术的水平,规范船载电子海图系统和自动识别系统(以下简称“AIS”)设备的配备和使用,发挥船载电子海图系统和AIS设备的航行安全保障作用,制定本规定。
第二条本规定所称“船载电子海图系统”是可以显示电子海图、具备航线设计、船位监控、航行监控和报警等导航功能的设备。
第三条本规定适用于中国籍沿海、内河航行机动船舶。
以下船舶不适用于本规定:(一)渔船;(二)公务舰艇;(三)体育运动船艇;(四)军用船舶。
第四条中华人民共和国海事局(以下简称“中国海事局”)负责船载电子海图系统和AIS的统一管理及船载电子海图系统和AIS设备的型式认可和产品检验管理。
第五条各地海事管理机构负责对船舶配备船载电子海图系统和AIS设备情况实施监督检查。
各船检机构负责设备配备及安装情况的检验。
第二章设备标准及型式认可第六条中国籍国内航行船舶配备的船载电子海图系统设备应符合中国海事局《国内航行船舶船载电子海图系统(ECS)功能、性能和测试要求(暂行)》中的A级设备要求。
中国籍船舶配备的A级AIS应符合国际电工委员会(IEC) 61993-2标准《海上导航和无线电通信设备和系统-自动识别系统(AIS)第二部分:通用自动识别系统(AIS)A级船载设备-操作和性能需求、测试方法和要求的测试结果》。
中国籍国内航行船舶配备的B级AIS应符合中国海事局《国内航行船舶船载B级自动识别系统(AIS)设备(SOTDMA)技术要求(暂行)》或国际电工委员会(IEC)62287-1标准《海上航行和通信设备与系统B级船载自动识别系统(AIS)第一部分:载波侦听时分多址技术(CSTCDMA)》。
第七条国内航行船舶配备的船载电子海图系统、AIS设备需经型式认可和产品检验。
第八条经授权的船舶检验机构应按照本规定第六条的要求对船载电子海图系统、A级和B级AIS设备进行型式认可和产品检验。
电子海图理论课一:电子海图与电子海图系统1.1 电子海图定义与种类矢量电子海图Vector chart是指以矢量形式(也就是通常所说的图形方式)表示的数字海图。
数字化的海图信息分类存储,可以查询任意图标的细节(如灯标的位置、颜色、周期等),海图要素分层显示,使用者可以根据需求选择不同层次的信息量(例如只显示小于10米的水深),能设置警戒区、危险区的自动报警,还可以查询其他航海信息(如港口设施、潮汐变化、海流矢量等)。
有人把矢量海图称为“智能化电子海图”。
光栅电子海图是指以栅格形式(也就是通常所说的图像方式)表示的数字海图,国际标准的栅格电子海图被称为“Raster Navigational Chart(RNC)”目前世界上主要的RNC产品有:英国海道测量局(UKHO)生产的ARCS和美国国家海洋及大气管理局(NOAA)生产的RNC。
(1)光栅海图“忠实地”反映出纸海图上面所有的信息(如岸线、等高线、水深点、障碍物等),并且色彩、符号与传统纸海图保持一致。
航海人员对这种海图很有熟悉感,对他们进行培训较容易,能较快掌握这种系统的使用方法。
(2)具有同纸海图一样的精度和可靠性,能完成标准导航任务,而且信息更多。
(3)光栅海图的数字信息文件是一种图像文件,形成过程简单、可行。
这些信息未经分门别类,因此不能对光栅海图进行查询式操作(如查询本船周围某一个距离内的危险物情况,本船周围水深情况等)。
(4)当加入其他信息时,图像变得杂乱无章。
(5)不能任意旋转海图方向,不能提供自动深度报警。
(6)一般比矢量海图占用空间大。
光栅电子海图矢量电子海图优点制作工艺简单、成本低存储量小、显示速度快、精度高、能够支持多种智能化功能缺点是纸质海图的翻版,不具有智能化制作工艺复杂、成本高作用和地位辅助地位,在没有矢量电子海图的海域作为补充使用主导地位电子航海图ENCIMO MSC 232(82)性能标准对ENC的定义为:“电子航海图(ENC)系指由政府,或政府授权的航道测量机构或其他相关政府机构发布的与ECDIS一起使用的数据库,其内容、结构和格式都已标准化,并符合IHO标准。
第八节 电子海图一、电子海图及其系统一、电子海图及其系统1、电子海图及其分类(1)按制作方式分①矢量化海图(vector charts):是将数字化的海图信息分类 存储的数据库,使用者可以选择性地查询、显示和使用数 据,并可以和其它船舶系统相结合,提供诸如警戒区、危 险区的自动报警等功能。
②光栅扫描海图(raster charts):通过对纸质海图的光学扫 描形成的数据信息文件,可以看作是纸质海图的复制品, 因此不能提供选择性地查询和显示功能。
(2)按数据库结构分①有边界电子海图:有边界海图数据库是一张纸质海图通过数字化处理后建立的数据库,这种海图数据库的建立方 法比较简单,但其显示的海图是与纸质海图一样有边界的。
②无边界电子海图:在目前还没有统一的全球性或大范围的数据库的情况下,无边界电子海图是通过多张相连海图 的数字化处理得到的。
电子海图的比例尺反映了电子海图的精度,由纸质海 图经过数字化处理形成的电子海图的比例尺不能大于原纸 质海图的比例尺。
无边界海图数据库的海图显示是窗口形式,显示的电子海 图的范围象窗口一样可以连续地上下左右移动,见下图。
2、电子海图系统电子海图系统(ECS)是一种集成式的导航 信息系统,它在使用电子海图的基础上,完 成综合的船舶驾驶任务。
国际海事组织和国际水道测量组织经过 广泛地分析、研究和实验,在总结多功能船 用电子海图系统的结构、功能和应用的基础 上,提出了电子海图显示与信息系统(ECDIS) 的概念,制定了相应的标准。
二、电子海图显示与信息系统二、电子海图显示与信息系统1、电子海图显示与信息系统的组成电子海图显示与信息系统的组成分为硬件部分和软件 部分,如图所示。
2、电子海图显示与信息系统的功能(1)海图显示(2)海图作业(3)海图改正(4)定位及导航(5)航海信息咨询(6)雷达信息处理(7)航路监视(8)航行记录3、电子海图显示与信息系统的主要优点(1)海图信息的选择显示(2)海图改正简单易行(3)海图附加资料的提供(4)船舶驾驶自动化水平的提高(5)本质性地提高航行安全性(6)海图数据存储在磁盘或光盘中,便于保管和传 递,不象纸质海图那样需要大量的库存与相应的库房。