В каких бы направлениях не применялись
информационные технологии, они практически
всегда связаны с обработкой информации.
2.Практическая часть.
2.1.Носители картографической
информации
ЭЛЕКТРОННАЯ
КАРТОГРАФИЯ И ЭЛЕКТРОННО-КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ
Совсем еще недавно электронно-картографические
системы представляли собой сложные и
очень дорогие системы на базе компьютеров. Такие системы (ЭКНИС – электронно-картографическая
и информационная навигационная система;
ЭКС – электронно-картографическая система)
используются на больших морских судах.
Для малых судов можно было бы использовать ноутбуки с упрощенным программным обеспечением,
но обычные ноутбуки обладают плохой водо– и влагостойкостью,
а специальные защищенные, очень дорогие
доступны не каждому.
За прошедшие 10–15 лет появились компактные,
доступные по цене, стационарные и носимые
электронно-картографические приборы
– карт-плоттеры, наименьшие из которых
не уступают по размерам обычному приемнику
GPS, которые можно переносить в кармане
или в рюкзаке, установить в рубку катера,
в надувную лодку, на байдарку. Более того,
появились приборы, являющиеся одновременно
рыбопоисковым эхолотом и карт-плоттером.
Современный картплоттер состоит из
двух основных частей – носителя картографической
информации и плоттера. Необходимые для
получения местоположения данные картплоттер
может получать от встроенного приемника
GPS, либо от любого внешнего приемника.
Носители картографической
информации
Носителями картографической информации
для навигационных систем малых судов
(картплоттеров) являются лазерные компакт-диски
и мини-картриджи (рис. 60). Мини-картриджи применяются в стационарных
картплоттерах, а компакт-диски используются
для загрузки карт в носимые приборы, размеры
которых не позволяют разместить слотдля картриджа.
Если на лазерных компакт-дисках обычно
записывается мировая база электронных
карт, то на мини-картриджах записывается
набор карт различного масштаба отдельных
районов, объем которого зависит от емкости
картриджа. Существует несколько электронно-картографических
систем, используемых для записи карт
на картриджи – С-Мар NT+, C-MAX, Blue Chart, Navionics
Nav-Charts™, Furuno MiniChart и некоторые другие.
Наибольшим покрытием отечественных акваторий
– Ладожского и Онежского озер, Финского
залива, Баренцева, Белого, Азовского,
Черного и Каспийского морей обладают
коллекции карт С-Мар и Blue Chart.
Источниками данных электронных карт
С-МАР и Blue Chart являются официальные карты,
производимые гидрографическими службами,
собственное производство данных по договорам
с гидрографическими службами, оцифровка
материалов съемки малых гаваней при отсутствии
официальных бумажных карт (по заказу
местных властей).
2.2. Спектр программного
обеспечения и оборудования для навигации.
2.2.1. Соэнки.
Для оснащения судов, осуществляющих
перевозки по внутренним водным путям,
также разработана навигационная система,
аналог ЭКНИС, — СОЭНКИ (система отображения
электронных навигационных карт и информации).
При этом данное оборудование может использоваться
и на судах смешанного («река–море») плавания,
так как оно отвечает требованиям, предъявляемым
к ЭКНИС. «СОЭНКИ/ЭКНИС 270» производства
«Транзас» — одна из таких универсальных
систем, которая может использоваться
на судах, осуществляющих международные
рейсы.
«СОЭНКИ/ЭКНИС 270» имеет функциональную
возможность, позволяющую оперативно
переходить от морского на речной режим
работы и обратно, что делает ее оптимальным
средством навигации как в море, так и
на внутренних водных путях. Так же, как
и ECDIS Navi-Sailor, «СОЭНКИ/ЭКНИС 270» позволяет
перевести работу судна на «безбумажную
основу» посредством установки основного
и резервного комплектов ЭКНИС (ECDIS Master/Backup).
Специально для работы на внутренних
водных путях в оборудовании «СОЭНКИ/ЭКНИС
270» предусмотрен ряд дополнительных функциональных
возможностей:
переключение режимов плавания
с морского (скорость в узлах, дальность
в милях) на речной (скорость в км/час, дальность в км) и обратно в режиме реального плавания;
запись путевой информации:
имеется встроенный аудиомодуль, позволяющий оперативно записывать путевую информацию и прослушивать ее в удобное для судоводителя время;
в режиме ручной электронной
корректуры оперативное нанесение на
электронные карты необходимой навигационной
информации, в т. ч. из дополнительной библиотеки
речных символов;
расчет точки сближения с судном
на речных криволинейных участках по информации
АИС со встречного или обгоняемого (обгоняющего)
судна;
буксировка объектов с дополнением
на экране контура этого объекта по носу,
корме, правому или левому борту;
фиксация на основной панели
значения пройденного километра и расстояния
от него до текущего местоположения судна.
2.3.Картографическая
основа.
И все же основой работы как
самых простых картографических, так и
комплексных интегрированных навигационных
систем являются качественные и актуальные
электронные карты, отражающие реальную
навигационную обстановку.
Первыми электронными картами,
использовавшимися в системах электронной
навигации «Транзаса», были оцифрованные
карты, создаваемые на основе бумажных
аналогов. Постепенное совершенствование
технологии позволило векторизовать уже
растровые карты, создаваемые на основе
бумажных, что значительно повысило точность
нанесения на векторную карту навигационно-гидрографической
информации. Существующая сегодня технология
позволяет обрабатывать данные и создавать
векторную карту одновременно с производством
гидрографических работ в районе исследования.
По сути, современная векторная
карта — это база данных, содержащая информацию
о картографических объектах. Цифровой
характер информации обеспечивает удобное
хранение, обработку, представление и
передачу данных, а следовательно, возможность
производить автоматическую корректуру,
включать и выключать видимость отдельных
объектов и целых слоев, накладывать на
карту различную дополнительную информацию.
Сегодня существует несколько
десятков форматов электронных векторных
карт. Основным форматом для обмена официальной
картографической информацией между гидрографическими
службами, агентствами, производителями
и пользователями является формат S-57.
Однако S-57 — это формат обмена данными,
и чтобы установить карту в навигационную
систему, ее необходимо конвертировать
в формат электронной карты SENC (System Electronic
Navigational Charts), также имеющий официальный
статус. Помимо этого, различные производители
могут создавать карты в собственных форматах,
позволяющих оптимизировать те или иные
функции работы с ними.
Группа «Транзас», занимающаяся
созданием векторных карт с 1990 г., разработала
формат электронных карт ТХ-97. Они создаются
на основе бумажных карт, выпускаемых
национальными гидрографическими службами
(в настоящее время у компании подписаны
договоры со службами 22 стран), а также
на основе официальных карт S-57 ENC.
Кроме того, при недостатке
информации в государственных (официальных)
источниках для закрытия «белых пятен»
используются дополнительные данные из
частных (неофициальных) источников, что
необходимо в основном для производства
карт для маломерных судов. Такой комплексный
подход позволил «Транзасу» создать коллекцию,
насчитывающую более 17 000 электронных
карт и обеспечивающую полное покрытие
Мирового океана. Однако неофициальный
статус делает необходимым использование
базы данных карт ТХ-97 совместно с откорректированными
бумажными картами.
В то же время «Транзас» является официальным
дистрибьютором Управления навигации
и океанографии Министерства обороны
(УНиО МО) РФ по распространению карт стандарта
S-57 и официальным дистрибьютором карт
формата SENC ведущих европейских центров
электронных карт — IC-ENC и PRIMAR, а также
американского Национального управления
океанических и атмосферных исследований
(NOAA). По договору с Гидрографической службой
Великобритании (UKHO) «Транзас» является
дистрибьютором официальных электронных
карт Admiralty Vector Chart Service (AVCS), поставляемых
на системы производства «Транзас» под
брендом Transas Admiralty Data Service (TADS) и на системы
прочих производителей под брендом AVCS.
Таким образом, «Транзас» обеспечивает
собственные картографические системы
сервисом, включающим в себя карты как
собственного производства, так и официальные.
Кроме того, сервис компании обеспечивает
распространение и других данных, таких
как прогнозы погоды, электронные публикации
Британского адмиралтейства, предварительные
и временные извещения мореплавателям
Британского адмиралтейства в виде дополнительного
слоя карты (Admiralty Information Overlay, AIO) и многое
другое.
Большое внимание «Транзас»
уделяет и корректурному сервису. Все
карты постоянно обновляются в соответствии
с «Извещениями мореплавателям», выпускаемыми
гидрографическими службами разных стран.
Корректура электронных карт автоматизирована,
а файлы с обновленными картами могут
быть загружены с сайта компании либо
получены по Интернету, в том числе через
спутниковую связь, в любой точке мира.
При этом последний способ обеспечивает
регулярное получение новых карт каждую
неделю и тем самым гарантирует их актуальность.
2.4. Использование официальных
векторных электронных карт.
В соответствии с новыми требованиями
гл. V Конвенции SOLAS-74 на судне может быть
использовано конвенционное оборудование
ECDIS. Судоводитель может работать без бумажных
карт при наличии резервного комплекта
ECDIS и официальных ENC на район плавания,
откорректированных на уровень современности.
Морские администрации государств вправе
вносить поправки по обязательному оснащению
своих судов, имеющих на борту ECDIS, дополнительной
коллекцией бумажных.
Официальными ENC являются карты, изготовленные
официальной ГО или уполномоченной ею
организацией. Они должны быть выполнены
в соответствии со стандартом IHO S57 после
1996 г., который называется «Стандарт передачи IHO цифровых
гидрографических данных». Официальные ENC, изготовленные
в соответствии с этим стандартом, имеют
версию 3 (1996 г.) и выше – S57 (3), S57 (3.1),… –
позднее 1996 г. Все другие электронные карты,
выпущенные официальными ГО ранее по стандарту
S57 или выпускаемые в настоящее время различными
коммерческими структурами, не имеют статуса
официальных.
Некоторые официальные ГО изготавливают
растровые карты RNC, которые также называются
официальными RNC и могут отображаться
в ECDIS и ECS, но не могут заменять официальные
ENC. Только в системе ECDIS откорректированная
официальная электронная карта может
заменять бумажную.
Единицей распространения векторной электронной
карты является ячейка, представляющая
базу данных по навигационно-гидрографической
обстановке на определенный географический
район. Она ограничена двумя параллелями
и двумя меридианами. Нарезка ячеек может
отличаться от традиционной нарезки бумажных
карт. Обновление и дополнение коллекции
официальных карт осуществляется средствами
картографической системы с помощью встроенной
программы, предназначенной для этой цели.
Обязательным требованием для дополнения
коллекции официальных карт является
процедура конвертирования их в SENC с помощью
специальной программы. Описание работы
с программой обычно приводится в руководстве
пользователю или отдельном руководстве
работы с утилитами. Корректура ENC, как
правило, производится при помощи той
же программы.
В настоящее время некоторые фирмы, имеющие
одобренный сертификат на дистрибуцию
SENC, могут конвертировать официальные
карты в SENC конкретного производителя
ECDIS и распространять уже готовые для отображения
карты. Эта процедура, проводимая на берегу,
сокращает трудозатраты судоводителя
в море, уменьшает вероятность допуска
ошибок и позволяет формировать заказ
на электронные карты от различных производителей.
Она не требует обработки заказов в море
от разных поставщиков информации.
Работа судоводителя с ECDIS при отображении
ENC требует обобщенных знаний цифрования
электронных карт, которые могут отличаться
от требований к цифрованию неофициальных
карт.
Все картографические объекты разделены
на классы, каждый из которых имеет набор
атрибутов. Эта информация последовательно
может выводиться на экран по запросу
судоводителя.
2.4.1. Использование неофициальных
векторных электронных карт.
Электронные карты, изготовленные коммерческими
компаниями, могут преобразовываться
в SENC ECDIS и ECS и отображаться на экране.
В этом случае они не могут заменить бумажные
карты.
Оборудование ECS не является конвенционным,
однако очень эффективно используется
на судах, представляя дополнительное
средство контроля местоположения судна
при приближении к опасностям и решении
различных навигационных задач.
Практическое отличие программного обеспечения
ECS от ECDIS может быть очень незначительным
и обычно заключается только в перечне
спектра решаемых задач. У фирм, предлагающих
ECS и ECDIS оборудование, обычно используется
типовое программное обеспечение. Это
дает возможность судовладельцу производить
переинсталляцию судовой картографической
системы и заменять системы более низкого
уровня системами более высокого уровня
с соответствующим изменением статуса
оборудования и документации на него.
Важным условием является выполнение
требований сертификационных организаций
к компьютерной технике и размещению ее
на судне.
С помощью оборудования ECS судоводитель
имеет возможность решать практически
все основные навигационные задачи, что
многих вполне устраивает.
Как отмечалось, векторные электронные
карты, изготовленные коммерческими компаниями,
являются только информационными и не
могут заменять бумажные карты. Однако
многие судоводители используют их значительно
эффективнее, чем имеющиеся на этот же
район официальные. Это вызвано тем, что
графика представления информации по
объектам и окружающей обстановке может
быть более наглядна и удобна для решения
вопросов безопасности судовождения.
Обработка подобной информации не требует
дополнительных затрат времени. Кроме
того, много информации на официальных
картах остается невостребованной.
Изготавливая неофициальные карты во
внутреннем формате, присущем только конкретной
фирме, производители сами принимают решение
о виде их представления на экране, использовании
цветовой гаммы, библиотеке отображаемых
символов, последовательности и уровне
насыщенности информацией объектов карты.
Обычно уровень качества этой работы,
контролируемой профессиональными гидрографами,
является высоким. Результаты анализа
показывают, что такая продукция на флоте
в картографических системах в настоящее
время более востребована. В этих электронных
картах может быть не только упрощенная
информация, но и наоборот – информация,
которая не предусмотрена для официальных
карт, но часто используется в международной
практике судовождения. Так, например,
на большинстве судов есть адмиралтейская
коллекция огней и знаков, но в официальных
картах отсутствуют требования по фиксированию
номеров маяков согласно этому пособию
и иногда очень трудно сверить по книге
фактическое состояние огня маяка с его
характеристиками. У большинства фирм,
производящих неофициальные электронные
карты, эта информация присутствует, что
часто является важным и востребованным
при решении спорных и неопределенных
вопросов.
В качестве примера достоинств некоторых
неофициальных электронных карт отметим
возможность производить подсветку точек
береговых маяков определенным цветом
при нахождении судна в секторе соответствующего
огня Это выполняется только при условии,
если дальность от судна до маяка меньше
дальности видимости огня При наличии
подобной подсветки судоводитель имеет
возможность ориентироваться в условиях
пониженной видимости при следовании
по ведущим узконаправленным створам,
отслеживать моменты «открытия» и «закрытия» маяков, использовать эту информацию
при выходе судна в опасные сектора и т.д.
Фирмы, занимающиеся картографическим
производством профессионально, обычно
выпускают неофициальные электронные
карты, полностью копируя информацию бумажных.
Для соответствующего масштаба там представлена
абсолютно вся информация и эта карта
не может являться «приближенной», т.к. она полностью отвечает
требованиям точности и достоверности
информации.