книга "НИС". Вагущенко Л. Л. Судовые навигационно информационные системы одесса 2004
 Скачать 5.96 Mb.
|
|
следует быть особо внимательным, используя GPS для определений позиции судна на растровых картах. 2.8.2. Официальные растровые карты для ЭКДИС. Основные сведения . Ввиду того, что картами для ЭКДИС не покрыты все районы плавания, на 44 сессии ИМО в 1998 г. субкомитет по безопасности навигации своей Резолюцией MSC.86 (70) дал согласие на внесение в Требования к ЭКДИС добавочного приложения 7 по растровым картам. Эта резолюция разрешает работу ЭКДИС в двух режимах: ЭКДИС и РКДС (с официальными растровыми картами). Режим растровых карт предписано использовать только в районах, на которые нет официальных векторных карт – ЭНК. В режиме с растровыми картами ЭКДИС должна работать с соответствующим комплектом бумажных откорректированных карт. 84 Ключевым элементом РКДС являются официальные растровые навигационные карты. Они должны соответствовать Стандартам МГО, которые представлены в специальной публикации этой организации: S61 - Product specification for raster navigational charts, 1999. Растровая навигационная карта – это точно отражающие официальную бумажную карту цифровые данные, которые создаются (или распространяются) государственными гидрографическими организациями. Информацию РНК разделяют на два вида: – само графическое изображения карты; – основные характеристики карты и относящиеся ко всей карте надписи, помещенные на поле карты либо за рамкой и представленные в виде текста и таблиц с текстом. Для хранения РНК используется либо комбинированный формат, или ее данные распределяются между двумя файлами, в одном из которых изображение карты представлено в растровом формате, а в другом находятся относящиеся ко всей карте текстовые данные (надписи, таблицы) в символьном формате. Изображение РНК . Разрешающая способность цифрового изображения РНК (количество точек на дюйм) и любой метод, используемый для сжатия данных РНК или оперирования с ними, должны быть такими, чтобы обеспечивалось четкое отображение всей информации, которая находилась на исходной бумажной карте. Как представлять изображение карты и ее метаданные (в одном или в нескольких файлах) решает самостоятельно каждая национальная гидрографическая организация, выпускающая РНК. Вид растрового формата, в котором хранится изображение карты в файле, также определяется каждой национальной гидрографической организацией. Точность цифровых данных РНК должна позволять показывать место судна на экране с точностью, по крайней мере, не худшей, чем при отметке его вручную на бумажной карте. Метаданные. Цифровой формат для хранения метаданных РНК определяется национальными гидрографическими организациями, издающими РНК. Текстовые метаданные предписано вставлять во все РНК. Если изображение карты включает врезки, т.е. содержит изображения нескольких районов, то метаданными дополняется каждая такая врезка. Любая РНК должна содержать следующие метаданные: – Идентификатор агентства, выпускающего карту; – Номер РНК; – Номер исходной бумажной карты, если он отличен от номера РНК; – Дату издания РНК; 85 – Дату последней корректуры или номер учтенного последнего Извещения мореплавателям; – Предыдущие корректуры или номера Извещений мореплавателям; – Масштаб карты; – Вид ориентации карты; – Тип проекции и соответствующие ей параметры; – Горизонтальный датум; – Величину смещения горизонтального датума по отношению к WGS84 или ПЗ90, если датум карты не совпадает с ними; – Вертикальные датумы; – Единицы измерения высот и глубин; – Разрешающую способность изображения в пикселях на миллиметр или в пикселях на дюйм; – Механизм, такой как параметры и алгоритм, позволяющий географические координаты конвертировать в РНК (пиксельные) координаты и наоборот; – Палитры цветов для дня, сумерек и ночи; Для дневной палитры растровых карт необходимо использовать такие же цвета, как и на исходной бумажной карте. Цвета отображаемой официальной растровой карты для сумерек и ночного времени должны быть настолько, насколько возможно, близки к цветам ЭНК. Официальные растровые карты обязательно дополняются поправками для приведения спутниковых определений к датуму карты. 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 бумажной карте, где расположены эти данные, не находится на отображаемой части электронной карты. Современные технологии позволяют наложить на растровые карты радиолокационное изображение. Эта возможность реализована в современных РКДС. Наличие в РНК сведений о горизонтальном датуме позволяет системе сигнализировать о его расхождении с датумом GPS или другой позиционной системы. При неизвестном датуме карты смещение ее координатной системы по отношению к WGS84 можно учесть в РКДС путем привязки места судна к положению пикселей РНК. 2.8.3. Принцип корректуры растровых карт. Общие понятия о корректуре РК . Для обновления содержания растровых карт применяются, так называемые «технологии заплаток». До недавнего времени использовался только полуавтоматический способ корректуры, характеризуемый вводом данных с дискет или 86 компакт-дисков. На современном этапе реализуется и автоматический способ обновления растровых карт через спутниковые каналы связи. Принцип «технологии заплаток» заключается в следующем. Нахождение матрицы пикселей изображения РНК в электронной памяти позволяет на выбранные места карты помещать новую информацию. Еженедельное извещение мореплавателям кодируется так, чтобы покрывать в местах корректировки изображение карты растровыми пятнышками (заплатками) определенного размера. Например, Британской гидрографической службой используется размер корректурного пятна в один квадратный дюйм. На этих пятнышках и помещается корректурная информация. При отображении карты она заменяет в месте корректуры данные основной карты. Корректировка с помощью «заплаток» может иметь несколько вариантов. Выделяют «статическую» и «динамическую» корректуру. При статическом обновлении данными с корректурного компакт-диска изменяется содержание всех файлов растровых карт, находящихся на жестком диске. При динамической корректуре первоначальное содержание файлов растровых карт на жестком диске не изменяется. Эти файлы и файлы корректур хранятся отдельно друг от друга в неизменном виде. Внесение корректуры осуществляется только при отображении карты на дисплее. Для обновления растровых карт Британского адмиралтейства используется полуавтоматическая динамическая корректура. Еженедельные извещения мореплавателям для всей коллекции карт помещаются на диске CD-ROM. Корректурные компакт-диски распространяются через агентов. Корректура официальных РНК Касаясь корректур официальных растровых карт, необходимо отметить следующее. Кроме «заплаток» к карте, представляющих изображение малого обновленного участка карты, корректуры к РНК должны включать метаданные, содержащие ряд сведений по корректуре. Если изображение карты имеет врезки, т.е. состоит из нескольких районов, то необходимы текстовые данные, определяющие, к главному изображению, либо к какой врезке, относятся корректуры. В корректурную информацию РНК должны быть включены и следующие метаданные: - Идентификационный номер агентства, издавшего корректуру; - Номер корректуры; - Дата корректуры; - РНК, к которым должны быть применены корректуры; - Дата выпуска карты, к которой относится корректура; - Любые изменения в метаданных РНК; 87 - Достаточная информация, обеспечивающая возможность автоматического обновления РНК и отображения откорректированной карты. 2.8.4. Достоинства и ограничения растровых карт. Преимущества растровых карт заключаются в следующем: – легкость изготовления; – простота визуализации; – покрытие всех вод Мирового океана; – соответствие изображения виду бумажной карты, что уменьшает вероятность ошибок интерпретации данных. Благодаря легкости изготовления растровых карт РКДС получили широкое распространение в мире. В одних США находится в эксплуатации свыше 6000 таких систем. Осваивать растровые карты также проще, так как они полностью дублируют хорошо знакомые судоводителям бумажные карты. Недостатки растровых карт Основным недостатком представления навигационных карт в растровых форматах является отсутствие в памяти информации о картографических объектах. Из-за этого даже современные системы с официальными растровыми картами (РКДС) не могут сравниться с ЭКДИС. Поскольку режим РКДС не имеет полных функциональных возможностей ЭКДИС, ИМО выпустило специальный циркуляр SN/Circ.207. – Differences between RCDS and ECDIS. – 7, Jun, 1999, объясняющий различия между ЭКДИС и РКДС режимами. В этом циркуляре ИМО обращает внимание судоводителей на следующие ограничения РКДС. Растровые системы не дают возможности организовать автоматическую сигнализацию об опасных ситуациях по данным карты. Определенные сигналы об опасностях могут генерироваться РКДС по введенной пользователем информации, например: – об отклонении от маршрута на величину, превышающую заданную; – о приближении к введенной оператором линии опасной изобаты и к отдельным отмеченным маркерами опасностям; – о пересечении районов со специальными условиями плавания, если предварительно нанесены их границы или в памяти системы имеется базы данных этих районов. Так как растровые карты создавались по бумажным картам с разными системами отсчета координат, то их горизонтальные датумы отличаются. Данные растровых карт не могут быть пересчитаны на другой датум. На это следует обращать внимание при использовании РНС и СНС, работающих в геодезической системе, отличной от карты. Несоответствие датумов выражается в смещении позиции судна. На растровой карте эта разница наиболее заметна при пересечении символом судна сетки карты. 88 Нагрузка растровой карты не может быть упрощена или убрана с целью ее приспособления к навигационным обстоятельствам или к решаемой задаче. Вся информация растровой карты находится в одном слое. При отображении карты нет возможности ее изменить. РНК может отображаться в оригинальном масштабе и в других масштабах, при этом все элементы карты, включая надписи, изменяются пропорционально изменению масштаба. В результате, чрезмерное увеличение или уменьшение масштаба может серьезно ухудшить разборчивость изображения. Без выбора различных по масштабу карт, возможность просмотра районов по пути следования может быть ограничена. Это приводит к неудобствам при определении дистанций, пеленгов и при идентификации отдаленных объектов. При изменении ориентации растровой карты на дисплее происходит поворот всех приведенных на ней надписей и символов. В результате, ориентировка РНК иначе, чем «по норду», ухудшает разбор текста и символов на карте. Применение РНК сопровождается затруднениями в получении дополнительной информации. На растровой карте невозможно использовать отличительные особенности нагрузки карты для организации получения дополнительной информации о картографических объектах путем наведения на них курсора. Невозможно автоматически выделить безопасную изобату судна или безопасные глубины и показать их на экране, если только не отметить их вручную при планировании пути. К этому также можно добавить следующее. По объему файл растровой карты значительно больше файла векторной карты, содержащего данные одного с растровой картой района. Системы с растровыми картами рассматриваются ИМО как промежуточные, способные восполнить потребность судоводителей в ЭК на этапе, пока работы по созданию полной коллекции карт для ЭКДИС и снабжению ими судов не будут полностью завершены. 2.9. Электронные каталоги карт и книг. В памяти НИС может находиться несколько коллекций электронных карт: – официальные векторные карты – ЭНК; – электронные карты фирмы «Транзас»; – ЭК фирмы «С-Мар»; – официальные растровые карты той или иной гидрографической службы; – и другие. 89 Обычно каждая картографическая база включает файл с перечнем карт этой коллекции и файл со списком имеемых на судне ее данных. Принятая для той или иной коллекции система обозначения карт называется их номенклатурой. Дополнительно для упрощения судоводителям работы с картографическими базами НИС разработаны специальные программы – Электронные каталоги карт или Электронные каталоги карт и книг. В качестве примера таких средств можно привести программные продукты фирм «Транзас» и «Моринтех». Следует отметить, что имеются также программы для облегчения подбора, учета и выполнения других задач с бумажными картами. Назначение электронных каталогов . Электронные каталоги карт и книг служат для облегчения ориентирования в данных картографических баз, упрощения подбора и просмотра карт и пособий, формирования пользовательских списков для различных целей, возможности заказа и получения материалов через глобальную сеть Интернет. Организация пользовательского интерфейса Методы организации оперирования с картографическими данными и формы их отображения в образцах Электронных каталогов, разработанных разными фирмами, имеют определенные отличия. Ниже освещается лишь один из вариантов пользовательского интерфейса этих программ. Средства взаимодействия с оператором конкретных электронных каталогов могут не совпадать с этим вариантом в тех или в других деталях. В электронном каталоге для работы с данными обычно используется форма, включающая два окна, образованных делением экрана вертикальной линией. Размеры окон можно менять, сдвигая разделяющую их линию вправо или влево. Левое окно обычно предназначается для отображения «дерева» тех или иных категорий данных и работы с ним. В правом окне помещается пространственная информация, отображающая на фоне карты-схемы нарезку и номера карт или пособий в том или в другом районе. Иначе говоря, в правом окне показывается сборный лист любого вырезаемого на земной поверхности района. Этот сборный лист характеризует место, нарезку и номенклатуру карт (пособий) в выбранном районе. Левое окно . В этом окне имеются закладки для выбора категорий данных. Ими могут быть: - Карты; - Книги; - Промерные планшеты; - Пользовательские списки; 90 - И другие категории. Для примера на рис. 2.8 показаны закладки, для подключения трех категорий данных. Рис. 2.8. Категории данных. После запуска программы в левом окне экрана показывается главное дерево каталогов (названий картографических баз) Главное дерево каталогов, например, может содержать следующие ветви: Charts Books User’s Lists – Бумажные карты; – База данных ЭНК; – База данных «Транзаса»; – База данных «С-Мар»; – База данных растровых карт ARCS; – И другие. Один из вариантов этого дерева представлен на рис. 2.9. Рис. 2.9. «Дерево» коллекций карт. Охарактеризуем принцип использования каталога для работы с картами. При выделении на дереве каталогов названия конкретной базы данных раскрывается список ее подкаталогов. Например (рис. 2.10), при выделении базы ЭНК, появляются две поддиректории: Крупных регионов (Extra Large Regions) и Стран (Countries). Рис. 2.10. Пример выделения директории. Поддиректория «Extra Large Regions» содержит перечень пяти- десяти крупных регионов Земного шара, по которым сгруппированы карты. Такими регионами, например, могут быть: Paper Charts ENC Data Base CM93 Data Base TX-97 Data Base ARCS Data Base Paper Charts (Russian) CM93 Data Base Transas Data Base ARCS Data Base ENC Data Base Extra Large Regions Countries − Северная Европа; 91 − Средиземное море; − Берег западной и южной Африки; − Арктическое побережье. − Западная часть Индийского океана; − Побережье Китая, Кореи и Японии; − Индонезия, Австралия, Новая Зеландия и Океания; − Берег Северной и Центральной Америки; − Побережье Южной Америки. Поддиректория «Countries» включает список стран, на побережья которых имеются карты. Названные поддиректории могут включать в себя и более мелкие. Правое окно . В правом окне могут отображаться: - нарезка карт (пособий) на карте-схеме выбранного участка; - содержание пользовательских списков в форме текста либо в графическом виде на фоне карты-схемы; - выбранные электронные карты. При работе с картами в правом окне показывается карта-схема выбранного района с контурами («бланками») карт. Если позволяют размеры, то в углу «бланка» приводится номер карты. Рис. 2.11. «Бланки» ЭНК на карте- схеме мира. Когда в левом окне с помощью дерева каталогов выбирается та или иная коллекция карт, то в правом окне обычно появляется изображение карты мира с контурами карт выбранной коллекции. В качестве примера на рис. 2.11 приведена карта мира с нарезкой официальных векторных карт ЭНК. При подключении поддиректории конкретной страны, в правом окне отображаются контуры карт для ее побережья. В качестве примера на рис. 2.12 приведена нарезка ЭНК США. 92 С помощью курсора на карте-схеме может быть выделена любая область и представлена в увеличенном виде в соответствии с размерами правого окна. При этом «бланки» карт на схеме выделенной области становятся крупнее. Увеличение можно сделать таким, чтобы были четко видны «бланки» с номерами карт самого крупного масштаба. |