Скачать презентацию КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине Навигационно-информационные системы Утвержден на Скачать презентацию КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине Навигационно-информационные системы Утвержден на

474897c52435b2e6813963ec516de80a.ppt

  • Количество слайдов: 24

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине «Навигационно-информационные системы» Утвержден на заседании кафедры ЭКС 24. 11. 15, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине «Навигационно-информационные системы» Утвержден на заседании кафедры ЭКС 24. 11. 15, Протокол № 4 Подготовил Л. Л. Вагущенко 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Темы лекций: Морские навигационные ЭК. Элементы и характеристики морских ЭК. Общие сведения о НИС. Правовое обеспечение ECDIS. Поставка на суда цифровой продукции для ECDIS. Отображение информации в ECDIS. Предварительная прокладка в ECDIS. Исполнительная прокладка в ECDIS. Морские информационные наложения. Решение дополнительных задач. Достоинства и ограничения ECDIS. Сайт кафедры: www. nav-eks. org. ua

Тема: МОРСКИЕ НАВИГАЦИОННЫЕ ЭК 1. 2. 3. 4. Вступление (Дисциплина НИС). Виды навигационных ЭК. Тема: МОРСКИЕ НАВИГАЦИОННЫЕ ЭК 1. 2. 3. 4. Вступление (Дисциплина НИС). Виды навигационных ЭК. Растровые карты (официальные и неофициальные), их свойства, преимущества и недостатки. Векторные карты (официальные и неофициальные), их свойства, преимущества и недостатки. Карты и схемы пользователя ВЛЛ

1. Виды навигационных ЭК Морская навигационная карта (МНК) - плоское, математически определенное, уменьшенное, условно-знаковое, 1. Виды навигационных ЭК Морская навигационная карта (МНК) - плоское, математически определенное, уменьшенное, условно-знаковое, обобщенное изображение земной акватории с прилегающими участками суши, показывающее размещение, свойства, связи объектов и явлений, важных в навигационном отношении. Электронная карта (ЭК) - программно-управляемое картографическое изображение, визуализированное с использованием программных и технических средств в принятой для карт проекции и системе условных знаков. Картографическая база данных – это совокупность взаимосвязанных картографических данных на весь Мировой океан или его часть, предназначенная для целей судовождения и представленная в цифровой форме при соблюдении общих правил описания, хранения и манипулирования данными. 3

Виды ЭК • • В зависимости от полноты информации: Полномерные ЭК; Упрощенные (стилизованные) ЭК. Виды ЭК • • В зависимости от полноты информации: Полномерные ЭК; Упрощенные (стилизованные) ЭК. В зависимости от метода цифрового представления в памяти: Растровые ЭК; Векторные ЭК. В зависимости от юридического статуса: Официальные ЭК; Неофициальные ЭК. В зависимости от характера использования в НИС: Исходные (основные, базовые) ЭК; Системные ЭК. 4

Полномерные навигационные ЭК по нагрузке равноценны официальным БНК и содержат всю картографическую информацию, необходимую Полномерные навигационные ЭК по нагрузке равноценны официальным БНК и содержат всю картографическую информацию, необходимую для безопасного и эффективного судовождения. Упрощенной ЭК называется схематическое изображение на экране дисплея местности в определенной проекции, не эквивалентное официальной БНК и не удовлетворяющее требованиям к безопасности мореплавания. Векторная ЭК – это карта, изображение которой представляется в памяти в виде последовательности записей, характеризующих каждый имеемый на карте картографический объект. Растровая ЭК – это карта, изображение которой представляется в памяти матрицей точек (пикселей). Официальные ЭК – это карты, изданные Правительством или по его разрешению уполномоченной ГО или другими соответствующими гос. учреждениями. ENC – официальная векторная карта. RNC - официальная растровая карта. Базовой картой является ENC или RNC или цифровые данные карты другого вида, которые размещены в одном файле, поставляемом государственной или частной организацией. Системная электронная карта – это набор данных для отображения откорректированной навигационной карты, представленный во внутреннем формате системы и интегрированный с информацией пользователя. 5

2. Растровые электронные карты Изображение растровой карты представляется в памяти в виде матрицы точек 2. Растровые электронные карты Изображение растровой карты представляется в памяти в виде матрицы точек (пикселей). При таком способе представления карты сведений об отдельных картографических объектах в памяти нет. Растровые карты получаются сканированием цветного изображения бумажных карт с добавлением основы для отсчета координат. Все данные растровой карты содержатся в одном слое, и ее содержание не может быть изменено с целью приспособления к условиям и обстоятельствам плавания. Преимуществами растровых карт являются: • высокопроизводительность сканерной технологии получения растровых карт, которая практически не включает ручного труда; • дешевизна, легкость производства по сравнению с векторными картами; • знакомые для пользователей цвета и символы; • точность и достоверность, соответствующая бумажным картам; • возможность использования для решения большинства навигационных задач, обычно выполняемых с помощью бумажных карт. 6

Официальные растровые карты (RNC) RNC – это точно отражающие официальную бумажную карту цифровые данные, Официальные растровые карты (RNC) RNC – это точно отражающие официальную бумажную карту цифровые данные, которые создаются или распространяются уполномоченной правительством ГО и удовлетворяют стандарту IHO S-61 – «Product specification for raster navigational charts» , 1999. Эти карты у разных государственных ГО наследуют отличия официальных бумажных карт по нарезке, символам, цветам и другим характеристикам, а также имеют разный формат. • • RNC имеют следующие свойства: являются цифровыми растровыми копиями официальных бумажных карт; выпускаются в соответствии с международными стандартами; регулярно обновляются официальной корректурной информацией, распространяемой в цифровом виде; за содержание RNC отвечает издающая ее ГО. 7

Пример растровой карты 8 Пример растровой карты 8

Представление растровой карты «ночной» таблицей цветов 9 Представление растровой карты «ночной» таблицей цветов 9

RNC должна содержать следующие метаданные: • • • • идентификатор агентства, выпускающего карту; номер RNC должна содержать следующие метаданные: • • • • идентификатор агентства, выпускающего карту; номер RNC; номер исходной бумажной карты, если он отличен от номера RNC; дату издания RNC; 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 WGS-84 или ПЗ 90, 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 RNC (пиксельные) координаты и наоборот; палитры цветов для дня, сумерек и ночи; 10

Адмиралтейская служба растровых карт (ARCS - Admiralty Raster Chart Service) ARCS образована в Британском Адмиралтейская служба растровых карт (ARCS - Admiralty Raster Chart Service) ARCS образована в Британском Адмиралтействе в 1994 г. Карты службы ARCS помещены на 11 компакт дисках, каждый из которых содержит приблизительно 350 навигационных карт. Один из этих дисков включает мелкомасштабные океанские карты (1: 3500000 и меньше). Десять других дисков содержат карты регионов: • • • Северное море и от Английского канала до Гибралтара; Британские острова (западный берег) и Исландия; Северные воды и Балтийское море; Средиземное и Черное моря; Индийский океан (северная часть) и Красное море; От Сингапура до Японии; Австралия, Борнео и Филиппины; Тихий океан; Северная Америка (восточное побережье) и Карибское море; Южная Атлантика и Индийский океан (южная часть); 11

Зоны, покрываемые картами на CD ARCS 12 Зоны, покрываемые картами на CD ARCS 12

3. Векторные электронные карты Векторные карты хранятся в памяти в виде последовательности записей, характеризующих 3. Векторные электронные карты Векторные карты хранятся в памяти в виде последовательности записей, характеризующих каждый имеемый на карте картографический объект (КО). По этим записям с помощью специальной программы НИС сама строит карту на экране дисплея. Запись КО в файле в общем случае состоит из четырех основных частей (полей): I, T, M, S. • I - имя объекта, позволяющему однозначно определить объект в составе данных ЭК. • Т - тип объекта, определяет его условное изображение. • М – метрика объекта, значения координат, характеризующих пространственное положение объекта на земной поверхности. • S - атрибуты объекта (могут включать его географическое название, дальность видимости и другие характеристики). Все объекты векторной ЭК распределяются по слоям. Эти слои образуются обычно из классов объектов, а не из отдельных их видов. Количество информационных слоев векторной ЭК может быть разным. Такими слоями, например, могут быть: навигационные средства, глубины, внутренние водные пути, искусственные объекты, качество данных, характеристики и т. д. 13

Примеры векторных карт 14 Примеры векторных карт 14

Примеры векторных карт 15 Примеры векторных карт 15

Достоинства векторных карт: • Для одного и того же района файл векторной карты меньше Достоинства векторных карт: • Для одного и того же района файл векторной карты меньше по объему файла растровой карты, но в то же самое время данные векторной карты более информативны. • Хранение информации векторных карт в виде записей, характеризующих объекты, позволяет выделять эти объекты на экране (например, опасную изобату), организовывать автоматическую сигнализацию о ситуациях, требующих внимания судоводителя, получать сведения об объектах путем указания на них курсором и выполнять ряд других полезных операций. • Хранение информации векторных карт послойно позволяет приспосабливать изображение карты к обстоятельствам и условиям плавания. • Программный способ построения карты дает возможность представлять карту в разных масштабах, с разной ориентацией, осуществлять вывод районов соседних карт без стыков, накладывть на карту дополнительные слои информации и т. д. 16

Официальные векторные карты (ENC) ENC означает базу данных, стандартизированную по содержанию, структуре и формату, Официальные векторные карты (ENC) ENC означает базу данных, стандартизированную по содержанию, структуре и формату, выпускаемую для использования в ECDIS правительством или по его разрешению уполномоченной ГО или другими соответствующими правительственными учреждениями и отвечающую стандартам IHO. ENC имеют следующие свойства: • для ENC применяются только официальные картографические данные, последнего издания; • по точности и полноте ENC не уступают официальным бумажным навигационным картам и могут, по сравнению с ними, включать дополнительные относящиеся к судовождению сведения; • при разрафке ENC учитываются требования IHO; • ENC производятся по стандартам IHO (S-57, S-63, S-100/S-101); • ENC компилируются, кодируются и отображаются в соответствии с международными стандартами; • геодезической основой ENC является WGS-84; • за содержание ENC отвечает издающая ее ГО; • ENC издаются только ответственной государственной ГО на свои воды; • ENC регулярно обновляются официальной корректурной информацией, распространяемой в цифровом виде. • вертикальными датумами ENC могут быть нули для глубин и высот, используемые на официальных бумажных навигационных картах. 17

Системная электронная карта (SENC) Системная электронная карта – это набор данных для отображения откорректированной Системная электронная карта (SENC) Системная электронная карта – это набор данных для отображения откорректированной навигационной карты, представленный во внутреннем формате системы и интегрированный с информацией пользователя. Категории информации SENC: • базовая нагрузка; • стандартная нагрузка; • вся другая информация. Базовая нагрузка – означает уровень информации карты, который не может быть удален с дисплея. Она содержит наиболее важную для безопасного плавания картографическую информацию, которая требуется всегда, во всех географических районах и при любых обстоятельствах. Стандартная нагрузка – это набор данных, необходимых при навигационной прокладке и планировании пути. Полная нагрузка представляет информацию обо всех объектах карты, имеемую в памяти. 18

Базовая нагрузка SENC 19 Базовая нагрузка SENC 19

Стандартная нагрузка SENC 20 Стандартная нагрузка SENC 20

Полная нагрузка SENC 21 Полная нагрузка SENC 21

Адмиралтейская служба векторных карт (AVCS – Admiralty Vector Chart Service) AVCS образована в 2008 Адмиралтейская служба векторных карт (AVCS – Admiralty Vector Chart Service) AVCS образована в 2008 году. В ней собраны карты ENC UKHO и ГО всего мира. Промежутки между зонами их покрытия закрываются специально созданными картами БА. Результатом является полная коллекция официальных векторных карт на весь Мировой океан. AVCS обеспечивает картографическое покрытие 2000 портов мира и маршрутов между ними. AVCS предоставляет ENC в формате S-63. AVCS позволяет выбирать как отдельные карты, так и их комплекты (folios). Существует три типа комплектов карт: транзитные, региональные и портовые. Каждому клиенту службой AVCS автоматически предоставляется полный комплект базовых дисков, на которых записаны карты ENC на весь Мировой океан. Доступ к требуемым данным на этих дисках осуществляется при помощи получаемых у дистрибьютора продукции БА лицензий (разрешений), содержащихся в файлах доступа к картам. 22

4. Карты и схемы пользователя Карта пользователя – это созданная самим судоводителем в виде 4. Карты и схемы пользователя Карта пользователя – это созданная самим судоводителем в виде независимого слоя картографических данных ЭК, предназначенная для применения при планировании и выполнении переходов. Схема объектов пользователя представляет собой слой тех или иных элементов для наложения на ЭК с определенной целью. Строятся карты и схемы пользователя с помощью специального графического редактора. Пользовательские слои не привязаны к конкретным картам. Их можно увидеть как отдельно, так и поверх любой карты, если координаты элементов пользовательских слоев находятся на ней. Накладывать на карту одновременно можно и несколько слоев. При построении карт пользователя могут использоваться такие категории объектов как символы (Symbols), линии (Lines), текст (Text), глубины (Depth), окружности (Circles), координаты (Coordinates). Символы объектов содержатся в специальной библиотеке, показываемой на экране в виде таблицы. 23

Часть таблицы символов в ECDIS «NS 4000» 24 Часть таблицы символов в ECDIS «NS 4000» 24