电子海图教(学)案电子海图系统方案

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发展，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，能提供警戒区、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、标准的电子海图

随着电子海图的发展，相关国际组织通过制定标准规范和统一的电子海图的数据格式，随之产生了标准的光栅电子海图和矢量电子海图，即光栅扫描航海图和电子航海图。

（一）光栅扫描航海图（Raster Navigational Chart, RNC）

符合国际水道测量组织（IHO）《光栅海图产品规范》S-61的光栅电子海图，是通过国家水道部或国家水道部授权出版的海图数字扫描而成，并与显示系统结合提供连续的自动定位功能的电子海图。

RNC具有以下属性：

（1）由官方纸质海图复制而成；

（2）根据国家标准制作；

（3）内容的保证由发行数据的水道测量局负责；

（4）根据数字化分发的官方改正数据进行定期改正。

RNC通常用于单一的海图或海图集的一些标准中。目前世界上主要的光栅扫描航海图产品有英国水道测量局（UKHO）生产的ARCS和美国国

家海洋和大气管理局（NOAA）生产的RNC等。

（二）电子航海图（Electronic Navigational Chart , ENC）

ENC是完全符合相关国家标准的，由政府或授权的航道测量机构或相关政府机构发布的与ECDIS一起使用的数据库，具有标准化的内容，结构和格式。ENC包含安全航行所需的所以海图信息，并可包含如航路指南等纸质海图上没有但安全航行所需的补充信息。

ENC具有以下属性：

(1)内容基于主管水道测量局的原始数据或官方海图；

(2)根据国际标准进行编码和编制；

(3)基于WGS84坐标系；

(4)内容的保证由发行数据的水道测量局负责；

(5)由主管的水道局负责发行；

(6)根据数据化分发的官方改正数据进行定期的改正。

通常所说的标准电子海图就是指ENC。不符合的标准的电子海图，以及由非官方机构自己数据格式制作的电子海图属于非标准的电子海图。相对于标准的电子海图（ENC）非标准电子海图存在如下缺点，给用户带来航行安全隐患。

（1）不是官方水道测量机构制作，不能保证数据的权威；

（2）不直接从事水道测量，不能保持数据的实时更新；

（3）通用性较差。

目前，航海上通常用的非标准电子海图主要是罗威C-Map公司的CM93数据、英国商船（Transan）公司的TX97数据和美国国家地理空间站情报局(NGA)生

产的数字航海图（Digital Nautical chart, DNC））.美国标准的ENC主要由另一家官方水道测量机构-----美国国家海洋和大气管理局（NOAA）生产制作。

第二节电子海图应用系统

电子海图，无论是矢量电子海图还是光栅电子海图，都只是将海上空间信息按照数据的方式进行组织和存储而形成的数据文件，无法单独使用。电子海图需要与电子计算机、通导设备、应用系统软件等相结合，实行信息显示、船位标绘、船位标绘、航线设计等导航功能。

电子海图应用系统是指接受并显示电子海图数据，提供一定功能的软件或设备（包括软件和硬件）。电子海图应用系统种类很多，目前主要是有电子海图显示与信息系统（ECDIS）、电子海图系统（ECS）光栅海图显示系统（RCDS）

一、电子海图显示与信息系统

电子海图显示与信息系统（Electronic Chart Display and Information System, ECDIS）是指一种有足够备用装置，符合经修正的1974年SOLAS公约第V/19条和第V/27条要求的最新航行信息系统，可有选择的显示系统电子海图（SENC）信息及航行传感器的位置信息，帮助用户进行航线设计和航行监控，及显示其他相关航行信息。

二、系统电子航海图

快速显示ENC，将ENC及其更新数据无损的转换成制造商内部ECDIS格式后形成的数据库。如图所示。在ECDIS中将ENC进行格式转换，并综合用户手动改正信息和其它来源信息,形成SENC,显示设备直接读取和显示SENC.

电子海图显示设备