电子海图与电子海图系统
第一篇第二章 第四节海图的分类和使用注意事项、电子海图
二、海图资料的可信赖程度 1．海图的测量时间和资料来源 2．海图出版、新版或改版日期与小改正 3．海图比例尺 4．测深的详尽程度 海图水深空白处，表示未经测量，应视为航海 危险区而避开 。 5．地貌精度与航标位置
三、使用海图注意事项 1．要尽可能选择现行版大比例尺海图，并要善 于鉴别海图的可信赖程度。 2．海图使用前，应根据航海通告和有关的无线 电航海警告及时加以改正。 3．海图水面空白处，表示未经测量，应视为航 海危险区避开。 4 使用中，应经常利用各种有效手段加以核实， 并注意掌握最新资料。
第七节 海图的分类和使用注意事项
一、海图分类 根据作用不同，海图可以人为航用海图和参考图 两大类。 按绘制图网的方法，即地图投影方法的不同，海 图又可分为墨卡托海图、高斯投影海图、大圆海 图和平面图等。 1、航用海图用于拟定航线、进行航迹推算和定位 等海图作业。航用海图按比例尺的大小，一般可 以分为 ：
（5）、港湾图(harbour charts)：其比例尺一般 大于1：100000。图上详细标有灯塔、灯标、 浮标、立标、雷达站、无线电导航设备、雾号 等各种助航标志。当图幅范围内有更大比例尺 的港湾图时，港内助航标志会作较多的取舍。 图上还详细标有各种航道及其疏浚深度或扫海 深度、锚地和锚位，以及码头、防波堤、船坞、 系船浮筒和系船灯桩等港口资料。港湾图一般 可供船舶进出港湾、锚地，通过狭窄水道及港 口管理等使用。
2、电子海图显示与信息系统的功能 海图显示； 海图作业； 海图改正； 定位与导航； 航海信息查询； 雷达信息处理； 航路监视； 航行记录；
3、电子海图显示与信息系统的主要优点： 海图信息的选择显示； 海图改正简单易行； 海图附加资料的提供 船舶驾驶自动化水平的提高； 本质性的提高航行安全性； 海图数据存储在光盘或磁盘上，便于保管和传递；
船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪(VDR)、电子海图和信息系统(ECDIS)
船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪（VDR）、电子海图和信息系统(ECDIS)一、“海上数字交通”自从1998年阿尔.戈尔“数字地球”概念的提出，一时间全球以“数字”为开头后面跟随不同名词的概念层出不穷，如“数字中国”、“海上数字交通”等等。
“海上数字交通”一开始仅仅是一个概念，随着时间的推延，已有了具体内涵，主要包含：电子海图（Electronic Chart Display and InFORMation System缩写ECDIS）；船舶自动识别系统(Automatic Identification System缩写AIS) ；船载航行数据记录仪（Voyage Data Recorder 缩写VDR）俗称船用黑匣子等。
在 “海上数字交通”时代，交通工具上需要了解可能到达地方的距离（电子海图）；需要了解在海图上的位置（全球卫星定位系统等）；需要了解周边船舶的船名航行状况等信息（船舶自动识别系统）；需要了解与他船的距离（雷达和船舶自动识别系统）；还需要有自动导航、避碰系统；通信及信息交换系统等。
二、电子海图显示与信息系统电子海图是现代航海的一项新技术，它在保障航行安全和提高航行工作效率方面发挥着显著的作用。
国际海事组织对ECDIS有专门的要求，与简单地用颜色显示的纸海图相比，包括更多的使用简单、操作容易的地理和文字信息,是一种把需要向航海人员显示和解释的各种各样信息融成一体的实时导航系统。
ECDIS能自动地实时计算本船与陆地、海图上的物标、目的地或潜在的危险物的相对位置，可以说将航海安全技术提升到了一个全新的高度。
ECDIS规定必须采用1995年 l1月23日国际海事组织( IMO)正式采纳并以 IMO817(19)议案公布的 ECDIS性能标准。
随着ECDIS性能标准的发展，国际航道测量组织( IHO)也完善了有关 ECDIS内容和显示的数字数据格式和规范，对航道测量数据IHO交换标准，更新模式的性能标准等。
电子海图与电子海图系统
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。
电子海图演示文稿
绪论（三）
此后， IMO和IHO均积极地对ECDIS进行研究，讨论制定相 关的标准和规范： • IMO 1995年11月在第19届大会上，作为A.817(19)号决议 正式批准了现行的“IMO ECDIS性能标准” 。 • 1996年通过了MSC.64(67)决议，增加了性能标准附件 6“ECDIS备份需求”。 • 1998年通过了MSC.86(70)决议，增加了性能标准附件7“ 光栅海图操作模式”。 • 2006年通过了MSC.232(82)决议，对标准进行了较全面的 修订，使之成为了现行的“IMO ECDIS性能标准”。 • 2009年IMO. MSC.282(86)决议通过了SOLAS公约修正案， 规定从2012年起陆续强制装载ECDIS。
• 海事事故调查部门通告近两年来发生的多起事故中电子海 图显示与信息系统或者船载电子海图的使用错误或盲目依 赖被认定为事故的主要引发因素，2012年，STCW公约马尼 拉修正案，如果船上配备ECDIS，则必须经过ECDIS培训。
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
一、 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
方授权的权威海道测量部门制作发行，供ECDIS使用。 这种
海图不仅具有安全航行所需要的所有信息，还可以具有被认为 是航行安全所需的其他纸质海图没有的信息。
ENC具有以下特点： ①内容给予主管水道测量局的原始数据或官方好图 ②根据国际标准进行编码和编制 ③基于WCG84坐标系 ④内容的保证有发行数据的水道测量局负责 ⑤由主管水道测量局负责发行 ⑥根据数字化分发的官方改正数据进行定期改正
以也称为“屏幕海图”。非标准的数字式海图，其表示内 容、数据格式和显示方式可以由用户或设计者自行定义。 数据类型分为： 1）矢量化海图（Vector charts） 2）光栅扫描海图（Raster charts ）
第一章 电子海图与电子海图系统
2.2 系统电子航海图SENC
系统电子航海图（SENC）系指一个数 据库，以制造商内部ECDIS格式由整个 ENC内容及其各次更新的无损转换而成。 该数据库由ECDIS用于显示生成的海图 和其他导航功能，等同于一张最新的纸 质海图。SENC还可包含航海人员增加 的信息和其他来源的信息。
17
2.2 系统电子航海图SENC
有人把矢量海图称为 “ 智能化电子海图 ” 。
3
1.1.2 光栅海图Raster Chart
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。
现行版 Edition 1.1.1 – April 2012
28
2.4 IHO制定的其他标准
（1）S-61《光栅航海图产品规范》（Product Specifications for Raster Navigational Charts）： 是RNC制作的主要标准，现行版为1999年1月第1版。
现行版Edition 3.1 - November 2000
27
2.3 S-63《IHO 数据保护方案 》
该标准用于规范电子海图数据的分发与服务， 包括防盗版、防伪造、选择性存取、数据制 作者一致性和原型设备制造商一致性等条款， 是安全结构与操作规程的推荐性标准，使用 对象为数据生产者（海道测量部门）、 ECDIS/ECS设备制造商和最终用户。
电子海图系统
附件四给出了ECDIS在完成计划航线设计和航路监视期间 应自动检测到的特殊地理区域；
附件五给出了ECDIS的报警及指示的形式和内容； 附件6列出了对ECDIS后备装置的要求
1.2 ECDIS性能标准
根据该标准：如果有适当的备用配置 ECDIS便可以满足SOLAS公约第5章19和 27条关于海图配置的要求，即可以取代纸 质海图。但如果工作在RCDS模式，不能取 代纸质海图。
2.2 电子海图显示与信息系统系统 （ECDIS）
（2）ECDIS的组成： 硬件部分 图形显示器用于显示电子海图，其尺寸、颜色和分辩率应符合IHO
S-52的最低要求，即有效画面最小尺寸应为350x270mm，不少于 64种颜色，像素尺寸小于0.3mm。在进行航路监视时显示海图的有 效尺寸至少应为270mmx270mm（IMO ECDIS 性能标准的要求）。 文本显示器用于显示航行警告、航路指南、航标表等航海咨询信息， 其尺寸应不小于14寸，支持24x80字符显示。 利用打印机可实现电子海图和航行状态的硬拷贝，以便事后分析。 VDR按国际海事组织的要求记录航行数据。 外部接口一般是含有CPU的智能接口，保证从外部传感器接收信息 （包括GPS、LORAN-C、罗经、计程仪、风速风向仪、测深仪、 AIS、雷达/ARPA、卫星船站、自动舵等设备的信息）并按照一定的 调度策略向主机发送这些信息。通过船用通信设备（如INMARSATC）不仅自动接收ENC的改正数据，实现电子海图的自动改正；而且 还可接收其他诸如气象预报数据等。
内部接口应包括图形卡、语音卡、硬盘和光盘控制卡等。 以光盘或软盘为载体的ENC及其改正数据，以及用于测试 ECDIS性能的测试数据集可通过内部接口直接录入硬盘，船 舶驾驶员在电子海图上所进行的一些手工标绘、注记，以及 电子海图的手工改正数据的输入等可通过键盘和游标实现。 同喇叭相连接的语音卡，以实现语音报警。
第一章 电子海图与电子海图系统
第一章 电子海图与电子海图系统
1
第一节 电子海图与标准电子海图 1.1 矢量海图与光栅海图 1.2 ENC与RNC
2
1.1.1 矢量海图Vector Chart
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）。
现行版 Edition 1.1.1 – April 2012
28
2.4 IHO制定的其他标准
（1）S-61《光栅航海图产品规范》（Product Specifications for Raster Navigational Charts）： 是RNC制作的主要标准，现行版为1999年1月第1版。
1. IMO ECDIS性能标准
在2009年1月1日或以后安装的ECDIS设备， 符合不低于MSC.232(82)所规定的性能标 准；
在1996年1月1日或以后但于2009年1月1 日以前安装的ECDIS设备，符合不低于经 MSC.64(67)决议和MSC.86(70)决议修正 的A.817(19)决议附件所规定的性能标准。
12
官方海图
13
1.2.2 电子航海图ENC
非标准电子海图相对标准电子海图（ENC）存 在着明显的缺陷，主要有： （1）不是官方海道测量机构制作的，不能 保证数据的权威性。 （2）不直接从事海道测量，数据的现势性 不能得到保证。 （3）通用性较差。 在航海领域常用的非标准电子海图主要有 CMap 公司的 CM93 数据、Transas公司的 TX97 数据和美国国家地理空间情报局（NGA）生产 的数字航海图（Digital Nautical Chart 简称 DNC）。
电子海图课件
ENC是指在内容、结构、形式均以标准化， 经官方政府授权的海道测量机构发布，专 为ECDIS使用的数据库。
标准电子海图(2）
ENC特点 • 内容基于官方数据； • 根据国际标准进行编码和编制；S-52,S-57 • 基于WGS-84坐标系； • 内容的保证由发行数据的水道测量局负责； • 只由主管水道测量局发行； • 根据官方改正数据进行定期改正
P1 (x1,y1)
P7 (x7,y7) P2 (x2,y2)
P3 (x3,y3) P6 (x6,y6) P5 (x5,y5) P4 (x4,y4) x
光栅电子海图
光栅电子海图就是以栅格形式（图像方式）表示的 电子海图。如ARCS、RNC等。 RNC通常是对没有制作ENC区域的一个补充。 RNC特点 1）纸质海图复制而成； 2）根据国际标准制作；IHO S-61 3）内容的保证由发行数据的水道测量局负责； 4）根据官方改正数据进行定期改正。 5）每一RNC大小通常在100-120MB. 6）不能提供选择性的查询和显示功能；非智能海图
• 1. 2. 3.
分类： 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.
ECDIS
“电子海图显示与信息系统（ECDIS）是一种 具有足够的备份措施，被认为是符合1974 年SOLAS公约第Ⅴ/19要求的最新海图的导 航信息系统。它可以有选择地显示电子海 图（ENC）中的信息和从导航传感器获得的 位置信息以帮助航海人员进行航线设计和 航路监视，并且能够按要求显示其他与航 路相关的补充信息”。
制作工艺复杂、 成本高
航海学(8)(电子海图)
和传递。
三、主要电子海图提供商
1.英国水道测量局
2.挪威C-MAP公司
3.英国船商有限公司
4.德国Seven
CS公司 5.中国人民解放军海军司令部航海保证部
2.电子海图显示与信息系统的功能
⑴海图显示
⑵海图作业 ⑶海图改正 达信息处理
⑺航路监视 ⑻航行记录
2.电子海图显示与信息系统的主要优点
⑴海图信息的选择显示
⑵海图改正简单易行
⑶海图附加资料的提供 ⑷船舶驾驶自动化水平的提高 ⑸提高航行安全性 ⑹海图数据存储在磁盘或光盘中，易于保管
第八节 电子海图
一、电子海图及其系统
1.电子海图及其分类 ⑴按制作方法分 ①矢量化海图(vector charts) ②光栅扫描海图(raster charts) ⑵按数据库结构分 ①有边界电子海图 ②无边界电子海图
2.电子海图系统(Electronic Chart System,ECS) 是一种集成式的导航系统，它在使用电子海图的基 础上，完成综合的船舶驾驶任务。 3.国际标准与规定 ⑴国际水道组织(IHO)关于电子海图及系统标准 ①关于ECDIS的海图内容与显示方面的规定(S-52) ②数子化水道测量数据的传送标准(S-57) ③数据保护方案(S-63) (2)国际海事组织(IMO)制定ECDIS性能标准 (3)国际电工委员会(IEC)制定ECDIS硬件性能和测试 标准
二、电子海图显示与信息系统(ECDIS)
1.电子海图显示与信息系统的组成P59
⑴硬件部分:符合S-52标准要求的船用计算机系统。 ⑵软件构成
电子海图显示与信息系统
19
一、电子海图与电子海图系统
（3）传感器及接口 ECDIS除可显示精确的电子海图外，还应显示本
船船位、航向、航速及周围目标的有关信息。因 此，系统需要加入各种导航传感器及其它信息传 感器。包括： ①定位传感器:可以接入GPS、DGPS、DECCA、 LORAN-C等各种定位接收机，但趋势是只接入 GPS和/或DGPS即可。接入的定位信息可来自单 一设备，也可来自多种设备，经船位滤波，而获 得最佳船位。
三、ECDIS功能和应用
（一） ECDIS的功能 1. 航线设计与航次计划 根据IMO性能标准的规定：应包括直线和曲线
两者在内的航线设计；能通过下述方法去修改 航线： ①在航线上增加转向点； ②从航线上删除转向点； ③改变转向点的位置； ④改变航线中转向点的次序。
34
三、ECDIS功能和应用
3．数据可信程度与改正 ECDIS应能接受官方按照IHO标准提供的对
ENC改正数据。这些改正数据应自动地施 加到SENC。 无论采用什么方法接收改正数据，执行过 程不应妨碍数据在使用中的显示；ECDIS也 应能接受手工输入的对ENC的改正数据并 能用简单的方法在最后接收数据之前进行 核对。
33
24
一、电子海图与电子海图系统
（3）系统的小型化：ECDIS 系统的小型化， 使它尽可能适应小的船舶。并采用分布式 网络和多屏显示，使船长，驾驶员可以在 自己的房间里看到所需要的信息。
电子海图
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。
电子海图
海图种类
电子海图矢量化海图（Vector charts）：是将数字化的海图信息分类存储的数据库，使用者可以选择性的 查询、显示和使用数据，并可以和其他船舶系统相结合，提供诸如警戒区、危险区的自动报警等功能。
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，不能提供选择性的查询和显示功能。
1995年11月IMO讨论通过了ECDIS的性能标准，此标准明文规定，ECDIS可以做为“1974海上人命安全公约 （SOLAS）”所要求的纸海图的等价物，换言之，ECDIS可以取代传统的纸海图。1996年11月，IMO又增补了 ECDIS备用设备的条款。
1996年2月，IHO增补通过了关于电子海图内容、图标、颜色和ECDIS显示系统的规范，即S52（第五版）。
谢谢观看
矢量电子海图
矢量海图数据是海图数据的另一种形式，它可以把数字化的海图信息分类分层储存（例如可以只显示小于 10m的水深）。它包含图象文件和能够生成符号/点/线/文字以及颜色等要素的程序文件，这些程序文件可以改变 海图中的属性和要素。矢量海图是一种智能化的电子海图，驾驶员可以选择性的显示某些所需要的信息（例如港 口设施、潮汐变化、海流矢量等），矢量海图可以提供给驾驶员准确的物标间的距离，并能够设置警戒区、危险 区的自动报警。
发展历史
（1）纸质海图等同物，1970年代末到1984年，人们主要是想减少体积和减轻海图作业的劳动强度，因此， 仅仅是把纸质海图经数字化处理后存入计算机中。
（2）功能开拓阶段，到1986年，人们开始挖掘电子海图的各种潜能。如在电子海图上显示船位、航线设计， 显示船速、航向等船舶参数、报警等等。
（3）航行信息系统阶段，将电子海图作为航行信息核心，包括电子海图数据库的完善，与雷达、定位仪、计 程仪、测深仪、 GPS、VTS、AIS等各种设备和系统的接口和组合等等。多功能船用电子海图系统对保证船舶航行 安全所起的重要作用，得到了IMO和IHO(国际航道测量组织)以及众多航海专家的认可。1986年7月，IMO和IHO成 立了ECDIS协调小组，ECDIS各类标准和规范不断地建立和完善，各种性能优良的 ECDIS产品也不断地推陈出新。
什么是电子海图
什么是电子海图目前能查询到的最早的电子海图系统出现在1979年。
在80年代初，人们主要是从事电子海图系统的研制和试用；到了90年代，关于电子海图系统的讨论（包括争论）以及相应的国际规范相应出台。
这一时期的一款名位Chart Plotter的设备，实际上是GPS液晶屏幕在显示本船位置的同时显示简单的岸线和水深。
Chart Plotter可以看作是电子海图的雏形或前身，目前国外许多人仍把电子海图系统称为Chart Plotter。
实际上，电子海图系统的英文为Electronic Chart System，简称为ECS，它的功能比Chart Plotter要完善得多。
一种功能更加完备、并可取代纸海图的系统称为“电子海图显示与信息系统”，英文缩写为ECDIS。
根据1995年The Future of Electronic Charts in Merchant Ships统计，当时使用Chart Plotter和ECS的各类船舶有20万艘之多。
与此相适应，在90年代研制或生产ECS/ECDIS的厂商和单位也迅速增加，据《1999年ECS/ECDIS》指南列出的电了海图产品名录，以及近几年出现在各类航海杂志上的广告，参与研制或生产电子海图的厂商和单位有几百家之多。
电子海图之所以在海事界引起高度重视，是因为它具有传统纸海图无法比拟的优点。
一套性能完善的电子海图系统可以进行航线辅助设计、船位实时显示、航向航迹监测、航行自动警报（如偏航、误入危险区等）、“黑箱”自动存储本船航迹和ARPA 目标、历史航程重新演示、快速查询各种信息（如水文、港口、潮汐、海流等）、船舶动态实时显示（如每秒刷新船位、航速、航向等），与其它航海仪器（如GPS、电罗经、计程仪、雷达、Navtex、AIS等）进行数据与信息交流，将雷达/ARPA捕捉到的目标船动态叠显在海图上，与电子海图系统相配的雷达信号综合处理卡可直接处理和显示来自雷达天线的视频信号，自动生成若干类型的搜救（SAR）航线、海图手动改正或编辑，海图自动改正（数千幅海图的改正只需几分钟）……随着电子海图的数量和种类不断增长，电子海图的规范化问题一直是国际组织和各国政府部门所讨论的焦点。
电子海图
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。
第八章 电子海图显示与信息系统
TODAY
FUTURE
一、电子海图的定义和种类
电子海图是描述海域地理信息和航海信息的数字化产品。
光栅电子海图——
矢量电子海图——
光栅电子海图
• 定义：
– 以光栅形式表示的数字海图，通过对纸海图的一次性 扫描，形成单一的数字信息文件；是以像素点的排列 反映出海图中的要素，依靠眼睛识别航海要素。
P.C. MARITIME LTD.
SAINSEL SISTEMAS N. SEVEN-Cs (7Cs) SPERRY MARINE S.
PINPOINT SYST. INT.
SAM ELECTRONICS SHIP SYSTEMS AS STN ATLAS ELECTR.
RACAL DECCA
SIS - SEA INF. SYST. SIEMENS TELEFLEX MORSE EL.
RAYTHEON MARINE
SELESMAR SODENA TELKO A/S
TOKIMEC INC.
TRANSAS MARINE
TRESCO
XENEX NAVIGATION
3.光栅海图显示系统RCDS
• 定义：一种航行信息系统，它用来自航行传感器 的位置信息显示RNC来帮助航海人员计划航线和 监控航线，如有要求，还可以显示其他关于航行 的信息。 • 系统光栅航海图数据库（SRNC），与ECDIS类似， 为显示生成的海图和其他导航功能，RCDS通过适 当方式对RNC及更新数据进行格式转化后生成新 的数据库。
矢量电子海图
• 定义： – 以矢量形式表示的数字海图。 • 特点：
– – – – – – 每个要素是以几何图元的形式存储； 储存量小、显示速度快、精度高、支持智能化航海； 可查询任意图标的细节； 可根据需要选择不同层次的信息； 可设置自动报警； 可查询其他航海信息。
船载电子海图系统(E C S )概述
船载电子海图系统（E C S）概述“船载电子海图系统”是一套船用综合导航系统，集成了电子海图、GPS、AIS(Auto Identification System)、雷达/ARPA、电罗经、计程仪、自动舵、CDMA/GSM/GPRS等多种导航通讯设备，能够综合处理海上地理信息、本船航行状态信息、多种目标船动态信息、雷达图像信息、航行环境信息，具有完善的船舶导航、进出港引航、避碰辅助和航行管理功能。
有助于保障船舶航行安全和提高营运效率。
一、电子海图的发展史国际上电子海图研究始于70年代初，1993年国际海事组织(IMO)正式颁布了电子海图技术标准，使得电子海图可与使用了几百年并被国际法规认可的纸质海图等效，成为海事基础性资料。
电子海图的发展大致经历了三个阶段：(1)纸质海图等同物阶段。
1970年末到1984年，人们主要是想减轻海图作业的劳动强度，因此，仅仅是把纸质海图经数字化处理后存入计算机中。
(2)功能开拓阶段。
到1986年，人们开始挖掘电子海图的各种潜能，如在电子海图上显示船位、航线设计，显示船速、航向等船舶参数，报警等等。
(3)航行信息系统阶段，将电子海图作为航行信息核心，包括电子海图数据库的完善及与雷达、定位仪、计程仪、测深仪等各种设备和系统的接口和组合等等。
国际海事组织(IMO)和国际海道测量组织(IHO)于1986年成立了由多国专家组成的电子海图委员会，着手电子海图世界标准的研究。
1995年，IMO第十九届大会正式采纳了电子海图执行标准，从此电子海图的IMO性能标准被确定。
而IHO 先后于1987年和1992发布了专用出版物《ECDIS海图内容和显示规范》(即S-52篇)和《IHO数字海道测量数据传输标准》(即S-57篇)，并进行了多次修改，到1997年9月正式发行了S-57 V3.10格式，使它成为各国相关部门广泛采用的国际民用数字海图数据传输标准。
国际电工技术委员会(IEC)应IMO的要求也于1996年公布了IEC的电子海图性能标准，对于按照IMO和IHO的电子海图技术规范和标准研制的有关设备进行必要的性能测试和评定，IEC的这个标准已成为电子海图形式认可技术规范的开发基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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↓↑电子航海图→转化→系统电子海图←改正信息ENC SENC ←其它信息ECDIS三、电子海图系统电子海图系统（Electronic Chart System ,ECS）是指用于显示官方或非管方矢量电子海图或光栅电子海图数据库，但不符合ECDIS相关国际标准的电子海图显示系统。
ECS也可具有各种导航应用功能。
ECS和ECDIS之间并没有明显的区界限，就显示界面而言，一个性能完善的ECS与ECDIS无本质区别。
对ECS的相关要求略低于ECDIS，ECDIS中某些必备功能（如临时标绘）在ECS中并不强制要求。
ECS可以使用非官方、非S-57格式的海图数据库，而ECDIS必须使用官方电子航海图（ENC）四、光栅海图显示系统光栅海图显示系统（Raster Chart Display System, RCDS）是一种航行信息系统，可显示航行传感器提供的位置信息来帮助用户计划航线和监控航线，也可显示其他相关信息。
与ECS相似，为了快速显示海图数据和实现其它导航功能。
RCDS先对RNC及更新数据进行格式转化，再生成新的数据库，即系统光栅海图（System Raster Navigational Chart, SRNC）。
RCDS有以下局限性：（1）光栅扫描海图为边界海图，如同纸质海图；（2）光栅扫描海图不能启动诸如防止搁浅的自动报警功能，但可以由用户加入信息的方式产生某些报警功能（如船舶的安全等深线、孤立危险物等）;（3）海图基准面和投影可能与NEC不同；（4）海图上的特征不能被简化或移除以满足某些特定航行要求，如雷达信息的叠加;(5) 光栅扫描海图应以其纸质海图的比例尺显示，过分的放大或缩小会严重降低RCDS的性能；（6）RCDS的海图变向显示会影响海图资料的读取；（7）不能对海图物标的附加信息进行选择性查询；（8）不能设置和高亮显示安全等深线或水深点；(9)基于光栅扫描海图，不同的颜色可能用于显示类似的海图信息，也可能出现白天和夜间颜色的不同。
第三节电子海图系统相关标准一、ECDIS相关国标标准目前，ECDIS相关国标标准主要有五个：IMO ECDIS性能标准：IHO S-52，即ECDIS的海图内容和显示规范：IHO S-57，即数字化水道测量数据传输标准；IHO S-63，即数据保护方案；国际电工委员会（International Electrotechnical Commission,IEC）的IEC 61174，即ECDIS硬件设备性能和测试标准。
此外，IHO 也制定了一些关于电子海图其他方面的配套标准。
（一）IMO ECDIS性能标准1995年11月，IMO第19届大会正式通过A.817（19）号决议“IMO ECDIS 性能标准”（Performance Standard for Electronic Chart and Display System ,ECDIS）此后在1996年11月海安会通过MSC.64（67）决议增加了性能标准附件6“ECDIS 备用装置要求”1998年MSC.86(70)决议增加了附件7“RCDS操作模式”。
2006年12月通过了MSC.232(82),对标准进行了全面的修订，使之成为现行的“IMO ECDIS性能标准”，俗称为IMO PS。
IMO ECDIS性能标准给出了ECDIS的定义、适用范围、提供和更新海图信息、操作和功能要求、比例尺、其他航行信息显示、显示模式和邻近区域的生成、颜色和符合、显示要求、航线设计、航路监控和航程记录、计算和精度、性能试验、故障报警指示、备用装备、与其他设备连接。
电源等内容。
该标准有7 个附件；附件1：制定标准时所参考的其他标准；附件2：ECDIS在航线设计和航路监控过程中可显示的海图信息分类；附件3：ECDIS中所使用的航行要素和参数术语及其缩写；附件4：ECDIS在航线设计和航路监控过程中自动检测到的特殊地理区域；附件5：ECDIS的报警指示的形式和内容；附件6：ECIDS 备用装置的要求；附件7：RCDS操作模式的相关要求。
MSC.232(82) 建议各国政府确保：（1）在2009年1月1日及以后安装的ECDIS设备，符合不低于本决议附件所规定的性能标准；（2）在1996年1月1日之2009年1月1日期间安装的ECDIS设备，符合不低于MSC.64(67) & MSC.86(70)决议修正的A.817(19)决议附件所规定的性能标准。
（二）IHO关于ECDIS的相关标准IHO一直致力有关海图与航海出版物规范、海图符号规格及其显示等方面的标准化工作。
目前IHO制定的关于ECDIS的标准主要包括：1.IHO S-52IHO S-52是IHO 关于电子海图的内容和ECDIS显示方面的标准（IHO Specifications for Chart Content and Display Aspects of ECDIS）,现行版为2010年3月第6版。