电子海图

部海事局也开发了电子海图制作和显 示系统。其制作的电子海图和开发的显示 系统已经用于海上航标巡检、海上巡逻、 航运、水上工程、海事管理、船舶交通管 理等诸多领域。如用于上海、宁渡、福州、 厦门、琼洲海峡船舶交通管制系统，为国 家节约了不少外汇；如用于上海港 70 多公 里的深水航道引航，已经成为引航员不可 或缺的助手；

2)功能拓展阶段 1984年至90年代初，人们在数字化的海 图上开发出新的使用功能，可以在数字化 海图上显示船位、进行航线、航次计划设 计，显示诸如航速、航向等航行参数，开 发出更多便于使用的、可保证航行安全、 提高营运效率的各种功能。

3)航行信息系统阶段 这个阶段的主要特征是将电子海图作为 航行信息的核心，进行组合式、集成式的 开发研究，使船舶航行自动化迈上了新的 台阶。集中于电子海图的系统化、一体化 研究，将各种电子海图数据库进行完善， 与各种航海传感器、导航设备进行系统接 口与组合。

随后，加拿大、挪威、日本、澳大利亚、新 加坡等国制作出了符合该标准的电子海图，经过 测试，这些不同海道测量机关制作的电子海图相 容性好，表明标准已经基本成熟。由于基于 S-57 第三版的电子海图制作较为耗时，因此，在1998 年底，国际海事组织航行安全分委会同意在缺乏 S- 57第三版电子海图的水域，可以采用光栅海图 作为过渡时期的电子海图替代物。
电子海图数据具有两种形式，即基础数 据和更新数据。基础数据和更新数据一起 为电子海图显示及信息系统所接收，以形 成反映海域内最新信息的系统电子海图 （ SENC ），供 ECDIS 显示和作相应的处理。 无论是基础数据还是更新数据，均以标准 的格式进行数据的组织和封装，从而达到 不同国家的海道测量机构制作的电子海图 可以在不同的ECDIS上准确地使用。
ECDIS 显示从系统电子海图（ SENC ） 中选择的海图信息，和从导航传感器得来 的导航信息（如雷达/ARPA、GPS、罗经、 计程仪、测深仪等），帮助航海人员做航 线设计和航行监视。如需要，还可显示气 象水文等其它与航海有关的信息。电子海 图和电子海图显示及信息系统一起为航海 人员提供一个海图信息平台，使使用者能 够非常直观、方便地了解到所处海域的状 况。
再如用于上海港、黄浦江的分道通航制， 在阔度不够的黄浦江上，不能实地抛设浮 标将大船航道和小船航道的分隔开来，但 在电子海图上设置虚拟航标，将大船航道 和小船航道分隔开来，再利用电子海图显 示系统导航，使分道通航制顺利实行。另 外，该系统在去年还推广到中海和中远公 司使用，取得了很好的社会效益和经济效 益。
直到1995年、1996年有关国际组织制 定了电子海图的标准和规范， SOLAS公 约第五章规定：符合规定的 ECDIS 可以 等效于公约所要求的海图。STCW 95公约 中“对500总吨或以上船舶的负责航行值 班的高级船员发证的强制性最低要求” 明确规定：“海图”一词包括 ECDIS ， 是驾驶员必须掌握的导航设备之一。
图5-4 电子海图覆盖区域



1.2 电子海图发展现状 1）世界各地区及主要海道国家电子海图生产 制作情况 根据国际海道测量组织最近提供的资料，各国 电子海图覆盖情况大致如下：北美洲、南美洲、 欧洲、北非、南非、印度洋北部、亚洲大部、澳 大利亚等沿海国家领海水域已经被各种比例尺的 电子海图覆盖。但中美洲、东非和西非国家领海 及附近水域、亚洲的印度尼西亚领海及附近水域 还没有电子海图覆盖。国际水域小比例尺电子海 图，各地区海道测量委员会正在加紧制作。
1995 年 8 月，国际海道测量组织发布电 子海图显示及信息系统标准 (S-52 第五版 ) ， 1995 年 11 月，第 19 届国际海事组织大会通 过并确认了电子海图等效于纸海图的决议， 这就是 (IMO) 第A·817 （19 ）号决议。该决 议确认了电子海图 (ENC)与电子海图显示与 信息系统 (ECDIS)配合使用，可以合法取代 传统的纸质海图，电子海图的法律地位得 到了确认。
图5-5 小船用电子海图系统

3）我国电子海图发展的现状 我国电子海图的发展，紧跟世界电子海国的 发展步伐，在立足自主开发的同时，还不断借鉴、 吸收发达国家的先进技术和经验，交通都、海军、 航海院校及有关科研院所先后开发了多种版式的 数字海图。我国目前已经完成了沿海主要港口航 道100多幅电子海图的制作，完成了沿海比例尺 为1：10万、1：30万和1：50万三套电子海图的 制作工作，大比例的港口航道图电子海图也在制 作中，计划2007年完成：外海水域电子海图一直 在制作之中；通海江河的电子海图制作，处于起 步阶段。





1.3 存在的问题 世界电子海图发展势头迅猛，但在发展的过程中， 存在三个比较大的问题： (1)世界范围内电子海图全覆盖工作仍没有完 成．除了各大洋公共水域外，一些发展中国家由于经济 及技术能力的限制，无力完成本国所辖水域的电子海图 制作工作，为此，国际海道测量组织倍受责难。 (2)各国生产的电子海图质量不一，在衔接处的数 据甚至互相矛盾，让使用者无所适从。 (3)电子海图的使用方式，尤其是电子海图的改正 方式不同于纸海图，因此用户要求提供一站式服务，但 实际上。以从美国西海岸到远东航线为例，需要从7家 电子海图销售机构得到7张光盘，接收7家电子海图生产 机构的改正数据，而且还不能将航路连接起来，空档处 还需要使用光栅海图填充，使用起来非常不便。

二、电子海图简介 1．电子海图组成 简单的说电子海图可分为两个部分， 一个部分是电子海图数据（Electronic Navigation Chart，简称ENC），另一部分是 各种基于电子海图数据的应用系统，其中 最为主要的就是电子海图显示及信息系统 （Electronic Chart Display and Information System，简称ECDIS）。
2． 电子海图的相关概念
ARCS ----Admiralty Raster Chart Service ECDIS---Electronic Chart Display & Information System
ECS----Electronic Charting System
2）电子海图显示及信息系统和电子海图显示系统 (ECS)研发、推广应用情况 一些发达国家在电子海图显示及信息系统开发 方面，已经取得了令人瞩目的成绩。英国、挪威、 德国、日本、意大利等国的多家公司的电子海图显 示及导航系统不仅通过了有关船级社的检验，而且 已经商品化，价格稳定在5万美元左右。市场上推 广比较好的产品，主要是德国ATLAS和英国TRANSAS 两家公司的。据有关资料介绍，在1500条SOLAS公 约船中，有约1000条船装有电子海图系统，不过世 界上新造SOLAS公约船舶，基本上都安装电子海图 显示及信息显示系统。
IHO也同时发布了光栅海图标准，目前，美国、英 国、法国、德国、日本、韩国、印度、新加坡、 智利等世界大多数海洋国家均制作了基于 S-57第 三版的电子海图，有些国家已经完成了本国管辖 水域的电子海图全覆盖。英国水道测量局利用其 现有纸质海图完善的海图资料及其全世界范围内 完善的水道资料网络，已基本将各大航行水域内 的光栅海图制做完成，目前已发布共11张光盘， 其中1张为总图光盘。如果计算美国VPF格式的电 子海图和英国的光栅海图，则全世界的海洋均已 实现了无缝覆盖。在电子海图显示系统方面，市 场上已经有商品化的既能接受电子海图，又能同 时接受光栅海图的 ECDIS 销售。有些厂商既生产 电子海图，又生产电子海图显示及信息系统。


由于电子海图显示及应用系统比较昂贵，一 时难以全面推广，许多国家研发了一种比较简单 的电子海图显示系统，这种电子海图显示系统一 般只有与卫星全球定位系统(GPS)的接口，不要 求与多种航海仪器连接，不完全满足国际海事组 织的要求，但由于价格较低，推广较快(图5-5 小船用电子海图系统)。

目前在市场上推广应用较好的，主要是英 国海道测量局和挪威C-MAP公司两家生产 的系统，英国在生产电子海图的同时，还 生产光栅海图，由英国牵头，新加坡和香 港参加的SHARED计划，采用所谓的“双 燃料”系统(dual fuel — 一种能兼容电子海 图和光栅海图的电子海图显示系统)，在从 新加坡到香港的航路上使用获得巨大成功， 澳大利亚、日本、韩国也陆续加入了这一 计划。
1996年第十五次国际海道测量大会通过 了更为详细、完善的数字海图交换标准， 并以IHO特别出版物 S-57（第三版）的形式 正式发布。在制定数据传输标准S－57的同 时， IHO 还制定了《ECDIS 海图内容与显示 规范》，这就是所说的S－52。此外，国际 海事组织（ IMO ）、国际电工委员会（ IEC ） 等多个国际组织也为ECDIS制定了一系列相 应的标准。
我国现有航运船舶20多万艘，其中远洋和沿海 航行船舶有 1 万多艘，由于电子海图是船舶操纵 智能化的基础，它能极大地提高船舶航行的安全， 加上电子海图显示软件的潜在市场，保守测算估 计为 100 亿元以上。因此，国内政府有关部门、 军队、大专院校和科研院所，竞相投入大量的人 力物力，进行研发攻关，取得了一批成果。如海 军开发了与其数字海图配套的数字海图显示系统， 除提供军内使用外，还在市场上推广。大连海事 大学在其开发的中国船位报告系统基础上，做进 一步的深开发，不断拓展新的功能。上海海事大 学开发的航海模拟器，也已经投入使用，并为航 海院校、部队训练和科研机构所使用。
第二节 电子海图(ECDIS) 电子海图是科技发展到一定期阶段的必然产 物，随着最新科学技术在航海上的不断应用，给 航海界带来了一次次的技术革命。GPS在船舶上 的成熟应用后，船舶的高精度定位手段得到了保 证，而航海人员所面临的情况越来越复杂了，传 统的纸质海图及其作业方法显得相对落后，客观 上要求有更方便的海图来取代。同时电子技术和 计算机在软、硬件技术上迅速发展，为电子海图 的产生奠定了基础。
对电子海图的研究可以追溯到 20世纪70年 代，人们设想能将纸海图电子化，与各种导 航传感信息和雷达信息等集中在一个系统内， 以方便航海人员的使用与保管。不久，美国、 挪威、日本和加拿大等国都开始研制这种集 成系统。电子海图最终投入实际应用，是最 近十多年的事情，目前电子海图技术已较成 熟，电子海图已在航运界获得较广泛的使用。 主要装备在一些军舰、新造油轮、集装箱船、 豪华邮轮和高速客船上。在其它的一些商船 上，也正在完成电子海图的配置工作。