Lecture-2(.pps)

Тема: ЭЛЕМЕНТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
МОРСКИХ ЭК
1. Основные виды данных и составные части
карт.
2. Геодезические датумы карт.
3. Форматы данных электронных карт.
4. Разграфка ЭК.
ВЛЛ
1. Основные виды данных и
составные части карт
Основные виды данных карт:
• Пространственные;
• Описательные;
• Метаданные.
Составные части карты:
• Математическая основа;
• Картографическое изображение;
• Легенда карты.
2
Математическая основа карт
Математическая основа карт – это математические
правила, по которым строятся карты (масштаб и
картографическая проекция).
Картографической проекцией называется математически
определенный способ отображения поверхности земного
эллипсоида на плоскости.
В НИС карты обычно используются в
• Нормальной проекции Меркатора (φ=0-850);
• Поперечной проекции Меркатора (φ=80-900);
• Стереографической проекции (φ=80-900).
Оригинальный масштаб - масштаб, которому соответствует
содержание ЭК.
Масштаб отображения - масштаб, в котором карта
показывается на экране дисплея.
3
Наибольший (наименьший) масштаб ЭК – это значение
самого крупного (мелкого) масштаба, в котором в
системе может представляться определенная карта.
Перемасштабирование (overscale) – отображение карты в
более крупном масштабе, чем оригинальный.
Недомасштабирование (underscale) - отображение карты в
масштабе меньшем оригинального.
Генерализация изображения ЭК - процедура, с помощью
которой при недомасштабировании отдельные
картографические объекты показываются упрощенно,
либо не отображаются, чтобы избежать
перегруженности карты.
В ECDIS для генерализации обычно применяется атрибут
SCAMIN (Scale Minimum) - минимальный масштаб. Он
добавляется в записи КО к их атрибутам.
4
Выделение района с перемасштабированием
Район с
перемасштабированием
Граница района с
перемасштабированием
5
Классификация ENC в зависимости от оригинального
масштаба:
1.
2.
3.
4.
5.
Карты мира (World) – 1:2500001 и меньше;
Генеральные карты (General) – 1:300001  1:2500000;
Прибрежные карты (Coastal) – 1:80001  1:300000;
Подходные карты (Approach)– 1:40001  1:80000;
Гавани (Harbour) – 1:10001  1:40000;
6.
Планы для швартовки (Berthing) – 1:10000 и крупнее.
6
Картографическое изображение
Картографическое изображение – это
условно-знаковое представление объектов и
явлений района карты в выбранной проекции.
В ECDIS условные обозначения карты можно
просмотреть, вызвав на отображение ECDIS Карту
№1(часть IHO S-52 Библиотеки презентации).
Условные обозначения в ECDIS можно
выбрать двух видов:
– Традиционные (похожие на символы бумажных карт);
– Упрощенные (хорошо заметные на экране).
7
Традиционные и упрощенные знаки ENC
8
Примеры
Традиционные символы
Упрощенные символы
9
Зоны доверия
Точность
положения
Точность
глубин
±5м+5%H
=0.50 + 1% Н
Н (м) Е (м)
10
± 0.6
30
± 0.8
100
± 1.5
1000 ± 10.5
Выполнена съемка всей
области. Существенные
особенности морского дна
обнаружены и глубины
измерены.
±20м
=1.00 + 2% Н
Н (м) Е (м)
10
± 1.2
30
± 1.6
100
± 3.0
1000 ± 21.0
Выполнена съемка всей
области. Существенные
особенности морского дна
обнаружены и глубины
измерены.
±50м
=1.00 + 2% Н
Н (м) Е (м)
10
± 1.2
30
± 1.6
100
± 3.0
1000 ± 21.0
Съемка всей области не
достигнута. Нанесенные на
карту особенности дна,
опасные для навигации, не
ожидаются, но могут
существовать.
С
±500м
=2.00 + 5% Н
Н (м) Е (м)
10
± 2.5
30
± 3.5
100
± 7.0
1000 ± 52.0
Съемка всей области не
достигнута. Аномалии в
глубинах могут ожидаться.
D
Хуже чем
С
U
Качество батиметрических данных еще ​предстоит оценить
ZOC
А1
А2
В
Хуже чем С
Покрытие морского дна
Символ
качества
Съемка всей области не
достигнута. Большие
аномалии в глубинах могут
ожидаться.
U
10
Карта ENC с символами качества глубин
11
Меню для работы с ECDIS картой №1 в ECDIS «FEA2107» компании Furuno
12
Из ECDIS карты №1
13
Легенда карты
Легенда карты включает общую информацию,
относящуюся к отображаемым на экране районам.
Она включает в себя, как минимум:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
единицы измерения глубин;
единицы измерения высот;
масштаб изображения;
указание о достоверности данных;
вертикальный датум карты (ноль отсчета высот и глубин);
горизонтальный датум карты;
значение безопасной глубины;
наименование безопасной изобаты;
величину магнитного склонения;
дату и номер последнего из извещений мореплавателям,
относящегося к отображаемой ячейке карты;
дату издания ENC и ее номер;
наименование проекции карты.
14
Пример легенды карты (ECDIS «FEA-2107»
компании Furuno)
15
2. Геодезические датумы карт
Горизонтальный геодезический датум - совокупность
параметров, которые характеризуют референц-эллипсоид и его
расположение в теле Земли.
Горизонтальный датум представляется 8-мю параметрами: два
параметра описывают размеры референц-эллипсоида, три параметра
определяют позицию центра эллипсоида относительно центра Земли,
остальные три параметра характеризуют ориентацию трех осей
эллипсоида относительно осей Земли.
Неучет датума карты при определениях по GPS может привести к
ошибке, превышающей 1000 м.
Представление в GPS данных в датуме, отличном от WGS-84, может
увеличить погрешность определений на десятки метров из-за ошибок,
присущих пересчету координат из одного датума в другой.
Различают геодезические системы координат:
– Локальные;
– Региональные (Пулково 1942, ED50, NAD83 и др.) ;
– Всемирные (WGS-84, PE90).
16
Вертикальный геодезический датум - это уровненная
поверхность, с которой соотносятся высоты и/или глубины и/или
береговая черта на карте.
Вертикальный датум для батиметрических данных
называется нулем глубин карты.
Для морей без приливов нулем глубин обычно служит
средний многолетний уровень моря (MSL – mean sea level).
Для морей с приливами им может быть:
– наинизший из возможных по астрономическим причинам
уровень (LAT – lowest astronomical tide);
– средняя малая вода (MLW – mean low water);
– средняя малая вода в сизигию (MLWS – mean low water
springs);
– наинизшая малая вода в сизигию (lowest low water springs);
– и другие приливные уровни.
17
3. Форматы данных электронных карт
Формат данных - набор правил, соглашений, стандартов для
записи и хранения информации.
Растровый формат – формат для записи и хранения
графического изображения в виде матрицы точек (пикселей).
Векторный формат – формат для представления графического
изображения в файле с помощью простых геометрических объектов
(геометрических примитивов): точек, линий, площадных объектов.
Официальные
Неофициальные
ТИПЫ
КАРТ
Растровые RNC
HCRF
(ARCS)
ПРИМЕРЫ
ФОРМАТОВ
ДАННЫХ
Векторные ENC
S-57
Растровые
BSB
Векторные
S-57
TX97
S-63
Seafarer
Mapmedia
BSB
Другие
CM93
S-101
SENC
Другие
Другие
18
В настоящее время основным форматом обмена официальной
векторной картографической информацией является S-57/3.1. Для
защиты данных ENC в этом формате от несанкционированного изменения
и копирования используется передача этих данных в зашифрованном
виде в формате S-63. Формат S-57/3.1 имеет много хороших сторон, но он
не обладает гибкостью и открытостью, и не способен поддерживать
многие виды данных.
В настоящее время морская отрасль начинает переходить на новый
стандарт S-100 «IHO универсальная гидрографическая модель данных»,
который вошел в действие в 2010 году. Он расширяет функциональность
стандарта S-57 путем создания более гибкой и богатой структуры данных.
Для отдельных видов цифровых продуктов IHO, IALA, IOC и другими
организациями разрабатываются конкретные спецификации S- ###,
использующие модель данных S-100. Формат S-100/S- ### поддерживает
большое разнообразие видов информации: графические образы и
сеточные данные, 3D изменяющиеся во времени данные и новые
приложения, которые лежат вне области традиционной гидрографии. Он
допускает изменения, что позволит основному стандарту расширяться без
введения его новых версий, а также дает возможность использования
сетевых услуг (веб-сервисов) для получения, обработки, анализа, доступа
и представления информации.
19
Спецификации цифровых продуктов для S-100
IHO (от S-101 до S-199)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
IHO S-101 – ENC;
IHO S-102 - батиметрическая поверхность;
IHO S-103 – подводная навигация;
IHO S-107 – льды;
IHO S-10x – приливые явления для
поверхностной навигации;
IHO S-111 - поверхностные течения;
IHO S-112 - передача данных о приливе в
режиме реального времени;
IHO S-121 - Морские границы;
IHO S-122 - Морские защищенные районы;
IHO S-123 - Радио службы;
IHO S-124 – Навигационные предупреждения;
IHO S-125 - Навигационные службы;
IHO S-126 - Физическая среда;
IHO S-127 - Управление движением;
IHO S-1xx – Морские службы;
IHO S-1xx – Цифровое руководство по морской
маршрутизации;
IHO S-1xx - Инфраструктура гаваней;
IHO S-1xx – Социум/Политика.
•
•
•
•
IALA (от S-201 до S-299)
IALA S-201 - информация AtoN;
IALA S-20x - Между-VTS формат
обмена;
IALA S-20x - Специальных сообщений
приложения;
IALA S-20x – Морская информация по
безопасности.
IOC - Intergovernmental Oceanographic
Commission (от S-301 до S-399)
Другие организации (от S-401 до …)
• IEHG S-401 - ENC внутренних водных
путей;
• JCOMM S-411 – морской лед;
• JCOMM S-412 – океанские
метеопрогнозы.
IEHG (Inland ENC Harmonization Group) –
Гармонизационная группа по ENC внутренних
водных путей;
JCOMM (Joint Technical Commission for
Oceanography and Marine Meteorology) –
Совместная техническая комиссия по
океанографии и морской метеорологии.
20
4. Разграфка ЭК
Разграфка (нарезка) карт - система деления
изображения земной поверхности на ячейки отдельных
карт.
Ячейка ENC - сферическая прямоугольная область,
ограниченная двумя параллелями и двумя меридианами.
Объем данных ячейки ENC не должен превышать 5Мб.
Название ячейки - 8 символов с расширением (примеры:
DE221000.003; US5PR62M.001; DK2CHWGG.004):
• Первые два символа - производитель ENC.
• 3-й символ – указатель цели карты (1 – обзорная карта
мира, 2 – генеральная карта, 3 – прибрежная карта, 4 –
подходы к порту, 5 – гавань, 6 – карта для швартовки).
• 4-8 символы - код расположения ENC.
• Расширение - номер корректуры ENC.
21