电子海图课件

电子海图显示和信息系统

(ECDIS)关于电子海图功能的介绍海图管理–电子海图购买、数据导入、更新

ADCE-NAVIGATOR航线设计航线检查航行监控航行日志电子海图操作培训概要第一章：电子海图与电子海图系统第二章：ECDIS数据第三章：ECDIS功能和应用第四章：使用ECDIS的风险TODAYFUTUREIamhappy!ModernbridgewithelectronicchartsystemClassificationschemeshowingrelationsbetweenIBS,INSandECDISDefinitions电子海图定义与分类定义：电子海图是描述海域地理信息和航海信息的数字化产品，也称为“屏幕海图”。分类：矢量电子海图（VECTORCHARTS)光栅电子海图（RASTERCHARTS)矢量电子海图矢量电子海图就是以矢量形式（图形方式）表示的数字海图。海域的的每个要素是以点、线、面等几何图元的方式存储在电子海图数据文件中。特点:1.存储量小速度快精度高2.支持智能化。1）可根据需要有选择的显示不同层次的信息。2）用户可查询矢量电子海图中任意图标的细节。矢量电子海图制作为了有效处理海图数据，必须将地理区域分为若干单元。每一单元称为CELL；每一单元必须包含在物理独立、标识唯一的文件中；每一单元一般不超过5MB,也不能太小，避免单元过多；同一航海用途的单元可能重叠，但单元内数据不能重叠，即重叠区域内只有一个单元含数据。yxP1(x1,y1)P2(x2,y2)P3(x3,y3)P4(x4,y4)P5(x5,y5)P6(x6,y6)P7(x7,y7)Vectordata:defininganareathroughaclosedpolygonsequence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；IHOS-613）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Vectorandrasterdatamodelsa)terrainmodelb) vector datac) raster data矢量海图和光栅海图对比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操作缺点纸质海图的复版、不具备智能化制作工艺复杂、成本高作用和地位辅助地位、作为重要补充主导地位标准电子海图标准电子海图符合相关国际组织制定标准规范和统一的电子海图数据格式。分为：光栅扫描航海图（RNC)

RASTERNAVIGATIONALCHARTS电子航海图（ENC)

ELECTRONICNAVIGATIONALCHARGS标准电子海图(1)

标准电子海图是指符合IHO相关标准的电子海图。我们把基于S-57标准的电子海图数据产品称为电子航海图，简称ENC。

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目前世界上仍未制作标准矢量电子海图的区域中美洲地区东非和西非部分海域亚洲的印度尼西亚部分海域在未制作矢量电子海图的区域应以光栅海图作为过渡期替代。非标准电子海图非标准电子海图是指不符合ＩＨＯ相关标准的电子海图，主要由非官方机构按照自己数据格式生产制造的电子海图。非官方海道测量部门制作，数据权威性得不到保证；由于不直接从事测量作业，没有第一手资料，数据的现势性得不到保证；虽然也得到一些应用系统的支持，但毕竟不像标准电子海图那样，通用性较差。标准海图和非标准海图对比非标准电子海图标准电子海图优点覆盖全球海域权威性、现势性及通用性强缺点权威性、现势性不强，通用性较差世界各国发展水平不平衡，未全球覆盖作用和地位目前具备一定市场，不能代表发展方向。代表电子海图当前和未来发展方向电子海图应用系统定义：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）。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”。ELECTRONICCHARTSDISPLAYANDINFORMATIONSYSTEM电子海图系统(ECS)电子海图系统ECS是指不符合IHO相关标准的电子海图。电子海图数据非官方发布，是由世界上从事电子海图数据研究的知名公司研发制作。如C-MAP公司的CM93格式和TRANSAS公司TX97式。根据《国内航行船舶船载电子海图系统和自动识别系统设备管理规定》，要求国内航行船舶安装电子海图应用系统ECS.光栅海图显示系统RCDS光栅海图显示系统是ECDIS的一种使用光栅扫描海图RNC的工作模式。使用在没有ENC覆盖的区域。必须配备纸质海图。RCDS具有以下局限性：1）光栅扫描海图为有界海图，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，但可以有用户加入信息的方式产生某些报警功能；3）海图基准面和投影可能和ENC不同；4）海图上的特征不能被简化或移除，诸如雷达信息的叠加；5）不能随意选择海图显示比例；6）RCDS的海图变向显示可能影响海图资料的读取；7）不能设置安全等深线或等深点增亮显示；8）不能通过查询方式获取海图物标的附加信息；9）基于光栅扫描海图，不同的颜色可能用于显示同样的海图信息，也可能出现白天和晚上颜色的不同；10)RCDS只能显示RNC,而不能显示ENC.ECDIS可以显示ENC和RNC.光栅海图显示系统不可以替代纸质海图！！ENC“ENC是指在内容、结构和格式均已标准化，由经政府授权的海道测量机构发布，专为ECDIS使用的数据库。ENC包含有安全航行需要的全部海图信息，也可以包含纸海图上没有但对航行安全认为是需要的补充信息（如《航路指南》）”。ELECTRONICNAVIGATIONALCHARTSSENC

系统电子航海图SENC是一个数据库，这个数据库是为了恰当使用ENC而由ECDIS将其进行格式转化，同时通过恰当方法改正ENC，并且由航海人员添加了其他数据后形成的。这个数据库被ECDIS直接用来显示电子海图以及其他航海功能，并且与最新的纸质海图等价。SENC还可包含来自其他信息源的信息。SYSTEMELECTRONICNAVIGATIONALCHARTSSENC的总体要求ECDIS功能的强弱、运行速度和工作效率取决于SENC的内容、结构和数据文件格式。符合IHOS-57标准；支持IMOECDIS性能标准；支持IHOS-52标准。SENC的数据内容电子海图数据用户数据传感器数据其他航海信息航路指南、港口信息、潮汐信息、气象信息等。船员标注、航线设计、监控、航行记录等ENC和UPDATEENCRADAR\GPS\GYRO\AIS\LOG\ECHOSOUNDETC.ENC是数据ECDIS是设备ENC与ECDIS的关系

ENC与ECDIS区别ENCECDIS电子海图应用系统描写海图地理信息和航海信息的数字化产品电子海图数据接收并显示电子海图数据，同时能提供一定功能的软件或设备。电子海图数据类型框图电子海图数据类型光栅电子海图矢量电子海图非标准电子海图标准电子海图ARCS(UKHO)RNC(NOAA)CM93(C-MAP)TX97(TRANSAS)DNC(NGA)ENCRegulationsinChapterVofSOLASThreenewmainhydrographicelementsmaybeidentifiedinthenewrulesofSOLASChapterV:UnderRegulation2UnderRegulation9UnderRegulation19d)Under

Regulation27一、电子海图相关国际标准Regulation2有关海图及航海出版物定义海图及航海出版物须官方授权发布Regulation9

沿海国政府有义务进行海图及航海出版物测量、发布及更新。Regulation19所有海船必须配备航用海图及出版物。电子海图显示及信息显示系统(ECDIS)可以作为纸质海图有效替代物。Regulation27„Allshipsshallcarryadequateandup-to-dateofficialnauticalcharts,sailingdirections,listsoflights,noticestomariners,tidetablesandallothernauticalpublicationsnecessaryfortheintendedvoyage”.IMOPerformanceStandardsforECDISIMOModelCourse1.27SOLASConventionSTCWIEC

Publication61174MaritimeNavigationandRadiocommunicationEquipmentandSystems-ElectronicChartDisplayandInformationSystem(ECDIS)–Operationalandperformancerequirements,methodsoftestingandrequiredtestresults.InternationalstandardsforECDISandtheparticipatingorganisationsS-52SpecificationsforECDISApp.1GuidanceonUpdatingApp.2ColourandSymbolApp.3GlossaryofECDIS-relatedTermsS-57TransferStandardforDigitalHydrographicDataIMOPerformanceStandardsforECDISIMOModelCourse1.27SOLASConventionSTCWIHOIEC

Publication61174MaritimeNavigationandRadiocommunicationEquipmentandSystems-ElectronicChartDisplayandInformationSystem(ECDIS)–Operationalandperformancerequirements,methodsoftestingandrequiredtestresults.S-52SpecificationsforECDISApp.1GuidanceonUpdatingApp.2ColourandSymbolApp.3GlossaryofECDIS-relatedTermsS-57TransferStandardforDigitalHydrographicDataIMO

PerformancestandardsforECDIS

IMOResolutionA.817/19,

adoptedon23November1995

IMOECDISPSIntroductionDefinitionsDisplayofSENCInformationProvisionandUpdatingofChart

InformationScaleDisplayofOtherNavigationalInformationDisplayModeandGenerationoftheNeighbouringArea8.ColoursandSymbols9.DisplayRequirements10.RoutePlanning,MonitoringandVoyageRecording11. Accuracy12.ConnectionswithOtherEquipment13.PerformanceTests,MalfunctionAlarmsandIndications14.Back-upArrangements15.PowerSupplyIMOPS七个附件附件1：制定标准时所参照的其他标准附件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的术语及其缩写附件4：ECDIS在航线设计和航路监控过程中应自动检测的特殊地理区域附件5：ECDIS的报警及指示形式和内容附件6：对ECDIS备用装置的要求附件7：RCDS操作模式的相关要求IHO标准标准名称主要内容最新版本号发布日期S-52ECDIS内容及显示规范、颜色和符号5.01996.12S-57海道数据测量及传输标准3.12000.11S-58推荐ENC确认检查3.02007.02S-61光栅电子海图产品规范1.01999.01S-63电子海图加密1.12008.03S-65电子海图生产指南1.02005.03S-66电子海图及配备要求1.02010.01IEC61174

ECDIS操作与性能要求、测试方法和要求的测试结果。IMOECDIS性能标准MSC232(82)IEC61174

ECDIS操作与性能要求、测试方法和要求的测试结果。IHOS-52ENC内容和显示IHOS-63ENC数据保护IHOS-57ENC数据传输新造船舶：NEWSHIP

①在2012年7月1日或以后建造的500总吨及以上的客船；

②在2012年7月1日或以后建造的3000总吨及以上的液货船；

③在2013年7月1日或以后建造的10000总吨及以上的液货船以外的货船；

④除液货船外，在2014年7月1日或以后建造的3000总吨及以上但小于10000总吨的货船；

ECDIS安装要求(1)

现有航行船舶：PRESENTSHIP①在2012年7月1日以前建造的500总吨及以上的客船，不迟于2014年7月1日或以后的第一次检验；②在2012年7月1日以前建造的3000总吨及以上的液货船，不迟于2015年7月1日或以后的第一次检验；③除液货船外，在2013年7月1日以前建造的50000总吨及以上的货船不迟于2016年7月1日或以后的第一次检验；④除液货船外，在2013年7月1日以前建造的20000总吨及以上但小于50000总吨的货船不迟于2017年7月1日或以后的第一次检验；⑤除液货船外，在2013年7月1日以前建造的10000总吨及以上但小于20000总吨的货船不迟于2018年7月1日或以后的第一次检验。ECDIS安装要求(2)我国关于船载电子海图系统（ECS)的功能、性能和测试要求中国海事局在参照相关国际标准的基础上，于2010年颁发了《国内航行船舶船载电子海图系统ECS功能、性能和测试要求（暂行）》，规定了船载电子海图系统ECS的功能、性能技术要求、相应的测试方法和要求的检验。该要求指出，ECS可作为中国国内航行船舶的主要导航手段，为确保航行安全，船舶应作出足够的备用装置。该要求将ECS分为A、B、C三类，其中A类ECS可作为国内航行船舶的主要导航手段，也可以作为ECDIS设备的备用装置,但需符合MSC.232（82）附录6和IEC61174的要求。B类ECS适用于未要求配备A类ECS的国内航行船舶，并可作为其导航手段；C类ECS适用于辅助导航，用于船位标绘和监视。中国海事局负责船载电子海图系统的管理、类型认可和产品检验管理；各地海事局管理机构负责对船舶配备ECS实施监督；各船检机构负责设备配备及安装情况的检验。电子海图检查安装检查产品证书及合格证检查设备检查海图检查（是否使用官方ENC)功能检查营运检查完整性检查系统检查海图检查（检查是否采用官方数据）海图更新检查主要功能测试电子海图数据的判别

电子海图数据文件名根据IHO要求和规定编制。中国海事电子海图的数据文件名是CN******.000，例如CN340401.000，其中“CN”是中国海事的代码（由IHO统一分配）、数字“3”是航海用途（表示沿海、Coastal），40401是图号，000是数据文件后缀；生产机构代码：Ｃ１－中国航保部ＧＢ－英国ＵＳ－美国ＤＥ－德国ＦＲ－法国ＡＵ－澳大利亚

电子海图文件名组成CCPXXXXX.EEECC=生产机构代码P=航海用途XXXXX=单一单元编码EEE=更新号码Ｐ编码航海用途说明比例尺范围1综述OVERVIEW概要图<1:1,499,9992一般GENERAL总图1:350,000—1:1,499,9993沿海COASTAL沿海图1:90,000—1:350,0004近岸APPROACH入口图1:22,000—1:89,9995港口HARBOR港口图1:4000—1:21,9996码头泊位BERTH泊位图>1:4000电子海图更新数据的判别

小改正更新数据的文件是CN******.eee，其含义与基础数据文件名的意义相同，但后缀根据小改正更新次数进行编号，最大可达到999次，如第十次小改正更新，其文件名是CN******.010。ECDIS“Twoofthenewestnavigationstarsforshipscan’tbefoundintheNauticalAlmanac:GPSandelectronicchartdisplayandinformationsystem(ECDIS).Individually,GPStellsyouyourlocationandECDISshowsittoyou”.MORTIMERROGOFF,1992“Apaperchartshowsyouwhereyouwere,orshouldn’tbe.ECDIStellsyouwhereyouare,andcansafelygo”.LEEALEXANDER,2000Paperchartsfixedscalesheet,fixedNorth-uporientation(usually),fixedsymboldefinition,fixedsymbolarrangementandapplicationwithrespecttoNorth,limitedpapersize,limitedtypesandamountofinformation,limitednumberofcoloursandcombineduse.Electronicchartsfixeddisplaysize,fixedresolution(分辨率）,variabledisplayscale,variabletypesandamountofinformation,variousorientationwithrespecttoNorth,varioussymbolarrangementandapplication,varioussymboldefinition,variousnumberanduseofcolours.*ECDIS代替纸质海图的条件ECDIS需符合IEC61174标准，并通过有关机构的型式认可；ECDIS需使用改正至最新的官方ENC；（符合IHOS-52及S-57)配备适当的备用装置。OnlyECDISusingtheofficialENCentitlestonavigatewithoutpapercharts!!!电子海图显示和信息系统组成（1）系统硬件组成：一个具有高性能的内、外部接口符合IHOS-52标准的船用计算机，系统的中心是高速中央处理器和大容量的内部和外部存储器。外部存储器存储容量应保证能够容纳整个ENC、ENC改正信息和SENC。2.CPU、内存和显存容量应保证显示一幅电子海图所需时间不超过5秒。现已做到1秒以内。3.图形显示器用于显示电子海图。其尺寸、颜色和分辨率应符合IHOS-52的最低标准。有效画面最小尺寸应为350X270毫米，航行监视时显示海图的有效尺寸至少应为270X270毫米。不少于64种颜色。4.文本显示器由于显示航行警告、航路指南、航标表等航海咨询信息。5.内部接口应包括图形卡、语音卡、硬盘和光盘控制卡等。6.外部接口一般是含有CPU的智能接口，保证从外部传感器接受信息。（如GPS/GYRO/LOG等）ThetypicalECDISconfiguration电子海图显示和信息系统组成（2）系统软件组成ECDIS软件是ECDIS系统的核心，该软件需要包括以下基本功能模块：海图信息处理软件；1）由ENC向SENC转换软件、2）电子海图自动和手动改正软件、3）航行咨询信息的管理软件、4）电子海图库管理软件、5）海图要素分类及编码系统的管理软件等2.电子海图显示系统软件；1）海图合成软件：给定显示区域、比例尺及投影方式搜索合适的海图数据等。2）电子海图显示软件：根据图形文件调用符合库，在屏幕上绘制海图。3）海图要素的搜索软件：4）航行咨询信息的显示软件。3.计划航线设计软件；4.传感器接口模块；5.航线监控软件；6.航行记录模块；7.航海问题的求解软件。2.Navigation

导航1.DataPresentation

海图显示3.RoutePlanning

航线设计4.RouteMonitoring

航行监控5.CollisionAvoidance

船舶避碰6.Docking

靠泊7.Documentation/Records航行记录ThemainfunctionsofECDIS8.Manoeuvering

船舶操纵9.DataUpdating

数据更新电子海图的应用电子海图应用于船舶航行电子海图应用于船舶引航电子海图应用于海事管理电子海图应用于VTS电子海图应用于航标管理ClassificationschemeforelectronicchartssystemspretendingtointernationallystandardisednameofElectronicChartDisplayandInformationSystems(ECDIS)ClassificationschemeforelectronicchartssystemspretendingtointernationallystandardisednameofRasterChartDisplaySystems(RCDS)SPERRYMARINES.ECDIS/ECSMANUFACTURERSADVETOABEDCB.V.HITECMARINEAUTO.KONGSBERGSIMRADCHARTWORXC-MAPDOLPHINMAR.SOFT.MORINTECHNORTHSTARTECH.P.C.MARITIMELTD.SAINSELSISTEMASN.SEVEN-Cs(7Cs)STNATLASELECTR.ELECTRONICNAV.S.J.R.C.LASERPLOTINC.NAUTICALDATAINT.OBSERVATIONTECH.PINPOINTSYST.INT.SAMELECTRONICSSHIPSYSTEMSAS TELEFLEXMORSEEL.FURUNOKELVINHUGHESLITTONMARINENAVINTRALTD.OSL(OffshoreSystemLtd.)RACALDECCASIS-SEAINF.SYST.SIEMENSTELKOA/SHDW-HAGENUKKODEN MAPTECHNAVIONICSINC.ORMSTONTECH.RAYTHEONMARINESELESMARSODENATOKIMECINC.TRANSASMARINETRESCOXENEXNAVIGATIONECDIS/ECSManufacturers:C-MAP CHARTWORXHOLLANDB.V FURUNO J.R.C. HDW-HAGENUK KELVINHUGHES KODEN KONGSBERGSIMRADAS LASERPLOTINC. MORINTECHNAVIGATIONLITTONMARINESYSTEMS NAVINTRALTD. OFFSHORESYSTEMSLTD(OSL) RACALDECCA RAYTHEONMARINE SELESMAR SEVEN-Cs(7Sc) SIEMENS SODENA SPERRYMARINESYSTEMS STNATLASELECTRONICS TELKOS/A TRANSASMARINE TRESCO TRANSASMARINETop24C-MAPWENDWorldwideElectronicNavigationalChartDataBaseWEND-acommon,worldwidenetworkofENCdatasets,basedonIHOstandards,designedspecificallytomeettheneedsofinternationalmaritimetrafficusingECDISwhichconformtotheIMOPerformanceStandardsforECDIS.全球电子海图数据库RENC

区域电子海图数据中心(RegionalENCCo-ordinatingCentre)Whenthenationalhydrographicorganizations(HOs)thatalreadyproducethevariouspaperchartseriesbeganworktodevelopENCcoverage,theyagreedontheconceptofharmonisingthedistributionofENCataregionallevel.Themechanisminvolvescreatinganumberofregionaldistributioncentres,knownasRENCs,eachcollatingtheENCsfromthevariousHOsintheirregionandofferingthemtotheshippingindustryinauniformservice.PlannedRegionalENCCo-ordinatingCentres

(RENC)WENDPrimar

-theworldsfirstRegionalENCCo-ordinatingCentre(RENC)inStavanger(Norway)WENDPRIMARInternationalCentreforENCs(IC-ENC):

Germany,Netherlands,Spain,Portugal,Belgium,

UK

andrecentlySouthAfrica,Egypt,India.RegionalENCCo-ordinatingCentres(RENC)NorthernEuropeanRENCPrimarStavanger:Denmark,Estonia,Finland,France,Latvia,Norway,Poland,Russia,Sweden.FarEastRENC:China,Japan,Korea,Singapore.In2002RENCPrimarwasdividedintotwoRENCs:

IC-ENC

inTaunton(UK)and

PrimarStavanger

inStavanger(Norway)WENDPRIMARStavangerIC-ENCElectronicchartS-57cellDE516400beforeandafterupdating

WeeklyUpdatesonCD-ROMUnique,fullyin-lineWeeklyNoticestoMariners,UpdatesautomaticallydespatchedonaweeklybasisviaAdmiraltydistributors,CumulativeUpdates–youneedonlyusethelatestUpdateCD-ROM,Error-freeautomaticcorrection,chartsfullyupdatedinseconds,IncludesTemporaryandPreliminarynotices,UpdateserviceincludesreplacementNewChartsandNewEditions.ECDISData3.4.

Referencesystems:

-WGS-84,

-effectsofusingdifferentreference

systemsforpositioning,

-effectsofusingdifferenthorizontal

andverticaldatum,HorizontaldatumWithdevelopmentofthesatellitebasedposition-findingsystemsliketoday’sGlobalPositioningSystem(GPS)itbecamevitalthatanappropriateglobalreferencesystembedefined.ThisistheWorldGeodeticSystem84(WGS-84),towhichallthepositionsestablishedwiththeGPSarerelated.WhenusingchartsandGPStogether,itisalwaysnecessarytoascertainwhatisthedatumofthechartandthantosettheGPSreceiveraccordingly;thisisalsovalidfortheelectroniccharts,whentheyarenotuniformlyrelatedtoWGS-84.However,eheECDISPSinsistthatthechartsENCareinWGS-84.WhenusingECSitisimportanttoexaminethecharttoensurethatthedataisinWGS-84andnotdigitisedfromapaperchartbasedonalocaldatum.HorizontaldatumInordertocombinepositionalinformationfrommanydifferentsourcesinone(regional)database,onlyonehorizontaldatumshouldbeused.InaccordancewithIHOTechnicalResolutionB1.1,thisdatumshouldbeWGS-84.ThisisalsotheappropriatedatumforusingGlobalPositioningSystems(GPS).HO’sshouldusetheofficialIHOguidance(IHOPublicationS-60.User’sHandbookonDatumTransformationsinvolvingWGS-84)orequivalentforconversionoflocaldatumstoWGS-84.IHOPublicationS-52Referencesystem(ellipsoid)Largehalf-axis[m]1/flatteningCentrepointoftheellipsoidinrelationtotheWGS-84[m]ellipsoidWorldGeodeticSystem84(WGS-84)6378137.0298.257223563ΔXΔYΔZ000European1950/ED50(International1924)6378388.0297.0-87-98-121Tokio(BesselBN1841)6377397.155299.1528128-148507685Indian1975(EverestEA)6377276.345300.8017210814289Pulkovo1942(Krassovski1940)6378245.0298.328-121-77SouthAmerican1969(SouthAmerican)6378160.0298.25-571-41SeveralinternationallyusedreferencesystemsContourDiagramshowingShiftsfromOSGB1936DatumtoWGS1984

VerticaldatumUnfortunately,nouniformverticalchartdatumisappliedthroughouttheworldalthoughrecentlytheIHOhasrecommendedtheuseofLowestAstronomicalTide(LAT).ForjusttheNorthSea,therearefourdifferentverticaldatumsinuse.Thedifferencescanbesignificantandcanreach1metre.Forinstance,GermanyusesMeanLowWaterSprings(MLWS),whichinGermanBightisapproximatelyhalfametreabovethedatumusedinEnglishandFrenchwaterswhichisLAT.TheeffectofusingvariouschartdatumsisthatthedepthcontourlinesfordifferentnationalHOchartsdonotmeetdirectly,andshowso-called‘datumjump’.第二章：

ECDISData数据模型与结构数据是电子海图的核心，数据交换和传输标准是各国实现数据共享的基础。ENC及其其他信息的数据采用S-57格式。1.数据模型S-57标准采用专业的简化模型模拟实际环境。S-57以特征对象对不同实体的特征进行分类，以空间对象对不同实体的空间形状和位置进行分类，在将两者进行组合，构造某一实体的数据模型。

一、空间对象：描述实体的空间位置属性。S-57只采用矢量类型表示空间。S-57采用了二维平面观察法来简化模型，分别对应节点、边和面。矢量类空间对象间关系如下：孤立节点包含在面中；面以边为界；边以连接节点为端点；相邻的面以边为连接。上述关系可用于描述如下四个拓补级：无拓补、链节点、平面图、完全拓补。二、特征对象：描述实体的种类、性质和特征等属性。分为四类：元对象：含有海图上其他对象的公有信息。包括：数据精度、比例尺、覆盖范围、基准面、数据质量等。制图对象：含有实体的制图表示信息。包括：制图区、制图线、制图符号、文本等。地理对象：含有实体的描述性信息。包括：锚位、浮标、泊位、桥梁、运河、沉船等。组合对象：含有其他物标间的关系信息。包括：聚合、关联、上/下。每个空间对象有特征对象相对应，编码组成数据库。理论数据模型物标特征对象空间对象元制图地理组合矩阵光栅矢量IHO物标类目边节点面连接节点孤立节点标识符属性2.数据结构需将数据模型变换成计算机能够识别的数据结构形式（数据记录和字段），才能在计算机之间实现数据传递与交换。数据模型数据结构

特征对象特征记录元对象元特征记录制图对象元特征记录特征对象与空间对象之间关系指针字段3.数据封装S-57以ISO/IEC8211“信息交换的数据描述文件规范”为物理传输标准对数据进行封装，实现数据从一个计算机系统到另一个计算机系统的物理转换。S-57数据结构封装结构记录包含一组字段的逻辑记录字段字段子字段子字段S-57数据传输标准地理空间特征对象空间对象数据模型数据结构数据封装计算机识别计算机之间传输数字化产品

综上，首先对纸海图上或测量的各种信息和空间实体一合适的数据模型进行抽象，建立空间实体间的拓补关系；再将抽象的空间实体和信息存储为适当的数据结构，形成电子海图数据库，每一空间对象和信息对应成数据库中的一个或一些记录；最后，对数据记录进行封装处理，实现各个计算机系统间的数据交换。通过以上操作，便可设计出在内容、结构和格式上统一标准的数据。4.数据检验IHO发布了ENC有效性检验的推荐标准S-58。S-58对ENC检验的科目分为五类：S-57数据结构相关检查；ENC产品规范相关检查；ECDIS相关检查；ENC物标类目使用相关检查；特殊物标类可允许使用的属性值相关检查。5.数据加密ENC在数据交换和传输过程中的安全性和完整性涉及版权和航行安全，防止传输中ENC被损坏、修改和非法复制，建立一套有效的ENC数据保护方案。S-63是一种数据加密方式，其采用动态的CELLKEY,每次发布更新文件，都采用CELLKEY,大大加强了数据的安全性。S-63标准为系统管理员、数据服务商、设备制造商、ECDIS用户四个成员之间进行相互合作、相互鉴别，从而达到电子海图数据的完整性和安全性。6.电子海图数据的转换1）非标准电子海图转换为标准电子海图世界各国生产的ENC均有所不同，不可能要求电子海图应用系统设计出针对每一种ENC的数据接口，各国电子海图要能相互交换，数据模型与数据结构需要一致。因此，IHO制定了IHOS-57数字水道测量数据转换标准，要求各国能将非标准电子海图转换为S-57标准ＥＮＣ。2）纸海图和测量数据转换为S-57标准电子海图使用数字化仪将海图实体的空间坐标进行数字化。3）S-57标准ENC与SENC的转换S-57定义了标准ENC数据结构，每个ECDIS用户能够接受ENC将其转换为内部存储格式，但不允许擦除、重写或修改ENC中的数据。用ISO/IEC8211“信息交换的数据描述文件规范”包装S-57数据库，明确了每个文件的数据组织形式，由应用系统对文件进行数据处理。

以上三点使得不同的ECDIS能迅速对标准ENC进行解码，将S-57标准ENC转换为基于不同计算机系统的SENC。7.数据分层与显示优先级ECDIS处理的所有数据，包括海图信息、雷达信息和其他传感器的数据，都按照S-52进行了数据分层与显示优先级管理。S-52规定，ECDIS应将数据至少分成10个优先处理等级。（1级内可以分为多层信息，1层内可分为多种要素）分级信息如下：1）ECDIS视觉警告/指示；2）水道测量组织数据：点、线、面和自动航海警告3）手动输入的航海警告/和无线电航海警告；4）ENC警告（海图上的警告和注意信息）5）HO的颜色填充区域数据6）HO提供的、根据用户要求显示的数据；7）雷达信息；8）用户数据：用户标注、航线设计、航行记录等9）ECDIS制造商数据；10）用户的颜色填充区域数据。8.数据可信程度1）原始数据提供者：官方水道测量局2）权威发行机构：地区性电子航海图协调中心3）分发机构：建立质量管理机制,及时将更新信息发船4）ECDIS用户：数据更新至最新，使用权威机构信息，及时进行手动改正，并尽快由官方ENC更新信息取代。获取数据的责任使用者有责任明确使用符合实际的有效数据，必须保证海图改正至最新。对于海图的改正不仅要知道如何改正，而且要知道改正数据的来源。要善于对海图数据的正确性进行确认–系统运行过程中任何时候都可以查询使用中的数据的详细描述。9.数据改正ENC改正的信息源有两个：正式数据改正和手动数据改正。1.正式改正数据是由官方ENC制作部门提供的数字形式的海图改正数据，分为全自动改正和半自动改正。全自动改正：船舶航行时，利用INMARSAT-C的EGC广播，船舶自动接收ENC改正信息和进行电子海图自动改正。半自动改正：船舶在港时，能够以软盘、光盘为载体将正式改正数据提供给船舶，用户只要简单操作，便可实现ENC半自动改正。2.手动数据改正：用户根据航海通告、航行警报等进行电子海图数据手动改正。手动改正：1）输入与记录：信息输入、改正记录、指示和报警2）显示与查询手动改正的信息应作为ENC信息同样的符合进行显示，并在原有物标位置处叠加橘黄色的特殊标记符合作标记（海图原始数据不允许修改），以示与原始数据区别。叠加符合的表现形式：删除标记符合为斜杠“/”（位置居中），添加标记符合为竖杠“I”（位置偏下），移动和修改标记为二者的组合。UpdatingsystemoftheElectronicNavigationalCharts(ENCs)电子海图更正CD-ROMsincludingvectorchartsS-57,issuedbyRENCPrimar:

BASECD-withfullsetofchartsandweeklyeditedUPDATECD–withupdates(corrections)UpdateCDscontaincumulativeinformationsoitisonlynecessarytousethelatestCDavailable.HavingloadedboththeENCBaseandUpdateCDstheECDISsystemwillnowdisplaythelatestinformationavailable.电子海图数据改正主要事项1.数据完整性检验：ECDIS应查验ENC更新信息权威机构的身份识别是否与相应ENC识别特征相符，应能够处理ENC更新数据且不能降低ENC的信息内容或者降低ENC更新数据的质量。2.更新验证：为确保更新数据已被正确地接受进SENC,ECDIS应该提供的改正方法应能够使用户查看当前的更新数据内容或在海图上显示当前的更新数据内容。3.更新显示：更新信息应该能够在显示器上清楚地被辨认，官方更新信息与原始ENC数据没有任何区别，手动输入改正更新信息能区别显示4.分别存储：ECDIS应该将所有ENC更新信息与ENC分别存储，即不改变ENC。5.复读显示：ECDIS应该能够根据需要用高亮度显示的方式重新检查原先存储的更新信息。6.记录文件：ECDIS应该通过一个记录文件随时记录所收集到的更新信息，该记录文件应该包括每一条被接受的或者被拒绝的更新数据的信息，包括：1）接受/拒绝的日期和时间；2）符合S-57产品规范的完整且无歧义的标识特征；3）更新过程中遇到的任何异常现象；4）更新类型：手动/自动。7.数据错序：当某一个ENC更新数据的顺序出现错误时，ECDIS应该能够向用户报警，终止更新作业，并将SENC恢复到初始状态。更新数据顺序查验原则：1）ENC更新信息的文件扩展名；2）ENC更新信息的编号；3）ENC更新信息中个体记录的更新序列编号。8.一致性检查：应该将过去未能成功接受的ENC更新信息全部通知使用人。9.总结报告：每一份由权威机构发布的官方更新文件在接受完毕之后应提交总结报告，至少包括以下内容：1）权威发行机构的身份识别4）所涉及地理单元的版本编号及日期。2）更新文件的更新编号；5）有关地理单元中的更新信息数量。3）有关地理单元的单元识别特征；数据显示电子海图信息显示分为3种类型：一、基础显示：(BASEDISPLAY)不能从显示中消除的海图内容，在任何条件下必须显示的信息，不足以保证安全航行。内容包括：1.海岸线2.本船的安全等深线；3.水下孤立危险物；4.孤立危险物；如固定结构和架空电缆等5.比例尺、范围、指北符合；6.深度和高程单位；7.显示模式。二、标准显示(STANDARDDISPLAY)在进行航线设计和航路监控至少应使用的显示模式。IMOＥＣＤＩＳ要求能够在海图上一键显示。包括：1.基础信息显示；2.干出线；3.浮标、立标、其它助航标志及固定结构；4.航道、海峡的边界；5.视觉和雷达显著物标；6.禁航区和限制区域；7.海图比例尺界限；8.警报标注的指示；9.船舶定线系统和轮渡航线；10.群岛海上航路；三、所有其他信息（ALLOTHERDISPLAY)默认不显示，可根据需要决定显示或不显示的信息。例如：1.水深点；2.海底电缆和管线；3.孤立危险物的详细信息；4.助航标志的详细信息；5.警告标志的内容；6.ENC版本日期；7.最近更新海图图号；8.测量基准面；9.磁差；10.经纬网11.地名；12.海图数据质量指数器。第三章：电子海图功能和应用一、显示方式1.海图载入：根据S-52要求，ECDIS应提供自动显示控制功能，使用户可根据需要决定是否自动改变海图和比例尺，在显示比例尺变化、海图漫游操作和航行监控阶段决定是否自动更换海图。1）海图载入模式：自动和非自动两种。自动载入模式：ECDIS根据搜图原则，在SENC中查找符合当前显示比例尺且能够覆盖当前位置海图屏幕的海图。非自动载入模式：ECDIS则记忆当前海图，无论后续如何操作，都只当前显示海图。2）比例尺模式当利用海图列表选择海图更换当前海图时，如果采用自动比例尺模式，ECDIS被选择图的编辑比例尺进行显示；否则，ECDIS按当前的显示的比例尺来显示被选择的海图。编辑比例尺：制作ENC时使用的原始比例尺。显示比例尺：用户实际操作时显示的比例尺。2.比例尺变换利用鼠标滚动变换；利用比例尺标尺变换；利用区域放大或缩小；ECDIS提供一键恢复功能，快速恢复到原始比例尺。3.运动模式真运动和相对运动。4.显示方式北向上、首向上、航向向上及航线向上。ECDIS必须具备的显示模式的是真运动、北向上。5.本船位置居中和偏心显示。IMOPS要求ECDIS提供一键本船居中显示。6.显示背景DAY/DUSK/NIGHT7.显示符号1）传统显示模式：TRADITIONAL和纸质海图一样2）简化显示模式：SIMPFIED按照S-52显示标准，简化显示符合8.海图显示内容的选择BASEDISPLAY不可以选择STANDARD和ALLDISPLAY可以根据需要选择9.强调显示安全水深：小于安全水深高亮显示安全等深线：默认30米，用户可以自行设置孤立危险物：如礁石、沉船、障碍物等双色水深：以安全等深线为界，分为“浅水、深水”四色水深区：以浅水等深线、安全等深线、深水等深线为界，分为：“很浅、较浅、较深、更深”10.海图质量指示器利用数据置信度区，将电子海图制作数据分为A1、A2、B、C、D、U6个级别。置信度区位置精度深度精度A15米0.5+1%dA220米1.0+2%dB50米1.0+2%dC500米2.0+5%dD比C差U质量为评定UA1UDCBA2二、航行信息查询1.海图信息点物标：如灯塔、沉船、本船、转向点、引航站等线物标：如等深线、海岸线、海底电缆、设计航线等区域物标：如等深区、禁航区、锚地、限制区、航道等文字：如信息符合、文本串。2.传感器信息定位数据：本船的位置、航向、航速测深数据：测深仪所测水深雷达数据：雷达数字图像AIS数据:周围船舶AIS目标的静态和动态数据罗经数据：气象数据：风向、风速计程仪数据：3.其他航海信息：如航路指南、港口信息、气象信息、潮汐信息、海流信息、台风信息4.信息查询方法属性查询属性查询是最基本和常用的信息查询方法。查询时，根据对要查询对象的识别程度、查询条件的选择，输入查询内容。空间查询通过已知的物标地理位置在海图上进行信息查询。船位标记在海图上标记船位，是驾驶员的常规工作。在电子海图上，可自动进行船位标记。只需设置船位标记的时间间隔，就能在时间点自动将船位标绘在海图上。设置取样点时间SAMPLE:如20秒设置标志时间MARKER:多少个取样，如2分钟为6个取样点。6X20S=120S=2分钟船员标注文本、符号、图形。系统报警与设置1.安全参数设置定位设备配置：主定位设备、辅定位设备的连接安全水深：默认为30米，可任意设置。安全等深线：默认为30米１０／２０／３０／５０米

当设定的安全等深线不在SENC中时，ECDIS会显示比设定的安全等深线的上一等深线。安全距离：安全高度：通过桥梁和净空电缆警戒矢量警戒圈2.报警参数类型：开关报警：如声音、偏航距离XTE等。量值报警：“0”不报警，“非0”值报警。自动报警：设备故障、海图有效性。ENCDATA3.ECDIS的报警类型1）海图报警：当前位置有大比例尺使用；显示比例尺超大或超小；无海图数据；非官方海图。*若仅有有限的非官方数据添加到ENC,应以S-52标准强调显示.;若海图显示区域内分别使用了官方数据和非官方数据，则ECDIS应提示显示内容为非官方数据，并建议参阅官方RNC或纸质海图。同时在海图显示区域内表明非官方数据的范围。若海图显示区域内所有数据均为非官方数据，则仅需给出提示即可。NON-ENCDATA2）设备报警(传感器报警）连接故障：未检测到连接的设备运行故障：连接的设备无信号或其他故障数据错误：传递的数据无法正确解析3）航行预警CPA/TCPA报警:限制区域报警：碰撞报警转向点提醒4）航行报警船位丢失偏航报警：XTE偏向报警航行超时距离报警方位报警走锚报警定时报警人落水报警航行设计与航次计划（实操）航线检查ECDIS能自动根据ECDIS规定的报警条件（如特殊区域、限制区域、无ENC海图）和预先设置的报警参数自动进行航线检查。一、报警参数主要包括：安全水深安全等深线安全距离安全高度二、检测内容主要包括：穿越非官方海图：非标准ENC穿越安全水深:航线中的航段跨越了安全等深线，提醒检查确认。穿越浅水区：航线中的航段进入了小于设置的安全等深线水域，提醒检查确认。临近危险物：航线附近的沉船、障碍物、浮标等小于设置的安全距离，提醒检查确认。注：不包括渔区航行监控实操项目XTD/XTEARRIVALPOINTAPPROACHDANGEROUSETC.航行记录（实操）ECDIS性能标准要求系统具有航行记录功能，具体要求如下：储存并重新产生某些航行中所使用的最小元素，使之能够重建过去12小时的航行过程，并检验所使用的官方数据。具体为按1分钟为间隔记录：航迹、时间、位置、航向、速度和使用的官方数据（ENC数据源、版本日期、海图区和改正历史）航行记录记录整个航次的航迹与不超过4小时为间隔的时间标志；ECDIS航行日志的最小保存容量为12小时；ECDIS航行日志自动保存的时间间隔为1分钟；ECDIS本船轨迹的最小保存容量为3个月；记录数据不能被假造或修改，只能查看；具备保存过去12小时数据和全航次航迹的能力；相当于“黑匣子”功能。目标叠加ECDIS可以将雷达图像、ARPA目标和AIS目标叠加在电子海图界面中，可直观地显示本船周围局面，便于态势判断和操船决策。一、雷达图像、ARPA目标ARPA目标一般采用圆点或圆圈表示，带有表示目标型体横向的横向短线。雷达图像、ARPA目标在电子海图上的叠加显示，能够帮助船员直观对电子海图与雷达图像的匹配。叠加显示时，可能存在以下问题：1.由于设备的参考点不同或主定位系统误差可能造成图像和海图物标不完全重合；2.由于本系统和雷达的扫描周期不同造成目标相当位置和本船航行矢量不重合。二、AIS目标AIS目标在ECDIS上一般采用等腰三角形显示，尖头方向表示目标的型体纵向。其中有碰撞危险的用红色三角形显示，休眠状态的用蓝色三角形显示。应注意：1.由于本系统扫描周期和AIS信号发送周期不同造成AIS目标与ARPA目标不完全重合；2.由于他船定位系统有误差，导致他船位置显示错误。本船符号本船符号包括基本符号和比例船型两种。基本符号是以本船船位为中心的黑色双圆圈，并带有横向线来表示船舶的型体横向。在当前海图显示比例尺下换算所得的本船显示长度小于6毫米时，使用基本符号显示本船。比例船型是按显示比例尺对船长和船宽进行屏幕尺度换算，以简单的5点模型结构构筑成一个对称的船型。值得注意的是，是否能够准确地换算得出图形中心，需要船员在使用ECDIS时能够设置定位设备天线在船上的准确位置。船位修正当定位系统或海图数据存在误差时，可以通过平移本船（包括目标）在海图上的显示位置来调整目标在海图上的正确匹配（假定海图可靠），从而获得正确的本船、目标与海图的相对相对关系，使航行显示、监控、运算在比较小的误差基点上进行。调整方法：