電子海圖顯示與信息系統新技術的實施

郭兵

摘要：電子海圖和信息系統是現代船舶不可缺少的配置。然而，由于諸多因素的影響，電子海圖和信息系統在運行中存在著嚴重的風險因素，導致電子海圖顯示和信息系統的積極作用未能充分發揮。為確保船舶安全穩定運行，需要深入分析各種風險因素，探索有效的針對性措施，全面保障電子海圖顯示和信息系統新技術的實施。

關鍵詞：電子海圖;航行安全;航海技術

1電子海圖的概念

電子海圖是指利用計算機技術、互聯網技術及相關技術，在相關應用系統上顯示各種數字海圖信息。今天，電子海圖主要分為以下兩種類型。第一種是由政府部門資助的政府組織的專業人員通過測繪后處理技術形成的海圖。這種電子海圖稱為官方電子海圖;第二種是指個人或組織自發組織的電子海圖，對部分海域進行測繪和后期繪制。這種電子海圖被稱為非官方電子海圖。一般來說，由于資金、人力、物力的限制，非官方電子海圖的精度低于官方電子海圖。作為電子海圖，必須有兩種形式：基礎數據和更新數據。基礎數據，是指第一次海域測繪期間獲得的信息以及根據該信息繪制的海圖;更新數據是指根據基礎數據和近年來海域的各種變化，通過二次實地調查和測繪形成的最新海圖。但這兩種數據必須遵循全球數據處理原則和數據處理格式，使電子海圖成為世界各國的通用資源，最大限度地減少人力、物力和財力的消耗，減少每次測繪對海洋生態環境的破壞。電子海圖繪制完成后，需要及時更新其數據，以確保導航人員掌握某一海域的信息，最大限度地保證航行安全。

2電子海圖顯示與信息系統的組成

電子海圖顯示和信息系統可分散，AIS、GPS、指南針、船舶的航海日志等雷達和測深傳感器信號顯示在設備顯示終端上，不僅可以使船舶駕駛員及時、準確地監控船舶的位置和航行狀況，同時也可以安全有效地控制船舶航行和周圍自然環境的信息，但是由于設備使用不當和傳感器故障，使用電子海圖具有一定的風險。

電子海圖顯示和信息系統本質上是一種具有高性能內部和外部接口的船舶計算機系統，滿足S-52標準的要求。該系統的核心是高速CPU和大容量內外處理器外置內存。外部內存應足夠容納整個ENC、ENC校準數據和SENC CPU：內存和顯示內存應足夠確保電子海圖顯示時間不超過5S。整體結構由中央處理器、高分辨率顯示及圖形加速卡、ENC載體、外部智能接口、內部智能接口、ECDIS相關外圍導航設備組成，如圖1所示。

中央處理器（CPU）：它是主計算機及其相關的處理器。它是ECDIS系統的核心。完成組合導航、海圖顯示和海圖操作、導航監控、導航記錄和回放、導航數據接收和發送等任務。高分辨率顯示和圖形加速器：用于顯示圖表和導航線元素以及相關的圖形、圖像和數據。其尺寸、顏色和分辨率應符合iho -52的最低要求。圖形加速卡可以發揮其強大的圖形處理功能，增強的ECDIS圖形處理和顯示能力。

存儲設備是電子海圖數據庫的一個子集，存儲在CD和其他媒體上。它由官方水文部門生產和分發。面向用戶;用戶可以使用ENC根據發布給海員的通知更新某些數據。Enc包含了確保安全航行所需的所有海圖信息，以及確保安全航行所需的其他附加信息，除了紙面海圖所包含的信息。

外部智能接口：與外部系統通信的通道。對DGPS、羅經、計程儀、測深儀、氣象儀、自動雷達繪圖儀等導航設備的信息進行收集和預處理，并負責將各種信息發送給相關部件。ENC的校正數據可以通過船舶通信設備自動接收，實現電子海圖的自動校正，也可以通過互聯網從供應商網站下載校正數據。

3電子海圖顯示與信息系統新技術的實施

3.1 圖表顯示

給定投影模式下合成的顯示圖表（使用墨卡托投影模式時可以使用）合理選擇海圖的基準緯度，減少海圖投影變形）;“正北向上”或“船”以“平視”模式顯示圖表;隨機改變電子海圖的比例（縮放顯示和漫游）;海圖信息分層顯示（隱藏船舶在特定條件下不需要的信息）。

3.2圖表操作

在自動電子海圖上，需要設計計劃航線（人工或根據情況推薦計劃航線）或放大環形航線進行計算）;采用靈活的計算方法（如使用自動電子海圖方位圓路線、可變電子距離圓等）準確計算任意兩點之間的航向距離和導航方向，或根據到達拐點的時間預測路線時間;繪制船舶的航向位置和航跡是必要的。在船舶航線設計中，如果需要設計一條需要通過船舶安全等深航線的航線，該航線將靠近限制區域的邊緣，系統將顯示邊界或具有特殊條件的區域邊界。在實際航行中，計劃航線將自動顯示在船舶電子導航圖上，以清晰顯示實際船舶當前導航狀態與船舶計劃航線之間的關系。必要時，航線間計劃航線的相關參數信息可以圖表形式顯示，如船舶的計劃航速、預計航向、船舶預計航次到達點時間、實際航速等，船舶預計航程到達終點的航向和時間。

3.3圖表校正

電子海圖信息系統具有許多優點。與紙質海圖相比，電子海圖的主要優點是校正精度高。它更簡單、更快、更準確，大大減少了船員的工作量，減少了出錯的機會。ECDIS可以接受ENC官方生產部門提供的正式校正數據，以及對從紙海圖、航海通告或無線電航海警告中提取的ENC校正數據的自動、半自動和手動校正。

3.4 定位和導航

各種導航傳感器實時、連續地接收各種信息，ECDIS可與計程儀、GPS陀螺羅經、GPS、羅蘭C、測深儀、氣象儀等設備進行通信連接，接收來自這些傳感器的信號并進行綜合處理，獲得最佳位置、航跡、航向和速度;可進行各種地標定位計算。在航行過程中，GPS或DGPS提供的船舶位置可以是連續的。自動顯示在電子海圖上，并連續顯示航跡，與規劃航路進行比較。

3.5 導航信息咨詢

獲取更多有關電子海圖上相關物體性質的信息，詳細描述和整個航線的實際航行天氣情況，以及全球潮汐、洋流和全球氣象等其他信息。在中文導航操作過程中，您可以用鼠標手指實時捕獲目標文本屬性和文本類型描述，并實時顯示在一個屏幕上。例如，當您將鼠標指針放在汽車駕駛臺上時，您可以實時顯示國際通信電話頻率和手機呼叫標志。您甚至可以實時查詢本地潮汐和潮汐數據，或計算已到達指定位置的本地潮汐和潮汐數據。只有通過復雜而繁瑣的地形測繪和數據計算，才能快速獲得特定的潮汐時間和區域特征。對于給定到達位置的潮流現象，計算機問題可以簡化為點擊屏幕。

3.6 雷達圖像疊加

在疊加彩色顯示中，以電子海圖圖像為主要背景，各種雷達現象圖像的疊加彩色顯示可視為最有效的疊加彩色顯示導航方法之一。它不僅可以同時完成各種導航顯示功能，還可以同時實現各種避險、防撞的主要目的和示意圖。海圖上的背景、船舶和周圍危險目標的位置以及雷達現象圖像的組合疊加顯示構成了安全導航系統所需的所有基本信息。ECDIS可以同時覆蓋各種雷達目標圖像或在顯示屏上顯示arpar和其他信息。在電子海圖上，它提供船舶的相互位置、船舶周圍的各種靜態風險目標和其他動態風險目標。根據這種相互關系，航海家甚至可以準確判斷各種避險避碰情況，及時做出各種避險避碰決策。同時，他們甚至可以在電子海圖上檢查各種避險和防撞風險決策，看它們是否可行。

4結論

綜上所述，紙質海圖與電子海圖的本質區別在于，紙質海圖所描述的信息是由制圖師進行選擇和確定的。正確使用國際海事組織批準的電子海圖設備，能夠充分保證電子海圖顯示的數據信息和信息系統軟件的有效性，并能夠有效地使用和升級，充分保障電子海圖顯示和信息系統的安全性和有效性，確保電子海圖顯示和信息系統相關技術的順利實施，充分發揮其有效性。

參考文獻

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