电子海图显示与信息系统新技术的实施

郭兵

摘要：电子海图和信息系统是现代船舶不可缺少的配置。然而，由于诸多因素的影响，电子海图和信息系统在运行中存在着严重的风险因素，导致电子海图显示和信息系统的积极作用未能充分发挥。为确保船舶安全稳定运行，需要深入分析各种风险因素，探索有效的针对性措施，全面保障电子海图显示和信息系统新技术的实施。

关键词：电子海图;航行安全;航海技术

1电子海图的概念

电子海图是指利用计算机技术、互联网技术及相关技术，在相关应用系统上显示各种数字海图信息。今天，电子海图主要分为以下两种类型。第一种是由政府部门资助的政府组织的专业人员通过测绘后处理技术形成的海图。这种电子海图称为官方电子海图;第二种是指个人或组织自发组织的电子海图，对部分海域进行測绘和后期绘制。这种电子海图被称为非官方电子海图。一般来说，由于资金、人力、物力的限制，非官方电子海图的精度低于官方电子海图。作为电子海图，必须有两种形式：基础数据和更新数据。基础数据，是指第一次海域测绘期间获得的信息以及根据该信息绘制的海图;更新数据是指根据基础数据和近年来海域的各种变化，通过二次实地调查和测绘形成的最新海图。但这两种数据必须遵循全球数据处理原则和数据处理格式，使电子海图成为世界各国的通用资源，最大限度地减少人力、物力和财力的消耗，减少每次测绘对海洋生态环境的破坏。电子海图绘制完成后，需要及时更新其数据，以确保导航人员掌握某一海域的信息，最大限度地保证航行安全。

2电子海图显示与信息系统的组成

电子海图显示和信息系统可分散，AIS、GPS、指南针、船舶的航海日志等雷达和测深传感器信号显示在设备显示终端上，不仅可以使船舶驾驶员及时、准确地监控船舶的位置和航行状况，同时也可以安全有效地控制船舶航行和周围自然环境的信息，但是由于设备使用不当和传感器故障，使用电子海图具有一定的风险。

电子海图显示和信息系统本质上是一种具有高性能内部和外部接口的船舶计算机系统，满足S-52标准的要求。该系统的核心是高速CPU和大容量内外处理器外置内存。外部内存应足够容纳整个ENC、ENC校准数据和SENC CPU：内存和显示内存应足够确保电子海图显示时间不超过5S。整体结构由中央处理器、高分辨率显示及图形加速卡、ENC载体、外部智能接口、内部智能接口、ECDIS相关外围导航设备组成，如图1所示。

中央处理器（CPU）：它是主计算机及其相关的处理器。它是ECDIS系统的核心。完成组合导航、海图显示和海图操作、导航监控、导航记录和回放、导航数据接收和发送等任务。高分辨率显示和图形加速器：用于显示图表和导航线元素以及相关的图形、图像和数据。其尺寸、颜色和分辨率应符合iho -52的最低要求。图形加速卡可以发挥其强大的图形处理功能，增强的ECDIS图形处理和显示能力。

存储设备是电子海图数据库的一个子集，存储在CD和其他媒体上。它由官方水文部门生产和分发。面向用户;用户可以使用ENC根据发布给海员的通知更新某些数据。Enc包含了确保安全航行所需的所有海图信息，以及确保安全航行所需的其他附加信息，除了纸面海图所包含的信息。

外部智能接口：与外部系统通信的通道。对DGPS、罗经、计程仪、测深仪、气象仪、自动雷达绘图仪等导航设备的信息进行收集和预处理，并负责将各种信息发送给相关部件。ENC的校正数据可以通过船舶通信设备自动接收，实现电子海图的自动校正，也可以通过互联网从供应商网站下载校正数据。

3电子海图显示与信息系统新技术的实施

3.1 图表显示

给定投影模式下合成的显示图表（使用墨卡托投影模式时可以使用）合理选择海图的基准纬度，减少海图投影变形）;“正北向上”或“船”以“平视”模式显示图表;随机改变电子海图的比例（缩放显示和漫游）;海图信息分层显示（隐藏船舶在特定条件下不需要的信息）。

3.2图表操作

在自动电子海图上，需要设计计划航线（人工或根据情况推荐计划航线）或放大环形航线进行计算）;采用灵活的计算方法（如使用自动电子海图方位圆路线、可变电子距离圆等）准确计算任意两点之间的航向距离和导航方向，或根据到达拐点的时间预测路线时间;绘制船舶的航向位置和航迹是必要的。在船舶航线设计中，如果需要设计一条需要通过船舶安全等深航线的航线，该航线将靠近限制区域的边缘，系统将显示边界或具有特殊条件的区域边界。在实际航行中，计划航线将自动显示在船舶电子导航图上，以清晰显示实际船舶当前导航状态与船舶计划航线之间的关系。必要时，航线间计划航线的相关参数信息可以图表形式显示，如船舶的计划航速、预计航向、船舶预计航次到达点时间、实际航速等，船舶预计航程到达终点的航向和时间。

3.3图表校正

电子海图信息系统具有许多优点。与纸质海图相比，电子海图的主要优点是校正精度高。它更简单、更快、更准确，大大减少了船员的工作量，减少了出错的机会。ECDIS可以接受ENC官方生产部门提供的正式校正数据，以及对从纸海图、航海通告或无线电航海警告中提取的ENC校正数据的自动、半自动和手动校正。

3.4 定位和导航

各种导航传感器实时、连续地接收各种信息，ECDIS可与计程仪、GPS陀螺罗经、GPS、罗兰C、测深仪、气象仪等设备进行通信连接，接收来自这些传感器的信号并进行综合处理，获得最佳位置、航迹、航向和速度;可进行各种地标定位计算。在航行过程中，GPS或DGPS提供的船舶位置可以是连续的。自动显示在电子海图上，并连续显示航迹，与规划航路进行比较。

3.5 导航信息咨询

获取更多有关电子海图上相关物体性质的信息，详细描述和整个航线的实际航行天气情况，以及全球潮汐、洋流和全球气象等其他信息。在中文导航操作过程中，您可以用鼠标手指实时捕获目标文本属性和文本类型描述，并实时显示在一个屏幕上。例如，当您将鼠标指针放在汽车驾驶台上时，您可以实时显示国际通信电话频率和手机呼叫标志。您甚至可以实时查询本地潮汐和潮汐数据，或计算已到达指定位置的本地潮汐和潮汐数据。只有通过复杂而繁琐的地形测绘和数据计算，才能快速获得特定的潮汐时间和区域特征。对于给定到达位置的潮流现象，计算机问题可以简化为点击屏幕。

3.6 雷达图像叠加

在叠加彩色显示中，以电子海图图像为主要背景，各种雷达现象图像的叠加彩色显示可视为最有效的叠加彩色显示导航方法之一。它不仅可以同时完成各种导航显示功能，还可以同时实现各种避险、防撞的主要目的和示意图。海图上的背景、船舶和周围危险目标的位置以及雷达现象图像的组合叠加显示构成了安全导航系统所需的所有基本信息。ECDIS可以同时覆盖各种雷达目标图像或在显示屏上显示arpar和其他信息。在电子海图上，它提供船舶的相互位置、船舶周围的各种静态风险目标和其他动态风险目标。根据这种相互关系，航海家甚至可以准确判断各种避险避碰情况，及时做出各种避险避碰决策。同时，他们甚至可以在电子海图上检查各种避险和防撞风险决策，看它们是否可行。

4结论

综上所述，纸质海图与电子海图的本质区别在于，纸质海图所描述的信息是由制图师进行选择和确定的。正确使用国际海事组织批准的电子海图设备，能够充分保证电子海图显示的数据信息和信息系统软件的有效性，并能够有效地使用和升级，充分保障电子海图显示和信息系统的安全性和有效性，确保电子海图显示和信息系统相关技术的顺利实施，充分发挥其有效性。

参考文献

[1]徐文坤，刘爱超，钱程程，等.基于ArcGIS的电子海图显示系统[J].海洋信息，2019，34（1）：19-25.

[2]吕红光，尹勇.基于电子海图矢量数据建模的无人船路径规划[J].交通信息与安全，2019，37（5）：94-106.

[3]谢继祥.电子海图AIO简介[J].航海技术，2019（4）：25-28.