Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Запись КОв общем случае состоит из четырёх основных частей (полей): I, T, M, S.
|
|
Лекция 4
Векторные электронные карты.
1. Характеристика векторных электронных карт.
Изображение векторных ЭК представляется в памяти в виде последовательности записей, характеризующих каждый имеемый на карте картографический объект (геометрический примитив).
Чтобы иметь возможность управлять составом нагрузки карты, векторные данные распределяются по определённым тематическим уровням (слоям карты). Под слоем понимается совокупность однотипных пространственных элементов, относящихся к одной теме или классу объектов, представленная в системе координат, общей для набора слоёв. Слой отображается как единое целое.
Содержание одной векторной карты записывается либо в одном файле, с указанием признаков данных различных слоёв, либо в нескольких файлах (послойно). К данным векторных карт добавляется специальная программа, позволяющая строить карту в нужной проекции на экране дисплея (генерировать символы картографических объектов, наносить точки, линии, текст, заполнять контуры различными цветами и выполнять другие операции для отображения карты).
Составными частями векторных карт являются картографические объекты.
Картографическим объектом (КО) называется реальный объект или явление, изображаемое на карте в условном виде; или описание или группа описаний картографических характеристик реального объекта или явления в цифровом виде для отображения его на ЭК. Среди КО различают точечные (point), линейные (line), контурные и площадные (area).
Структура файлов векторных ЭК. Для векторных карт используютсяфайлы с довольно сложной структурой. Она содержит графические данные основного изображения карты в векторном формате, названия, характеристики, примечания и другие надписи в текстовом формате, и могут включать поясняющие графические изображения в растровом формате, в таком как.tifили.jpg.
Обычно в начале файла векторных ЭК помещаются метаданные. В эти сведения входят: географический идентификатор (номер карты), название карты, единицы измерения (координат, высот и глубин), горизонтальный геодезический датум, вертикальные датумы, оригинальный масштаб ЭК, минимальный и максимальный масштабы отображения ЭК, дата издания карты и др.
Запись КОв общем случае состоит из четырёх основных частей (полей): I, T, M, S.
Первое поле отводится идентификатору I (имени) объекта.
Во втором поле помещается признак Tтипа объекта.
В третьем поле М (метрика). Метрическое описание включает в себя совокупность координат, полностью определяющих пространственное положение объекта. Метрика – это только географические координаты объектов, безотносительные к проекции карты. Преобразование координат объектов к выбранной проекции является задачей синтеза карты.
В четвёртом поле содержится семантическая характеристика S (атрибуты) объекта.
Поле атрибутов объекта (S) может включать географическое название, дальность видимости и другие характеристики объекта.
Слоями векторных карт могут быть, например: навигационные средства, глубины, внутренние водные пути, искусственные объекты, качество данных, характеристики и т.д.
Возможность отображения только той информации, которая требуется в сложившейся ситуации, является одним из важнейших достоинств векторных карт.
2. Синтез векторных карт и технологии их производства.
Построение векторной карты на экране НИС выполняется с помощью специальной программы. Изображение карты получается путём трансформации содержащихся в её файлах цифровых данных объектов в графическое изображение карты. Процедура преобразования цифровых данных карты в её изображение называется синтезом векторной ЭК или визуализацией её данных.
Синтез электронной карты включает в себя: вычисление размеров экранной области, формирование запросов к КБД и вывод из неё данных основной карты, определение номеров корректурных документов к основной карте и вывод их из памяти системы, селекцию картографических объектов, преобразование географических координат с учётом проекции карты в экранные координаты, генерализацию, отсечение картографических объектов, формирование дисплейного файла.
Программы, выполняющие задачу синтеза изображения ЭК, называются визуализаторами данных карт.
Построение карты производится с помощью точек, прямых линий (векторов), ломаных линий и контуров по координатам точек, представляющих метрику картографических объектов.
Точечные объекты обычно изображаются с помощью таблицы и генератора условных знаков.
Линейные КО представляются линиями (непрерывными, пунктирными и др.) соответствующего цвета или в виде цепочки условных знаков вдоль линии.
Площадные объекты могут быть с цветовым заполнением контура и без него. Произвольной формы линии на карте (береговая черта, изобата и др.) задаются набором точек, между которыми они аппроксимируются отрезками прямых.
Технологии производства векторных карт.
В настоящее время векторные карты образуются с помощью более производительных сканерных технологий, автоматически выполняющих «векторизацию» бумажных карт и контроль качества получаемых данных.
Для получения векторных навигационных карт также могут использоваться данные географических информационных систем (ГИС). ГИС – это система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение картографических данных.
Векторные карты могут составляться и непосредственно по результатам геодезических съёмок. В настоящее время съёмка местности может выполняться с помощью DGPS, аэро и космической фотометрии районов Земли, вертолётных лазерных измерений и другими способами. Использование результатов современных геодезических съёмок для составления ЭК имеет большое значение по следующим причинам:
- Обеспечивается более высокая точность карты, так как исходные данные свободны от погрешностей графического их представления на бумажной карте;
- Электронные карты могут создаваться по результатам новых высокоточных съёмок местности, не ожидая, когда будут получены по этим результатам бумажные карты.
3. Официальные векторные карты и. Предъявляемые к ним требования.
Официальные векторные карты (ЭНК) представляют собой совокупность цифровых данных, стандартизованные по содержанию, структуре, формату, отображению, и изданные государственными гидрографическими организациями специально для использования в ЭКДИС.
В основу использования ЭНК в судовождении положены следующие правила:
- для ЭНК следует использовать только официальные картографические данные, последнего издания, подготовленные государственными гидрографическими службами:
- точность и полнота ЭНК должны быть не ниже бумажных навигационных карт:
- при разграфке ЭНК необходимо учитывать требования МГО:
- координаты объектов ЭНК требуется представлять в системе WGS84:
- содержание и отображение (цвета, символы, характеристики дисплея) ЭНК должны соответствовать публикации S52 МГО:
- все объекты системной ЭНК (СЭНК) требуется распределить по трём категориям её нагрузки: базовая, стандартная, полная;
- данные карты и корректуры к ней должны быть представлены в принятом МГО стандартном векторном формате S57/3.1;
- ЭНК и официальные корректуры следует хранить в памяти системы отдельно в неизменяемом виде;
- государственные гидрографические организации выпускают ЭНК только на свои воды;
- государственные гидрографические службы несут полную ответственность за содержание ЭНК и корректур к ним;
- размножение, регистрация и поставка ЭНК должны соответствовать международным правилам распространения программных продуктов.
Категории нагрузки СНЭК.
Базовая нагрузка – означает уровень информации карты, который не может быть удалён с дисплея. Она содержит наиболее важную для безопасного плавания картографическую информацию, которая требуется всегда, во всех географических районах и при любых обстоятельствах.
Стандартная нагрузка – это набор данных, необходимых при навигационной прокладке и планировании пути.
Полная нагрузка представляет информацию о всех объектах карты, имеемую в памяти. Отображаемая карта в этом случае содержит стандартную нагрузку и другие картографические данные.
Защита официальных векторных карт. Целью защиты векторных ЭК является:
- Предотвращение неофициального копирования данных ЭНК (пиратского использования);
Достигается кодированием информации ЭНК. Согласно стандартам защиты поставщик (сервер) предоставляет пользователям данные ЭНК в закодированном виде. ЭКДИС должна их декодировать перед образованием системной карты.
- Ограничение доступа только к тем картам коллекции, на которые пользователем получено разрешение (селективный доступ);
Обеспечивается с помощью специальных ключей, которые устанавливаются для аппаратуры пользователей.
- Обеспечение гарантии, что данные ЭНК пришли от уполномоченного источника.
Обеспечивается применением электронной подписи поставщика данных.
Рекомендованные стандарты для защиты информации ЭНК содержатся в публикации МГО S63 2002 года.
Состояние коллекции ЭНК. Пока картами для ЭКДИС все районы Мирового океана не покрыты. Причиной этого является довольно позднее принятие формата S57/3 – ноябрь 1996 г., высокие требования к данным ЭНК и сложность их составления, недостаточность ресурсов гидрографических служб многих государств для производства и распространения таких карт.
4. Основные компании выпускающие векторные карты.
Крупнейшим производителем векторных электронных карт является фирма “Транзас Марин”. Коллекцией её ЭК охвачены все районы Мирового океана. Карты этой фирмы выпускаются, распространяются и используются внутри ЭКС в векторном графическом формате TX-97. Имеются программные средства для конвертации данных из формата S57/3.1 в формат TX-97 и наоборот, с соблюдением всех требований МГО.
Норвежская фирма «С-МАР» разработала коллекцию векторных карт SDK-PRO, покрывающих волы всего Мирового океана. Ячейки карт этой фирмы имеют размер 4 х 4 градуса по широте и долготе. Данные карт представлены в формате СМ-93/3. Этот формат является внутрисистемным и одновременно служит форматом для передачи данных карт. ЭКС фирмы «С-МАР» могу работать с ЭНК и обеспечивают их конвертацию из формата S57/3.1 в формат СМ-93/3.
5. Корректура карт ЭКДИС
Различают корректуры официальные, источником которых являются гидрографические службы (еженедельные выпуски ИМ), и местные, поступающие от авторитетных местных служб (береговой охраны, лоцманских служб и т.д.).
Использование ЭКДИС предполагает наличие средств для корректуры ЭНК. Руководство по средствам и методике корректуры ЭНК представлено в Приложении 1 Публикации МГО S52. 1996 года.
Различают три метода корректуры ЭНК: ручная, полуавтоматическая, автоматическая.
Ручное обновление ЭК выполняет оператор с пульта системы. Корректурная информация в этом случае может представляться в традиционном для ИМ печатном виде. Для облегчения выполнения ручной корректуры ЭКДИС снабжается специальным программным средством – Редактором пользовательского слоя.
При полуавтоматической корректуре действия оператора ограничиваются установкой носителя корректурной информации (дискеты, оптического диска) в считывающее устойство.
Автоматическая корректура ЭНК осуществляется по каналам мобильной или спутниковой связи. Для её доставки обычно используется электронная почта всемирной компьютерной сети Интернет. Получение и регистрация корректуры происходит автоматически после проверки содержимого почтового ящика.
Обычно гидрографическая организация, поставляющая электронные Извещения мореплавателям по электронной почте, предоставляет два вида обслуживания,
Регулярная доставка еженедельных выпусков (сервис по расписанию). Судоводитель должен подписаться на предоставление ему такой услуги. После этого гидрографическая организация регулярно по электронному адресу судна будет пересылать форматированные извещения мореплавателям.
Отсылка корректурной информации по запросам клиентов (сервис по требованию). Возможны случаи, когда по той или иной причине еженедельный выпуск извещений не доходит до потребителя и требуется повторная отправка. Кроме того, может быть ситуация, что пользователь не подписался на выпуски ИМ, но желает получить некоторые из них или только часть еженедельного выпуска ИМ, относящуюся к району его плавания. Для таких ситуаций предусматривается доставка корректурной информации по запросам клиентов. Отсылаемые форматированные сообщения автоматически загружаются в память системы.
|
|