Zusammenfassung zum Thema

Geoinformationssysteme: Elektronische Kartographie

Einführung

1.Was ist elektronische Kartierung?

2.GIS-Modelle

3. Zu lösende Aufgaben

4. Wer braucht ein GIS?

Literatur

Einführung

Informationen über reale Objekte und Ereignisse enthalten zum Teil die sogenannte räumliche Komponente. Gebäude und Bauwerke, Grundstücke, Wasser, Wald und andere natürliche Ressourcen, Verkehrswege und technische Kommunikation haben einen räumlichen Aspekt. Es ist längst bewiesen, dass 80-90% aller Daten Geodaten sind, also nicht nur abstrakte, unpersönliche Daten, sondern Informationen, die auf einer Karte, einem Diagramm oder einem Plan ihren eigenen Platz haben.

Jeder von uns hat mindestens einmal in seinem Leben mit einer Papierkarte gearbeitet. Mit dem Aufkommen von Computern erschienen auch Computerkarten, die viele zusätzliche und nützliche Eigenschaften haben.

1. Was ist elektronische Kartierung?

Im Gegensatz zu einer Papierkarte enthält eine elektronische Karte versteckte Informationen, die bei Bedarf verwendet werden können. Diese Informationen werden in Form von Schichten dargestellt, die thematisch genannt werden, weil jede Schicht aus Daten zu einem bestimmten Thema besteht (Abb. 1). Beispielsweise kann eine Ebene einer elektronischen Karte Informationen über Straßen enthalten, die zweite - über die Bevölkerung, die dritte - über Firmen und Organisationen usw. Jede Ebene kann separat betrachtet werden, mehrere Ebenen auf einmal kombinieren oder einzelne Informationen auswählen verschiedene Ebenen und zeigen Sie es auf der Karte an.

Eine elektronische Karte kann einfach auf einem Computerbildschirm skaliert, in verschiedene Richtungen verschoben, Objekte gezeichnet und gelöscht, beliebige Gebiete auf einem Drucker gedruckt werden. Darüber hinaus hat eine Computerkarte andere Eigenschaften. Sie können beispielsweise verhindern (oder zulassen), dass bestimmte Objekte auf dem Bildschirm angezeigt werden. Indem Sie ein Objekt mit der Maus auswählen, können Sie Informationen darüber abfragen, wie z. B. Höhe und Fläche des Hauses, Straßennamen usw.

Mit dem Aufkommen elektronischer Karten tauchte ein weiterer Begriff „Geografische Informationssysteme“ (GIS) auf. Es gibt Dutzende von Definitionen für geografische Informationssysteme (sie werden auch als geografische Informationssysteme bezeichnet). Die meisten Experten neigen jedoch zu der Annahme, dass die Definition von GIS auf dem Konzept eines DBMS basieren sollte. Daher können wir sagen, dass GIS ein Datenbankverwaltungssystem ist, das für die Arbeit mit territorial orientierten Informationen entwickelt wurde.

Reis. 1. Die meisten modernen GIS-Anwendungen basieren auf Informationsschichten

Das wichtigste Merkmal eines GIS ist die Fähigkeit, kartografische Objekte (d. h. Objekte, die eine Form und einen Ort haben) mit beschreibenden, attributiven Informationen zu verknüpfen, die sich auf diese Objekte beziehen und ihre Eigenschaften beschreiben (Abb. 2).

Wie oben erwähnt, basiert das GIS auf einem DBMS. Aufgrund der Tatsache, dass räumliche Daten und verschiedene Beziehungen zwischen ihnen mit einem relationalen Modell nur schwer zu beschreiben sind, ist das vollständige Datenmodell in einem GIS gemischt. Räumliche Daten sind auf besondere Weise organisiert, und diese Organisation basiert nicht auf einem relationalen Konzept. Im Gegensatz dazu können die Attributinformationen von Objekten (semantische Daten) sehr gut durch relationale Tabellen dargestellt und entsprechend verarbeitet werden.

Reis. 2. In elektronischen Karten kann sogar ein gewöhnlicher Punkt von einer Sammlung von Fotos begleitet werden, die eine Vorstellung von diesem Gebiet vermitteln

Die Kombination von Datenmodellen, die der Darstellung räumlicher und semantischer Informationen in einem GIS zugrunde liegen, bildet ein georelationales Modell.

Alle geografischen Informationen enthalten Informationen über die räumliche Lage, sei es in Verbindung mit geografischen oder anderen Koordinaten oder Links zu einer Adresse, Postleitzahl, Kennung eines Grundstücks oder Waldstücks, Straßennamen usw. (Abb. 3). Bei der Verwendung solcher Links wird ein Geocodierungsverfahren verwendet, um den Standort eines Objekts automatisch zu bestimmen. Mit seiner Hilfe können Sie schnell feststellen und auf der Karte sehen, wo sich das für Sie interessante Objekt befindet.

Vielversprechender ist ein schichtloser, objektorientierter Ansatz zur Darstellung von Objekten auf einer digitalen Karte. Danach werden Objekte in Klassifikationssysteme aufgenommen, die bestimmte logische Beziehungen zwischen Objekten von Sachgebieten widerspiegeln. Das Gruppieren von Objekten verschiedener Klassen für unterschiedliche Zwecke (Anzeige oder Analyse) erfolgt auf komplexere Weise, jedoch ist der objektorientierte Ansatz der Natur des menschlichen Denkens näher als das Schichtenprinzip.

2.GIS-Modelle

Da ein GIS mit zwei deutlich unterschiedlichen Datentypen arbeiten kann – Vektor und Raster, gibt es zwei GIS-Modelle.

In einem Vektormodell werden codierte Informationen zu Punkten, Linien und Polygonen als Satz von X-, Y-Koordinaten gespeichert (einige GIS fügen häufig eine dritte räumliche und vierte, z. B. Zeitkoordinate, hinzu). Die Lage eines Punktes (Punktobjekts), beispielsweise eines Gebäudes, wird durch ein Koordinatenpaar (X, Y) beschrieben. Linien-Features wie Straßen oder Flüsse werden als X-, Y-Koordinatensätze gespeichert Polygon-Features wie Parzellen oder Einzugsgebiete werden als geschlossener Koordinatensatz gespeichert. Das Vektormodell eignet sich besonders zur Beschreibung diskreter Objekte und weniger zur Beschreibung sich kontinuierlich ändernder Eigenschaften, wie z. B. der Bevölkerungsdichte.

Das Rastermodell ist optimal für die Arbeit mit kontinuierlichen Eigenschaften, da ein Rasterbild ein Satz von Werten für einzelne Elementarkomponenten (Zellen) ist und einer gescannten Karte oder einem Bild ähnelt.

3. Zu lösende Aufgaben

Ein Allzweck-GIS führt typischerweise mehrere Aufgaben aus:

Dateneingabe;

Manipulation und Verwaltung von ihnen;

Informationsanfrage und deren Analyse;

Datenvisualisierung.

Für die Verwendung in einem GIS müssen die Daten in ein geeignetes digitales Format konvertiert werden. Der Prozess der Umwandlung von Daten aus Papierkarten in Computerdateien wird als Digitalisierung bezeichnet. In modernen GIS kann dieser Vorgang mit Scannertechnologie automatisiert werden, was besonders bei der Durchführung großer Projekte wichtig ist, oder mit relativ geringem Aufwand können Daten mit einem Digitalisierer eingegeben werden. Einige GIS verfügen über integrierte Vektorisierer, die den Prozess der Digitalisierung von Rasterbildern automatisieren. Häufig müssen vorhandene Kartendaten geändert werden, um ein bestimmtes Projekt abzuschließen. Für die gemeinsame Verarbeitung und Visualisierung ist es bequemer, alle Daten in einem einzigen Maßstab und derselben Kartenprojektion darzustellen. Die GIS-Technologie bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten, räumliche Daten zu manipulieren und die für eine bestimmte Aufgabe erforderlichen Daten zu extrahieren. In kleineren Projekten können geografische Informationen als normale Dateien gespeichert werden. Aber mit einer Zunahme der Informationsmenge und einer Zunahme der Anzahl von Benutzern zum Speichern, Strukturieren und Verwalten von Daten ist es effizienter, ein DBMS zu verwenden, spezielle Computerwerkzeuge für die Arbeit mit integrierten Datensätzen. Durch die Verfügbarkeit von GIS- und geografischen Informationen erhalten Sie Antworten sowohl auf einfache Fragen als auch auf komplexere Abfragen, die eine zusätzliche Analyse erfordern. Abfragen können sowohl durch einen einfachen Mausklick auf ein bestimmtes Objekt als auch durch erweiterte Analysewerkzeuge eingestellt werden. Der Overlay-Prozess (räumliche Zuordnung) beinhaltet die Integration von Daten, die sich in verschiedenen thematischen Schichten befinden. Bei vielen Arten von räumlichen Operationen ist das Endergebnis eine Darstellung der Daten in Form einer Karte oder eines Diagramms. GIS bietet erstaunliche neue Werkzeuge, die die Kunst und Wissenschaft der Kartographie erweitern und voranbringen. Mit ihrer Hilfe kann die Visualisierung der Karten selbst einfach durch Berichtsdokumente, dreidimensionale Bilder, Grafiken, Tabellen, Diagramme, Fotos und andere Mittel wie Multimedia ergänzt werden.

4. Wer braucht ein GIS?

1. Unternehmer.

Geschäftsleute können GIS in verschiedenen Bereichen ihrer Tätigkeit nutzen, um den aktuellen Stand und Trends des für sie interessanten Marktgebiets zu analysieren und zu verfolgen.

2. Unternehmensleiter.

Mit der Fähigkeit eines GIS, Produktionsflussdiagramm-Objekte per Mausklick mit beliebigen Objekten zu verknüpfen, wird eine effiziente Prozesssteuerung sichergestellt, die Unfallverhütung minimiert, der Betrieb erhöht, die Zuverlässigkeit erhöht und der Personalbedarf reduziert.

3. Öl- und Gasarbeiter.

4. Sicherheitsdienste.

Mit GIS können Sie den optimalen Standort von Überwachungskameras und anderen Geräten bestimmen, ihre Meldungen in Echtzeit ausgeben und Berichte zu einem bestimmten Zeitpunkt drucken.

5. Transportdienste.

Dank GIS können Sie sich jederzeit über den Standort der LKWs, den Zustand der Straßenoberfläche, Informationen über Staus informieren, Verkehrsstaus effizienter berechnen und die Route optimieren.

6. Feuerwehrleute.

Feuerwehren erhalten ein leistungsfähiges Werkzeug, um die Aktionen einzelner Einheiten zu koordinieren, ein größeres Gebiet abzudecken und zu überwachen, die Richtung des Feuers zu berechnen und die Geschwindigkeit seiner Ausbreitung vorherzusagen.

7. Vermarkter.

Der Einsatz von GIS-Anwendungen trägt dazu bei, das Hauptziel der Marketingbemühungen von der Erfüllung der durchschnittlichen Bedürfnisse der Bevölkerung einer Stadt oder Region neu auszurichten und auf die Bedürfnisse jeder Person einzugehen, die in dem Gebiet lebt oder arbeitet, in dem die Waren des Unternehmens verkauft werden.

Mit Hilfe von GIS können Sie die notwendige demografische Recherche durchführen, herausfinden, wo Ihre potenziellen Kunden wohnen und welche Straßen sie fahren (Platzieren Sie Werbetafeln auf den verkehrsreichsten und am besten beleuchteten).

9. Postdienste.

Wohnorte, Flugrouten und -pläne, Landkreisgrenzen und andere nützliche Informationen der Kunden werden mit den entsprechenden Karten verknüpft, um den wachsenden Schriftverkehr zu bewältigen.

10. Banken.

GIS hilft Ihnen, Zweigstellen genau und effizient zu lokalisieren, Inkasso durchzuführen, Ressourcen in Übereinstimmung mit der Lage des Wertpapiermarktes und anderen Faktoren zu verwalten.

11. Umweltschützer.

Der Einsatz von GIS ermöglicht die Beobachtung und Bewertung des Zustands der Erd- und Wasseroberfläche von Gebieten, die von Umweltkatastrophen bedroht sind.

12. Streitkräfte.

GIS wird dazu beitragen, operative und taktische Informationen mit geografischen Daten zu verknüpfen und den Transfer von Truppen und Ausrüstung in Kampfgebiete zu verfolgen.

13. Verwaltungen.

Für Stadt- und Bezirksverwaltungen ist GIS ein notwendiges Werkzeug bei der Verwaltung von Kommunal-, Straßen- und anderen Dienstleistungen, die das Leben von Städten und Gemeinden sicherstellen.

5. Kurzer Überblick über GIS-Entwicklungswerkzeuge

Das universelle und gebräuchlichste Werkzeug zur Erstellung von GIS ARC/INFO dient der Computerkartierung und operativen Entscheidungsfindung. Es funktioniert mit jeder Art von Informationen, die an das Gebiet gebunden sind. Mit ARC/INFO können Sie ganz einfach Karten, Diagramme, Videobilder oder Zeichnungen in digitaler Form erhalten und tabellarische, statistische und andere thematische Daten zu Kartenobjekten eingeben. ARC/INFO ermöglicht es Ihnen, mit einer Reihe von Karten zu arbeiten, eine Karte mit einer anderen zu überlagern und ihre konjugierte Analyse durchzuführen, "harte" Kopien der erforderlichen Karten und Diagramme zu erstellen.

Eine vereinfachte Version von ARC/INFO – Arcview – unterstützt das interne SHAPE-Format und die interne Programmiersprache AVENUE. Wenn Sie dieses System jedoch für große Schichten verwenden, tritt der Effekt der Prozessorabhängigkeit auf, d. h. Sie benötigen leistungsstarke Prozessor- und Speicherressourcen, um effektiv damit arbeiten zu können. Im Lieferumfang enthalten sind die Zusatzmodule 3D-Analyst und SpatialAnalyst zur Analyse von Geoinformationsdaten.

Eine voll funktionsfähige Schale von geografischen Informationssystemen der Mittelklasse ATLAS GIS enthält alle üblichen Mittel zum Eingeben, Bearbeiten und Drucken/Zeichnen von Karten, fortschrittliche Präsentationswerkzeuge (vollständiges Farb- und Schattierungsmanagement, Erstellen und Bearbeiten von Symbolen, zahlreiche Einfügungen, thematische Kartierung , Geschäftsgrafiken). Darüber hinaus unterstützt es die Arbeit mit Rasterprojekten (Rasterhintergründen), ermöglicht das Gruppieren von Daten nach Geografie, das Erstellen von Pufferzonen, spezielle Datenverarbeitungswerkzeuge basierend auf einer Bibliothek mit integrierten Funktionen und Operatoren sowie erweiterte Funktionen zum Importieren und Exportieren von Daten andere Formate.

Bei der Entwicklung von GIS-Anwendungen bietet die MapInfo Professional-Entwicklungsumgebung Zugriff auf und Verwaltung von Oracle8i-Datenbanken, Data Warehouses auf dem Server, Erstellung thematischer Karten, Erstellung und Schreiben von SQL-Abfragen. Darüber hinaus unterstützt diese Entwicklungsumgebung Rasterformate, darunter BMP, JPG, TIFF, MrSID, und verfügt über einen universellen Konverter für AutoDesk-, ESRI- und Intergraph-Formate. Ab Version 6 werden Unterstützung für das Internet und dreidimensionale Bilder sowie verbesserte Werkzeuge zur Geocodierung von Informationen bereitgestellt.

AutoCAD Map, eine weitere beliebte Entwicklungsumgebung, verfügt über alle Werkzeuge von AutoCAD 2000 sowie spezielle Funktionen zum Erstellen, Verfolgen und Produzieren von Karten und geografischen Daten. Es ermöglicht Ihnen, mit einer Vielzahl von Dateiformaten und Datentypen zu arbeiten, bietet Datenbankkonnektivität und enthält grundlegende GIS-Analysewerkzeuge. Mit AutoCAD Map können Sie Karten mit assoziativen Datenbanken verknüpfen, Daten zu Karten hinzufügen und sie intelligenter machen, Karten bereinigen, Knoten-, Netzwerk- und Polygontopologien für die Analyse erstellen, thematische Karten mit Legenden erstellen und mit vorhandenen Kartendaten in anderen Koordinatensystemen arbeiten und Dateiformate, Importieren von Daten aus anderen CAD- und GIS-Systemen, Exportieren von Daten in andere Formate, Drucken von Karten und Atlanten.

Die Hauptvorteile des russischen GEOGRAPH-GE-ODRAW-Systems sind Funktionalität und niedriger Preis. Es besteht aus drei Hauptmodulen:

Geograph (Endbenutzermodul, eigentlich ein Betrachter);

Geodraw (Vektortopologie-Editor);

Geoconstructor (Anwendungsentwicklungstool).

Das Softwarepaket GeoCad Systems (www.qeocad.ru) ist für die Entwicklung und anschließende Betriebswartung von Informationssystemen für den Zielzweck (hauptsächlich Katasterzweck) des Endbenutzers bestimmt. Die Datenbankverwaltungsmodule dieses Systems sind in der MS Access-Umgebung implementiert, die Benutzern ein leistungsstarkes Werkzeug zum Entwickeln und Anpassen von Client-Anwendungen des Systems bietet.

Für die Verarbeitung grafischer Informationen von Objekten (Anzeige von metrischen Daten und deren grafische Bearbeitung) enthält das modulare Mehrzweck-Katastersystem Geocad System ein spezialisiertes CPS-Grafikmodul. Es ist ein integraler Bestandteil.

GIS InGEO (www.integro.ru) ist ein System, in dem der Benutzer selbst Bibliotheken mit beliebigen Vektorsymbolen, Linien und Füllungen entwerfen kann. Dies ist das effektivste GIS zur Erstellung topografischer Pläne im Maßstab 1:10000 - 1:500. Es verfügt über ein entwickeltes instrumentelles System in Internet\lntranet-Technologie, mit dessen Hilfe der Benutzer selbstständig die komplexesten relationalen Tabellen semantischer Daten kartografischer Objekte erstellen kann. InGEO verfügt über ein leistungsstarkes Kataster-Add-On - das PROPERTY-System und das MONITORING-System.

Das TopoL-System ist ein universelles GIS, das in vielen Branchen zur Lösung verschiedener Anwendungsprobleme eingesetzt werden kann. Es ermöglicht Ihnen, die gesamte Bandbreite der Arbeiten zur Erstellung, Bearbeitung, Analyse und Nutzung von digitalen Karten des Gebiets durchzuführen. Seine Variante TopoL-L ist für die Forstwirtschaft und Forstwirtschaft konzipiert.

Die Programmoberfläche ist auf branchenspezifische Aufgabenstellungen ausgerichtet, einfach und funktional. Es gibt kein Standardmenü des ursprünglichen Softwareprodukts. Menüs enthalten nur die Elemente, die der Benutzer benötigt.

Die Entwicklung des Internets ist an der Kartographie nicht vorbeigegangen. Mit kartografischer Software für das Internet können Sie also fertige thematische Karten im World Wide Web veröffentlichen. Serverseitige Kartenanwendungen, die entwickelt wurden, um interaktive Karten ins Web zu bringen, verfügen über eine große Auswahl an Kartenfunktionen. Ein solches Softwareprodukt zum Veröffentlichen und Pflegen kartografischer Informationen im Internet ist MapXtreme, ein Kartenanwendungsserver, der von der MapInfo Corporation entwickelt wurde. Die offene Architektur von MapXtreme funktioniert mit jedem Webserver und erfordert keine zusätzlichen Plug-Ins, sodass jeder Browser auf PCs oder UNIX-Workstations ausgeführt werden kann. Ein weiteres Produkt dieses Unternehmens, MapXsite, ermöglicht das einfache Einbetten von Karteninformationen in Webseiten.

6. Einige ukrainische Entwicklungen

Der Atlas der Ukraine ist das erste umfassende Geoinformationsprodukt von gesamtukrainischer Bedeutung. Es wurde gemeinsam von Mitarbeitern des Kiewer Unternehmens GEO Intelligent Systems und des Instituts für Geographie der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Ukraine entwickelt.

Der Elektronische Atlas der Ukraine richtet sich an ein breites Nutzerspektrum und dient in erster Linie Referenz-, Informations- und Nutzerzwecken. Es ermöglicht ein allgemeines und ziemlich vollständiges Bild der auf seinen Karten dargestellten natürlichen und sozioökonomischen Prozesse und kann zu einem Lehrbuch für das Studium dieser Prozesse werden. Die Hauptkomponente der Informationsunterstützung des Atlas der Ukraine ist ein Satz elektronischer Karten. Es umfasst Informationen über die geopolitische Lage der Ukraine, ihre Geschichte, natürliche Gegebenheiten und Ressourcen, Bevölkerung, Kultur, Religion, wirtschaftliche und soziale Lebensbedingungen der Bevölkerung, Finanzen und Wirtschaft, Politik und Ökologie.

Unter den Funktionen des Atlas der Ukraine sollte man das Ändern des Kartenmaßstabs für eine detailliertere Ansicht, das Erhalten von Informationen über die angezeigten Objekte, die Möglichkeit, nach Informationen auf der Karte mit einem Schlüsselwort zu suchen, und die Möglichkeit zum Drucken hervorheben kartografische Materialien.

Der Atlas der Ukraine ist auch im Internet verfügbar: Auf der Website der GEO Intelligent Systems Company (www.isgeo.kiev.ua) können Sie interaktive Karten von Kiew (Maßstab 1:50000) und der Ukraine (1:500000) einsehen.

Ein weiteres bekanntes GIS in der Ukraine – VISICOM-Kyiv (Entwickler – Kiewer Unternehmen VISICOM (www.visicom.kiev.ua)) – richtet sich an ein breites Spektrum von Benutzern, die kartografische Daten analysieren müssen, um Entscheidungen treffen zu können. Kontrolle ihrer eigenen Objekte sowie Suche und Anzeige von Objekten auf dem Plan der Stadt Kiew. Das System ist einfach zu bedienen und bietet gleichzeitig zahlreiche Möglichkeiten zum Suchen und Anzeigen von Daten. Es bietet dem Benutzer die Möglichkeit, ein beliebiges Fragment des Stadtplans anzuzeigen und die Lage der Straßen der Stadt auf dem Plan anhand ihrer Namen und Postanschriften zu bestimmen. Mit diesem System können Sie auch Informationen über die Institutionen, Unternehmen und Organisationen der Stadt erhalten, nach verschiedenen Kriterien nach Institutionen, Unternehmen und Organisationen in der Stadt Kiew suchen, zusätzliche Informationsebenen im Stadtplan erstellen, anzeigen notwendige Fragmente des Plans und alphabetisch auf dem Drucker digitale Merkmale einzelner Unternehmen oder Objekte des Benutzers eigene Informationsschichten, Objekte des Verkehrsnetzes der ukrainischen Hauptstadt anzeigen und suchen, optimale Verkehrswege planen.

Seit Ende 1998 wird in der Ukraine die erste Version des grafischen Informationssystems des Eisenbahnnetzes TMkarta (www.tmsoft-ltd.com) eingesetzt. Es verfügt über eine benutzerfreundliche grafische Oberfläche, mit der Sie das Transportnetz der Eisenbahnen in der gesamten Ukraine, der GUS und den baltischen Staaten anzeigen und die Bewegung der Waggons entlang ihrer gesamten Strecke automatisch verfolgen können.

Während des Schreibens des Abstracts haben wir uns mit elektronischer Kartierung, GIS-Modellen, zu lösenden GIS-Aufgaben, die GIS benötigen, vertraut gemacht und einen kurzen Überblick über bestehende GIS und GIS ukrainischen Ursprungs gegeben. Dieser Aufsatz kann für Studenten verschiedener Fachrichtungen nützlich sein, die im Lernprozess unterschiedliche geografische Karten verwenden.

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Die ersten kartografischen Navigationssysteme interessierten sofort Seeleute und internationale Organisationen, die für die Sicherheit der Navigation verantwortlich sind. In Verbindung mit den von ihnen erwarteten Perspektiven wurde in kurzer Zeit ein internationales Konzept zum Bau von navigationskartographischen Systemen für die Seeschifffahrt entwickelt.

Die Entstehung kartografischer Navigationssysteme wurde durch die Integration moderner intelligenter Technologien in Form von Satelliten, Computerelektronik und elektronischer Kartografie möglich. Diese „drei Säulen“ bilden eine solide Grundlage für zahlreiche effiziente und einfach zu bedienende elektronische Kartierungssysteme, die in mobilen Transportobjekten Anwendung gefunden haben.

Wenn solche kartografischen Systeme zu Beginn ihres Erscheinens hauptsächlich in der Seenavigation verwendet wurden, wurden in letzter Zeit kartografische Systeme intensiv in den Landverkehr eingeführt, um die Bewegung von Fahrzeugen zu steuern und zu verfolgen. Der Hauptzweck ihrer Verwendung besteht jedoch nach wie vor darin, die Transportsicherheit im Transport zu erhöhen und die Belastung des Betreibers zu verringern, insbesondere in der See- und Luftkommunikation.

In diesen Bereichen wird allgemein die dringende Notwendigkeit erkannt, die Sicherheit der Schifffahrt zu verbessern, um Menschenleben zu retten, wertvolle Fracht zu retten und Umweltkatastrophen zu verhindern. Die erhöhte Verkehrsdichte auf internationalen Strecken hat dazu geführt, dass die zuständigen internationalen Institutionen die Einführung von Navigationssystemen mit elektronischen Karten regeln und einheitliche Standards dafür entwickeln. Dieses Problem war besonders akut in der Marine.

Als Ergebnis langjähriger Arbeit einer Reihe von Komitees der Internationalen Hydrografischen und Maritimen Organisationen (IHO, IMO) wurde eine Reihe von Standards für das Anzeigesystem elektronischer Karten und Navigationsinformationen entwickelt und genehmigt. Solche kartografischen Systeme werden als Electronic Chart Display and Information Systems (ECDIS – Electronic Chart Display and Information System) bezeichnet. Diese Systeme automatisieren den Navigationsprozess und versorgen den Navigator mit vollständigen Informationen von allen angeschlossenen Navigationssensoren, wenn er mit einer elektronischen Karte arbeitet. Die Kombination aller Informationen auf einem Display ermöglicht es Ihnen, die Situation einzuschätzen und in kürzester Zeit eine Entscheidung zu treffen. Gemäß den Normen werden folgende Anforderungen an das ECDIS gestellt:

— Um Ausfälle zu vermeiden, sollte das ECDIS redundant sein, beispielsweise durch Installation eines doppelten Gerätesatzes.
— ECDIS sollte Karten in offiziellen Formaten verwenden, die von staatlich autorisierten hydrografischen Ämtern herausgegeben werden.
- Eine automatische Korrektur elektronischer Seekarten sollte vorgesehen werden.
— ECDIS muss das Zertifizierungsverfahren (Typgenehmigung) bestehen und über ein Zertifikat der zuständigen Klassifikationsgesellschaft verfügen.

Gemäß dem internationalen SOLAS-Übereinkommen ist es bei Verwendung elektronischer Seekarten-Navigationsinformationssysteme, die diese Bedingungen erfüllen, möglich, die Arbeit an Bord eines Schiffes mit Papierseekarten zu verweigern. Die Bedeutung des entwickelten Konzepts von ECDIS liegt darin, dass es zusammen mit der durch automatische Korrektur unterstützten Datenbank amtlicher elektronischer Seekarten als rechtliches Äquivalent zu einer korrigierten Papierseekarte angesehen werden kann. Dadurch ist es nicht notwendig, eine Sammlung von Papierseekarten an Bord zu haben, was zu Kosteneinsparungen führt.

Aus dieser Definition ergeben sich auch zwei praktische Implikationen für potenzielle ECDIS-Benutzer. Zum einen besteht die Möglichkeit, dass der Seefahrer im Falle eines auf Grund gelaufenen Schiffes aufgrund der Unzuverlässigkeit der amtlichen elektronischen Seekartendaten eine Klage gegen den hydrografischen Dienst einreicht. Und die zweite Schlussfolgerung betrifft einen Anspruch gegen die Zertifizierungsstelle, der im Falle eines Unfalls aufgrund des Ausfalls eines zertifizierten elektronischen kartografischen Navigationsinformationssystems geltend gemacht werden kann.

Es scheint, dass, nachdem die Standards für ECDIS entwickelt und vereinbart wurden, ihre weite Verbreitung beginnen sollte. Aber dazu kam es aus mehreren Gründen nicht. Der Hauptgrund ist die unzureichende Abdeckung der Wassergebiete des Weltozeans durch offizielle Karten, die nach einer Reihe von Schätzungen 3-7% der Fahrzeit eines typischen Frachtschiffs ausmachen. Und der zweite Grund war die Entwicklung einer Klasse billigerer alternativer Systeme in Form von elektronischen kartografischen Systemen (ECS). Wie unterscheiden sich letztere von ECDIS?

Die Antwort ist einfach - funktionell nichts. Deutlich anders, nämlich dass die ECS entweder kommerzielle Datenbanken von Vektorkarten oder Rasterkarten verwenden. In den meisten Ländern ist für elektronische Kartensysteme kein Typgenehmigungszertifikat erforderlich, und es gibt keinen IMO International Operational Standard für ECS. Natürlich muss bei der Installation elektronischer Seekartensysteme auf einem Schiff das Plotten immer noch auf einer Papierseekarte durchgeführt werden, was eine Sammlung von Papierseekarten an Bord des Schiffes erfordert.

Die Hauptfunktionen elektronischer kartografischer Navigationsinformationssysteme und elektronischer kartografischer Systeme.

– Bereitstellung von Navigationsinformationen über die Koordinaten und den Geschwindigkeitsvektor des Schiffs vor dem Hintergrund einer elektronischen Karte in Echtzeit für den Navigator.
- Darstellung elektronischer Karten auf dem Bildschirm, möglichst nah am Papieroriginal.
- Steuern der Kartenanzeige durch Ändern des Maßstabs und der Ausrichtung der Karte, Schwenken.
- Kombination von kartografischen und Radarinformationen auf dem Bildschirm.
- Identifizierung und Anzeige von Navigationsgefahren mit der Ausgabe von Daten über Richtung und Entfernung zu ihnen.
- Definition und Anzeige von sicheren Kursen.
- Anzeigen von ARPA- und AIS-Zielen auf der Karte.
— Operative Änderung der Zusammensetzung der auf der Karte angezeigten Objekte.
— Abrufen von Informationen über Kartenobjekte aus der Datenbank.
— Abrufen von Informationen über Häfen aus der Datenbank.
— Ausführung der ausführenden und vorläufigen Verlegung.
— Implementierung des automatisierten Korrekturlesens elektronischer Diagramme.
- Planung und Berechnung der Route.
- Steuerung der Strecke.
- Spielen der Route und Erkennen von Gefahren.
- Manöver spielen.
— Bestimmung der Entfernung und Peilung zu einem bestimmten Punkt.
- Ausgabe von Warnungen in Form von Textnachrichten und Tonsignalen.
- Aufzeichnungen im Logbuch führen.
- Auswahl von Karten aus dem Katalog.
— Ändern Sie die Farbpalette der angezeigten Karte.

SARP - automatisches Radar-Verlegesystem. AIS - Automatisches Identifikationssystem (Transponder).

Hersteller von elektronischen Kartensystemen.

Mehr als 90 Unternehmen auf der ganzen Welt beschäftigen sich mit der Herstellung elektronischer kartografischer Systeme, der Preis vieler von ihnen beträgt 10.000 bis 15.000 US-Dollar. Gleichzeitig sind die Kosten für ECDIS viel höher und erreichen 60.000 US-Dollar. Von den bekanntesten ausländischen Herstellern von Navigationsgeräten nennen wir nur einige: Furuno, Interphase, JRC, MAXSEA, NAVMAN USA, Raymarine, Simrad/Shipmate, SEIWA, Standard Horizon.

Basierend auf den Materialien des Buches "Alles über GPS-Navigatoren".
Naiman V.S., Samoilov A.E., Ilyin N.R., Sheinis A.I.

1. Grundlagen der elektronischen Kartographie

1.1. Grundlegendes Konzept

Der Name dieser Disziplin besteht aus drei Konzepten; Kartographie, Elektronik, Grundlagen. Kartografie - diese Karte und alles, was damit zusammenhängt. Grundlagen - das ist das Grundwissen über elektronische Kartographie. Der Begriff „elektronisch“ lässt sich nur schwer mit der Karte verbinden. Es ist einfacher zu verstehen, wenn die Karte digital heißt. Aber so ist das Konzept entstanden.

Grundlagen der E-Kartographie ist das Basiswissen der E-Kartographie.

Die Struktur der elektronischen Kartographie ist in Abb. 1 dargestellt.

Datenquellen für elektronische Karten

Datenverarbeitung anzeigen

Anzeigedaten

Anzeigesysteme

Benutzer der elektronischen Karte

Navigationssysteme

GPS, GLONASS, AIS, naz. tr-t usw.

Systeme arr. Daten

Panorama,

Verwendungszweck: See- und Landschifffahrt,

Geodatenverarbeitung, Wissenschaft, Bildung, diverse Bereiche

Reis. 1. Die Struktur der elektronischen Karte

Bei der Papierkartographie werden Symbole auf einen Papierträger aufgebracht. Gleichzeitig sind die Symbole für eine Person verständlich und erfüllen bestimmte Anforderungen. Bei einer elektronischen Karte ist es ähnlich, aber statt einer Papierbasis gibt es ein Anzeigesystem in Form eines Displays.

Die Quellen für die Erstellung elektronischer Karten sind die gleichen wie für Papierkarten, plus digitale Daten. Im Verlauf der Entwicklung der elektronischen Kartographie hat es sich dahingehend entwickelt, dass die Daten in verschiedenen Anzeigesystemen unterschiedliche Formate haben, was es schwierig oder sogar unmöglich macht, Daten in anderen Anzeigesystemen zu verwenden.

Es besteht die Notwendigkeit einer Datenverarbeitung vor ihrer Präsentation im Anzeigesystem.

Datenquellen für die elektronische Kartographie, Datenverarbeitungssysteme, Daten vor der Darstellung im Anzeigesystem, die Anzeigesysteme selbst und der Benutzer elektronischer Karten müssen die entsprechenden Anforderungen erfüllen, die auf der Grundlage von Verordnungsdokumenten und Rechtsakten festgelegt werden.

Darüber hinaus sind für die Arbeit mit elektronischer Kartographie Kenntnisse über Datenformate, Grafikarten (Vektor, Raster), das Design von Anzeigesystemen, Methoden zur Verarbeitung und Präsentation von Daten und andere Kenntnisse im Zusammenhang mit elektronischer Kartographie erforderlich.

Um dieses Wissen zu erlangen, haben die Kadetten mit der Entwicklung der Disziplin "Grundlagen der elektronischen Kartographie" eine Liste der für einen Kadetten erforderlichen Vorlesungen und Laborarbeiten festgelegt.

Gemäß GOST 21667-76 Kartographie. Begriffe und Definitionen,

Die Kartographie ist ein Bereich der Wissenschaft, Technologie und Produktion, der das Studium, die Erstellung und die Nutzung kartographischer Werke umfasst.

Erstes kartographisches Material- Kartenmaterial, das zur Erstellung oder Aktualisierung einer Karte verwendet wird.

Karte - in einer kartografischen Projektion eingebaut, ein reduziertes, verallgemeinertes Abbild der Erdoberfläche, der Oberfläche eines anderen Himmelskörpers oder eines außerirdischen Raums, das die darauf befindlichen Objekte in einem bestimmten System konventioneller Zeichen zeigt.

Gemäß GOST 28441-99 DIGITALE KARTOGRAPHIE, Digital Karte; CC: Digitales kartografisches Modell, dessen Inhalt dem Inhalt einer Karte eines bestimmten Typs und Maßstabs entspricht.

Vereinfacht ausgedrückt ist eine Karte ein Papierträger mit darauf aufgedruckten Symbolen, die eine Person laut behördlichen Dokumenten für ihre Aktivitäten benötigt.

Digitale Karte - Informationen, die dem Standard entsprechen. S57,

Beim ECDIS-Anzeigesystem entspricht die digitale Karte dem S57-Standard in Bezug auf den Datenaustausch zwischen Systemen und einem bestimmten Standard im System selbst.

Der Hauptzweck elektronischer Seekarten und darauf aufbauender Navigationssysteme besteht darin, die tägliche Arbeit des Seefahrers zu vereinfachen und die Sicherheit der Navigation zu erhöhen.

Die ersten elektronischen Karten erschienen in den 90er Jahren und waren gescannte Kopien von Papierkarten. Solche Karten werden genannt elektronische Rasterkarten. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das einfache Scannen von Papierkarten die Verwendung in Verbindung mit modernen Navigationsgeräten oft unmöglich macht. Außerdem erschwert die Verwendung von elektronischen Rasterkarten (RENC) die automatische Analyse der Navigationssituation.

Basierend auf einer gründlichen Untersuchung moderner Informationstechnologien und ihrer Besonderheiten im Bereich der Seenavigation hat die IMO / IHO Harmonization Group einen Betriebsstandard für das Anzeigesystem elektronischer Karten und Informationen entwickelt ECDIS basierend auf der Nutzung Vektor elektronische Karten S-57-Format. Der Hauptzweck des Standards S-57- Standardisierung des Austauschs von hydrografischen Daten zwischen hydrografischen Diensten, Agenturen, Herstellern kartografischer Produkte und ECDIS-Systeme.

Gemäß S-57 werden hydrografische Informationen in Datensätze strukturiert, die wiederum zu Austauschsätzen kombiniert werden können. Der S-57-Datensatz kann als objektorientierte Datenbank betrachtet werden, die den im Standard aufgeführten semantischen Regeln (Objekte, Attribute, Beziehungen zwischen ihnen usw.) gehorcht und gemäß der im Standard beschriebenen Syntax geschrieben (codiert) ist .

Die Semantik des Standards basiert darauf, dass jedes kartografische Objekt sowohl räumlich-geometrische als auch funktional-beschreibende Eigenschaften besitzt. In Übereinstimmung mit dieser Karte besteht S-57 aus zwei Arten von Objekten: räumlich (räumlich) und beschreibend (Merkmal). Räumliche Objekte (z. B. Knoten – Knoten, Kante – Segment, Fläche – Fläche) werden durch Koordinaten charakterisiert, die ihre Lage auf der Erdoberfläche definieren. Feature-Objekte haben einen bestimmten Satz von Attributen und beschreiben ein natürliches oder künstliches Objekt, zum Beispiel: LNDARE - Landgebiet, DEPARE - Tiefengebiet, BOYCAR - Kardinalboje usw. Zwischen Objekten können Verbindungen unterschiedlicher Art bestehen, mit denen Sie eine beliebig komplexe Essenz der realen Welt modellieren können. Eine ausführliche Beschreibung des Standards finden Sie in IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data Edition 3.0 -

Wir stellen derzeit von Version 2 des S-57-Standards (bekannt als DX90) auf die neueste S-57-Edition 3 um. Es sollte beachtet werden, dass aufgrund erheblicher Änderungen im semantischen Modell die Datenkonvertierung von DX90 zu S-57 ed . 3 ist eine ziemliche Herausforderung. Programme dKart-Inspektor und dkart-Büro ermöglichen es Ihnen, den Prozess der Datenkonvertierung und Erstellung digitaler Austauschsätze zu automatisieren und Tools für die Qualitätskontrolle von hergestellten Produkten bereitzustellen.

Als Standard für den Austausch hydrographischer Daten ist S-57 nicht optimal für den direkten Einsatz in Schiffsnavigationssystemen. Elektronische Navigationskartensysteme können das interne Datenpräsentationsformat verwenden - SENC(System-ENC). Das SENC-Format ist kompakter und wurde speziell entwickelt, um kartografische Informationen auf einem Monitorbildschirm darzustellen.

Eines der weit verbreiteten S-57-kompatiblen SENC-Formate ist das Kartendatenformat CM93 von C-Map.

Elektronische Navigationskartensysteme dKart-Navigator und dkart-Explorer konzentrierte sich auf die Verwendung von S-57-kompatiblen Daten, einschließlich CM93 und DCF.

Informationen zum Kauf von elektronischen Navigationskarten CM93 finden Sie im Abschnitt elektronische Karten.

zusätzlich zu den in traditionellen seekarten enthaltenen daten enthalten elektronische karten daten aus anderen quellen - lichter- und zeichenbücher, segelanweisungen usw. - nr

Im Vergleich zu herkömmlichen Papierkarten und Veröffentlichungen haben elektronische Karten eine Reihe von Vorteilen, die die Sicherheit der Navigation erhöhen und die Orientierung in der aktuellen Navigationssituation erleichtern:

Zusätzlich zu den Daten, die auf traditionellen Seekarten enthalten sind, enthalten elektronische Karten Daten aus anderen Quellen - Bücher mit Lichtern und Schildern, Segelanweisungen usw. - es besteht keine Notwendigkeit, nach Navigationsinformationen in unterschiedlichen Quellen zu suchen - alle Daten sind in einem konzentriert elektronische Karte;

die Vektordatenstruktur (Standard für elektronische Seekarten) ermöglicht eine schnelle Analyse der Navigationssituation und informiert den Navigator über mögliche Gefahren;

Das Verfahren zum Aktualisieren einer elektronischen Karte ist viel einfacher als das herkömmliche und kann innerhalb von Minuten direkt auf See durchgeführt werden. Durch die Verwendung elektronischer Karten und digitaler Korrekturen gewinnt der Navigator die Gewissheit, dass die ihm zur Verfügung stehenden kartografischen Informationen die neuesten Änderungen widerspiegeln;

zusammen mit externen Navigationsgeräten ( Geographisches Positionierungs System, sarp, AIS-Transponder) bieten elektronische Karten eine Echtzeitanzeige der Navigationssituation, einschließlich der eigenen Schiffsposition, der Position von Radar- und AIS-Zielen.

Allgemeine Prinzipien für den Aufbau von Anzeigesystemen für Navigationsinformationen, die in der elektronischen Kartographie verwendet werden

Jetzt koordiniert IHO in Zusammenarbeit mit IMO die Standardisierung elektronischer Seekarten. Elektronische Karte. umfasst als Begriff drei Konzepte:

Beschreibung der Daten;

Software für ihre Verarbeitung;

elektronisches Datenanzeigesystem.

1.2. Umfang der elektronischen Karten

Anwendungsbereich elektronischer Seekarten: See- und Flussschifffahrt, Straßenverkehr, Verteidigungsministerium, verschiedene Wissenschafts- und Technologiebereiche

1.3. Nutzer elektronischer Karten

Benutzer elektronischer Karten; Kapitän, Navigator (See- und Flussschifffahrt); Fahrer, Disponent (Landtransport); Kapitän, Navigator (Lufttransport; Astronauten; Geodäten; Geographen; etc.

1.4. Testfragen

1. Was ist eine Papierkarte?

2. Was ist eine elektronische Karte?

3. Was ist Kartographie?

4. Was ist elektronische Kartographie?

5. Was sind die Hauptgründe für den Übergang von Papier- zu elektronischen Karten?

6. Welchen Anwendungsbereich haben elektronische Karten?

7. Wer sind die Benutzer elektronischer Karten?

Seefunkausrüstung - Ausrüstung zum Schutz des menschlichen Lebens auf See, zur Gewährleistung der Sicherheit der Navigation, zur Verwaltung des Flottenbetriebs und zur Übermittlung öffentlicher und privater Korrespondenz. Für den effektiven Einsatz von Funkgeräten auf Schiffen ist es notwendig, ihre Konstruktionsprinzipien, technischen Eigenschaften und Betriebsmerkmale zu kennen. Je nach Fahrtgebiet werden unterschiedliche Anforderungen an Seefunkgeräte gestellt.

A1 - im Versorgungsgebiet von UKW-Funkstationen an der Küste mit DSC.
A2 - im Versorgungsgebiet von MF-Funktelefonstationen mit DSC, ausgenommen Gebiet A1.
A3 - im Abdeckungsbereich der INMARSAT-Satelliten, ausgenommen die Bereiche A1 und A2.
A4 - außerhalb der Bezirke A1, A2, A3.
Somit besteht die Funkausrüstung auf dem Schiff aus drei Komplexen: VHF-Ausrüstung, MF/HF-Ausrüstung und eine Schiffserdfunkstelle (SES) des INMARSAT-Systems. Unabhängig von den Navigationsgebieten muss jedes Schiff ausgestattet sein mit: UKW-Funkanlage, SRS (Radarfeuer), NAVTEX-Empfänger, EPIRB (Notfunkfeuer), tragbaren UKW-Notfunkstationen.

Die Funkausrüstung auf dem Schiff muss den GMDSS-Anforderungen entsprechen, die in den Regeln des RMRS (Russian Maritime Register of Shipping) und des RRR (Russian River Register) festgelegt sind. Jedes Schiff muss mit einer Ersatzstromquelle ausgestattet sein, über die die Funkausrüstung im Falle eines Ausfalls oder einer Beschädigung der Haupt- und Notstromquellen Notrufe durchführen kann. Beim Umschalten von einer Stromquelle zur anderen sollten Licht- und Tonalarme funktionieren. Für den Betrieb und die Reparatur von Geräten wird eine Wartung bereitgestellt, die die folgenden Verfahren durchführt: Lieferung an den Installationsort, Lagerung (falls erforderlich) und Installation. Alle diese Schritte müssen gemäß den Anweisungen in der technischen Dokumentation durchgeführt werden.

Die Qualität von Funkgeräten ist eine Reihe von Indikatoren, die ihre Übereinstimmung mit den modernen Anforderungen von Wissenschaft und Technologie bestimmen. Zu den Qualitätsindikatoren des Geräts gehören Zuverlässigkeit, Leistung, Wirtschaftlichkeit, Sicherheit, Design usw. Viele Indikatoren haben einen numerischen Wert und bestimmen im Wesentlichen die Wirksamkeit des Einsatzes von Ausrüstung auf einem Schiff.

Auf Schiffen mit einer Verdrängung von über 500 r.t. Es müssen mindestens drei tragbare VHF-Stationen und zwei Radartransponder vorhanden sein. Auf Schiffen mit einer Verdrängung von 300 bis 500 r.t. - zwei Stationen und 1 Radarstation. Es wird auch empfohlen, die Schiffe mit Geräten für den Faxempfang auszurüsten.

Im Katalog der Produkte des Unternehmens können Sie sich mit verschiedenen Modellen und Marken von Weltherstellern von Funkgeräten vertraut machen und die erforderliche Bestellung aufgeben.

In jüngerer Zeit waren elektronische Kartierungssysteme komplexe und sehr teure computergestützte Systeme. Solche Systeme (ECDIS - Electronic Charting and Information Navigation System; ECS - Electronic Charting System) werden auf großen Schiffen eingesetzt. Für kleine Schiffe wäre es möglich, Laptops mit vereinfachter Software zu verwenden, aber gewöhnliche Laptops haben eine schlechte Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit, und besonders geschützte, sehr teure sind nicht für jedermann verfügbar.

In den letzten 10–15 Jahren sind kompakte, erschwingliche, stationäre und tragbare elektronische Kartengeräte erschienen - Kartenplotter, von denen die kleinsten in ihrer Größe einem herkömmlichen GPS-Empfänger, der in einer Tasche oder einem Rucksack getragen werden kann, in nichts nachstehen, installiert im Steuerhaus eines Bootes, in einem Schlauchboot, auf einem Kajak. Darüber hinaus sind Geräte aufgetaucht, die sowohl ein Fischfinder-Echolot als auch ein Kartenplotter sind.

Ein moderner Kartenplotter besteht aus zwei Hauptteilen – einem Träger kartografischer Informationen und einem Plotter. Der Kartenplotter kann die zum Abrufen eines Standorts erforderlichen Daten vom integrierten GPS-Empfänger oder von einem beliebigen externen Empfänger beziehen.

Kartografische Informationsträger für Navigationssysteme von Kleinfahrzeugen (Kartenplottern) sind Laser-CDs und Mini-Cartridges ( Reis. 60 ). Mini-Kassetten werden in stationären Kartenplottern verwendet, während CD-ROMs verwendet werden, um Karten in tragbare Geräte zu laden, die nicht groß genug sind, um einen Kassettensteckplatz aufzunehmen.

Wenn die Weltbasis elektronischer Karten normalerweise auf Laser-CDs aufgezeichnet wird, wird ein Satz Karten verschiedener Maßstäbe einzelner Regionen auf Minikassetten aufgezeichnet, deren Volumen von der Kapazität der Kassette abhängt. Es gibt mehrere elektronische Kartensysteme, die zum Aufzeichnen von Karten auf Kassetten verwendet werden – C-Mar NT+, C-MAX, Blue Chart, Navionics Nav-Charts™, Furuno MiniChart und einige andere. Die größte Abdeckung der heimischen Wassergebiete - Ladoga- und Onega-Seen, der Finnische Meerbusen, die Barentssee, das Weiße Meer, das Asowsche Meer, das Schwarze Meer und das Kaspische Meer - haben Sammlungen von Karten von S-Mar und Blue Chart.

Die Quellen der elektronischen Kartendaten von C-MAP und Blue Chart sind offizielle Karten, die von hydrografischen Ämtern erstellt wurden, eigene Datenerstellung im Rahmen von Verträgen mit hydrografischen Diensten, Digitalisierung von Vermessungsmaterialien kleiner Häfen in Ermangelung offizieller Papierkarten (im Auftrag lokaler Behörden). ).

Reis. 60. Träger von elektronischen Karten

Kartenplotter ( Reis. 61, 62 ) ist ein funktional vollständiges Gerät, das in seinem wasserdichten Gehäuse einen Satellitennavigationsempfänger (bei einigen Modellen kann der Empfänger ferngesteuert sein), einen Computer mit einem werkseitig installierten Programm, ein Monochrom- oder Farbdisplay, eine Steuertastatur, einen Steckplatz für Eingabe einer Cartridge oder eines Ports zum Herunterladen von Karten. Ein obligatorisches Element ist ein Port für die Eingabe und Ausgabe von Informationen im internationalen maritimen Format NMEA 0183.

Bildschirmgrößen können sehr unterschiedlich sein - von sehr klein, 40? 60-mm-Farb- und Schwarzweißbildschirme auf den tragbaren Kartenplottern Garmin GPS MAP 60 und 76, bis hin zu großen 10-15-Zoll-Bildschirmen auf stationären Marineplottern.

Reis. 61. Tragbarer Kartenplotter

Alle Kartenplotter teilen gemeinsame Prinzipien der Bedienung und Steuerung über den Cursor und die Menüs, die wir anhand einiger beliebter Modelle kennenlernen werden, z. B. ChartMaster v6 mit einem 6-Zoll-Farbdisplay.

Der Kartenplotter verfügt über einen parallelen 12-Kanal-GPS-Empfänger. Es verfügt über alle Funktionen, die darauf angewiesen sind - Bestimmung von Koordinaten, Anzeige der Position des Schiffes und der Route seiner Bewegung auf dem Bildschirm, Bewegungsparameter, Routen, Wegpunkte usw. Um in Gewässern zu navigieren, für die es keine Karten gibt, Kartenplotter verfügen normalerweise über Seiten mit entsprechenden Grafiken, ähnlich denen, die in herkömmlichen GPS-Empfängern zu finden sind. Bei diesem Gerät gibt es dafür eine grafische „Straßen“-Anzeige, bei anderen, insbesondere bei Garmin-Geräten, wird die „Kompass“-Anzeige verwendet.

Arbeiten mitKartenplotter

Fast alle Kartenplotter werden wie bei einem Computer über das Menüsystem mit Pfeiltasten, Joystick und Funktionstasten gesteuert. Über das Menü werden die notwendigen Einstellungen für Anzeige, Route, Maßeinheiten, Sicherheitszonen usw. vorgenommen, verschiedene Funktionen ausgewählt, Routen und Wegpunkte erstellt.

Reis. 62. Stationärer Kartenplotter

Das erste Einschalten des Gerätes beginnt wie beim GPS-Empfänger mit dem Initialisierungsvorgang. Da dieser Vorgang bereits im vorherigen Kapitel besprochen wurde, gehen wir nicht weiter darauf ein, sondern machen uns gleich an die Arbeit mit dem Kartenplotter.

Nach dem Einschalten des Geräts wird, sobald der GPS-Empfänger Satellitensignale erfasst, eine Karte des Standortbereichs des Schiffs auf dem Bildschirm installiert, deren Bild sich in der Mitte befindet. Wenn es eine Patrone für dieses Gebiet gibt, wird eine detaillierte Karte eines bestimmten Gebiets auf dem Bildschirm angezeigt.

In der Regel werden Karten in verschiedenen Maßstäben auf Kassetten aufgezeichnet - von allgemein bis großformatig für Häfen oder schwer zu navigierende Gebiete. Mit der ZOOM-Funktion des Kartenplotters können Sie die gewünschte Zoomstufe auswählen. Bei einigen Modellen ist es möglich, den Maßstab über den von der Karte vorgegebenen hinaus zu vergrößern, indem das Kartenbild gestreckt wird. Dies schafft einen gewissen Komfort für die Navigation, erhöht jedoch nicht die Detailgenauigkeit des Bildes auf dem Bildschirm.

Die Schiffsbewegung wird auf dem Display auf zwei Arten angezeigt. Im ersten Fall bleibt seine Markierung in der Mitte des Bildschirms vor dem Hintergrund einer sich bewegenden Karte fixiert; im zweiten Fall bewegt sich die Markierung von der Bildschirmmitte zum Bildschirmrand und kehrt bei Erreichen derselben zeitgleich mit der Kartenverschiebung wieder zurück. Bei Bedarf können die Schiffsbahn, der Geschwindigkeitsvektor und seine aktuellen Koordinaten angezeigt werden.

Cursor-Nutzung

Der Cursor spielt eine wichtige Rolle bei der Arbeit mit dem Kartenplotter. Dies ist das Hauptwerkzeug, mit dem viele Aufgaben gelöst werden - Messen der Entfernung und des Azimuts zu Objekten, Bestimmen ihrer Koordinaten, Berechnen von Entfernungen zwischen Objekten, Erstellen von Wegpunkten und Routen, Erhalten von Informationen und vieles mehr. Schauen wir uns als Beispiel ein paar Cursor-Funktionen an.

Wenn es während der Navigation notwendig wird, die Entfernung zu einem Objekt auf der Karte (zum Ufer oder zu einem Orientierungspunkt) zu bestimmen, reicht es aus, den Cursor über diesen Punkt zu bewegen, und seine Koordinaten werden im Informationsfenster sowie im angezeigt Reichweite und Richtung relativ zum Schiff. Ebenso werden Informationen über die Namen der auf der Karte markierten Inseln, Siedlungen, Häfen, Navigationsbedingungen, Tiefen usw.

Wenn Sie den Mauszeiger über ein Objekt bewegen, beispielsweise eine Navigationsboje oder einen Leuchtturm, zeigt das angezeigte Informationsfenster vollständige Informationen zu diesem Objekt an - Höhe, Farbe, Farbe und Sichtbarkeitssektoren von Lichtern usw. Mit dem Cursor können Sie die Namen von Inseln und Siedlungen abrufen, die nicht auf den Karten angegeben sind.

Die Verwendung des Cursors erleichtert das Erstellen von Wegpunkten und Routen erheblich. Anders als bei einem GPS-Empfänger, wo diese Aufgabe anhand einer Papierkarte mit weiterer Eingabe der empfangenen Koordinaten über das Menü gelöst wird, geschieht dies bei einem Kartenplotter einfach und schnell mit dem Cursor – einfach an der richtigen Stelle auf der elektronischen Karte platzieren und drücken Sie die gewünschte Taste. Der resultierende Wegpunkt kann dann einfach bearbeitet, mit einem Symbol oder Namen versehen, an einen anderen Ort verschoben oder gelöscht werden.

Die empfangenen Routen und ihre Bestandteile werden auf speziellen Seiten in Form von Tabellen mit Koordinaten platziert. Sie können sie umbenennen, Symbole zuweisen (z. B. Anker, Kreuz, Fisch usw.), Koordinaten ändern, löschen, und das nicht nur beim Schwimmen, sondern auch zu Hause, indem Sie den Simulationsmodus dafür nutzen.

Nach dem Erstellen von Wegpunkten und dem Erstellen einer Route ist es notwendig, das Vorhandensein von Navigationsgefahren auf allen seinen Segmenten zu überprüfen. Dazu wird die aufgezeichnete Route auf der Karte in Form von durch Linien verbundenen Wegpunkten dargestellt und dann in ihrer gesamten Länge betrachtet. Wenn sich herausstellt, dass die Linie in einem Abschnitt durch eine gefährliche Stelle verläuft (Insel, Steinkamm, Untiefe), wird ein beliebiger Punkt dieses Segments mit dem Cursor gezogen, bis diese Linie die gefährliche Stelle verlässt, wonach die Überprüfung der nachfolgenden Plots erfolgt.

Route segeln

Unter "Navigation entlang der Route" verstehen wir die sequentielle Bewegung von Punkt zu Punkt einer vorgeplanten und gespeicherten Route unter Verwendung der technischen und Softwarefähigkeiten von Geräten, die es ermöglichen, die Abweichungen des Schiffes von einer bestimmten Richtung zu steuern.

In modernen Kartenplottern wird beim Segeln entlang einer Route die Abweichungskontrolle auf zwei Arten durchgeführt - entweder durch die Position der Schiffsmarkierung auf der festgelegten Route oder mit Hilfe spezieller grafischer Anzeigen, die normalerweise in GPS-Empfängern verwendet werden. Einige Kartenplottermodelle können beide Modi auf demselben Bildschirm kombinieren, was die Navigation in schwierigen Navigationsumgebungen erleichtert.

Eine sehr nützliche Funktion zur Steuerung der Richtung der Schiffsbewegung entlang der Route ist der Geschwindigkeitsvektor. Dies ist ein sehr sensibles und schnelles Instrument, mit dem Sie schnell auf Abweichungen vom allgemeinen Kurs reagieren können.

Wenn die Route im Voraus erstellt und im Speicher des Instruments gespeichert wird, wird sie aus der Liste über das Menü ausgewählt und auf eine der verfügbaren Arten aktiviert, woraufhin der Kartenausschnitt mit der festgelegten Route auf dem Bildschirm und angezeigt wird Der Kartenplotter wechselt in den Navigationsmodus. Gleichzeitig zeigt das Datenfenster die Richtung zum ersten Wegpunkt, die Entfernung dorthin, die Reisezeit und die Ankunftszeit, und die grafischen Anzeigen zeigen Abweichungen vom wahren Kurs an.

Wenn Sie sich einem aktiven Punkt in einer bestimmten Entfernung nähern, gibt das Gerät ein Tonsignal und eine Meldung im Informationsfenster auf dem Bildschirm über dieses Ereignis aus.

Bei der Ankunft am ersten Punkt wechselt das Gerät automatisch in den Bewegungsmodus zum nächsten Punkt usw. bis zur Ankunft am endgültigen Navigationspunkt.

Wegpunkt-Segeln

Die Wegpunktnavigation ist ein Sonderfall der Routennavigation, daher sind die Prinzipien der Verwendung eines Kartenplotters und der Navigation identisch.

Wegpunkte können im Voraus erstellt und im Speicher des Geräts gespeichert werden, von wo aus sie abgerufen, mit der GO TO-Funktion aktiviert und für die Navigation verwendet werden können. Das Erstellen von Wegpunkten während des Segelns ist mit dem Cursor sehr effizient – ​​bewegen Sie einfach den Cursor über die gewünschte Position und drücken Sie die GO TO-Taste – und der Kartenplotter navigiert zum ausgewählten Wegpunkt.

Sie sollten an einem speziellen Wegpunkt "MOV" (Man Over Board) - "Man Over Board" anhalten. Dieser Wegpunkt wird normalerweise durch Drücken einer speziellen Taste gesetzt, wonach der Kartenplotter automatisch zum MOB navigiert.

Informationsdatenbank

Jeder Kartenplotter enthält eine Reihe von Informationsdaten, deren Inhalt und Umfang je nach Modell variieren können. Ein Teil der Informationsbasis wird während der Produktion der Geräte eingeführt, und der Hauptteil kommt zusammen mit der elektronischen Karte des Gebiets.

Der Hauptteil der Datenbank sind Navigationsinformationen, die in jedem Kartenplotter immer vorhanden sind. Dazu gehören Informationen über Tiefen, Navigationsgefahren, Navigationsbedingungen, Namen von Inseln, Buchten, Häfen usw. Solche Daten werden normalerweise automatisch im Informationsfenster angezeigt, wenn der Cursor auf dieses Objekt platziert wird oder bei einigen Modellen, wenn die Schiffsmarke in den angegebenen Bereich in der Nähe des Objekts eintritt.

Jeder Kartenplotter enthält Gezeiten- und Gezeiteninformationen für jedes spezifische Gebiet. Sie sind auf einer separaten Seite enthalten, die über das Hauptmenü ausgewählt wird.

Der zweite Datenblock kann eine Liste von Häfen und Unterkünften für diese Karte mit Entfernungen zum Schiff und Wegbeschreibungen zu ihnen, ihren Merkmalen (Verfügbarkeit eines Telefons und Telegraphen, Krankenhäuser, Öldepots, Wassergebietsmerkmale) enthalten. Oft ist die Liste der Häfen nach zunehmender Entfernung zum Schiff geordnet, was es ermöglicht, bei Bedarf schnell den nächstgelegenen Unterstand auszuwählen.

Benutzerdefinierte Funktionen

Unter diesem nicht ganz korrekten Namen verstehen wir eine Reihe verschiedenster Funktionen, die dem Benutzer die Arbeit mit dem Kartenplotter erleichtern. Jedes Modell des Geräts hat seine eigenen Funktionen, daher konzentrieren wir uns nur auf die gebräuchlichsten.

Absichtserklärung("Mann über Bord").

Dies ist eine der wichtigsten Funktionen, die es Ihnen ermöglicht, sich mit einem einzigen Tastendruck die Position einer über Bord gegangenen Person zu merken und den Kartenplotter bis zum Aufprallpunkt in den Navigationsmodus zu versetzen. Nach dem Drücken der Taste wird der MOB-Punkt automatisch gespeichert und aktiv gehalten, bis er vom Bediener gelöscht wird.

Zurück zur Schiffsfunktion

Beim Legen einer Route oder beim Anzeigen einer Karte mit dem Cursor können Sie sich „verirren“ - die Markierung des Schiffes verlieren. Für eine schnelle Rückkehr zum Ort des Schiffes gibt es eine Funktion, die bei verschiedenen Modellen „HOME“, „Schiff finden“, „Schiff“ oder etwas anderes heißen kann. Durch Drücken dieses Softkeys wird schnell ein Abschnitt der Karte angezeigt, in dessen Mitte sich das Schiff und der Cursor befinden.

Spuraufnahme

Wenn sich das Schiff bewegt, kann jeder Kartenplotter auf Wunsch des Benutzers die zurückgelegte Route aufzeichnen und speichern. Die Spur wird als Punkte aufgezeichnet. Auf kurzen Strecken verschmelzen diese Punkte zu einer Linie, aber mit zunehmender zurückgelegter Strecke vergrößert sich der Abstand zwischen den Punkten aufgrund ihrer begrenzten Anzahl automatisch.

Die ausgeklügeltsten und teuersten Instrumente können mehrere Spuren mit ihren charakteristischen Merkmalen speichern und bei Bedarf reproduzieren, korrigieren und zur Navigation verwenden.

NavigationAlarm

Mit dieser Funktion können Sie Alarme (Warnungen) erzeugen, wenn Sie in die festgelegte Zone einfahren, sich einem Wegpunkt der Route nähern, eine Navigationsgefahr besteht, wenn Sie einen Ort überqueren, an dem die Tiefe geringer als die angegebene ist, wenn das Schiff driftet vor Anker.

Kartenkataloge

Einige teure Kartenplotter enthalten oft Kartenkataloge, die es einfach machen, die richtige Patrone während der Fahrt zu finden oder zu bestellen. Der Kartenkatalog kann sowohl für die Region als auch für die Welt sein.

"Echolot"

Mit dieser Funktion, die auf einigen Kartenplottern verfügbar ist, können Sie die aktuellen Tiefenwerte aus der Karte ablesen und sie gleichzeitig mit der Karte auf dem Bildschirm in digitaler oder grafischer Form anzeigen. Darüber hinaus kann das Gerät NMEA 0183-Tiefenmesswerte von einem Schiffsecholot empfangen und anzeigen.

"Überwachung"

Einige Modelle von Kartenplottern können mit einer Fernsehkamera zusammenarbeiten, um Oberflächen- und Unterwasserräume oder Schiffsgelände zu überwachen. Diese Kameras werden normalerweise als Optionen geliefert.

Abschließend über die Papierkarte. Ein Kartenplotter ist zweifellos bequemer als eine Papierkarte – er knittert nicht, reißt nicht, wird nicht nass, er ist einfach zu bedienen und bietet umfangreichere Informationsfunktionen. Die Papierseekarte bleibt jedoch bis heute neben dem Logbuch das Hauptdokument des Navigators, das im Falle eines Unfalls von den zuständigen Behörden behandelt wird. Merk dir das!