基本介紹
- 中文名：電子海圖
- 外文名：ECDIS
- 起源時間：1970年
- 套用領域：船舶導航、海上航行
- 定義：各種數字式海圖及其套用系統
發展原因,發展歷史,海圖種類,包含內容,海圖作用,依賴風險,套用領域,發展現狀,發展特點,
發展原因
航道擁擠程度的提高、船舶的大型化、以及超高速船舶的出現給船舶航行安全提出了嚴峻的挑戰。解決這個問題的一種方式是集成式地把本船的位置、所處的靜態環境、周圍的動態目標信息顯示在一個螢幕上，使得船舶駕駛員能夠迅速地獲取所有這些信息，及時地做出操船決策。
海運船舶駕駛中使用各種現代化的導航設備和雷達設備，能夠在很短的時間間隔內獲取精確可靠的關於船位、船舶運動參數以及周圍環境方面的信息。 使用電子海圖，能夠把駕駛員從海圖作業這一事務性工作中解脫出來，使其把主要精力放在航行監視和及時制定操船決策上來。
發展歷史
（1）紙質海圖等同物，1970年代末到1984年，人們主要是想減少體積和減輕海圖作業的勞動強度，因此，僅僅是把紙質海圖經數位化處理後存入計算機中。
（2）功能開拓階段，到1986年，人們開始挖掘電子海圖的各種潛能。如在電子海圖上顯示船位、航線設計，顯示船速、航向等船舶參數、報警等等。
（3）航行信息系統階段，將電子海圖作為航行信息核心，包括電子海圖資料庫的完善，與雷達、定位儀、計程儀、測深儀、 GPS、VTS、AIS等各種設備和系統的接口和組合等等。多功能船用電子海圖系統對保證船舶航行安全所起的重要作用，得到了IMO和IHO(國際航道測量組織)以及眾多航海專家的認可。1986年7月，IMO和IHO成立了ECDIS協調小組，ECDIS各類標準和規範不斷地建立和完善，各種性能優良的 ECDIS產品也不斷地推陳出新。
海圖種類
電子海圖光柵掃描海圖（Raster charts ）：通過對紙質海圖的光學掃描形成的數據信息檔案，可以看作是紙質海圖的複製品。因此，不能提供選擇性的查詢和顯示功能。
包含內容
電子海圖
電子海圖（An electronic chart縮寫為EC)是一種數字海圖並且可以顯示在用計算機操作的助航系統上。
官方電子海圖
ENC((Electronic Navigational Charts)是指國家海道測量機構按國際海道測量組織(International Hydrographic Organization，IHO)頒布的《數字式海道測量數據傳輸標準》（Transfer Standard for Digital Hydrographic Data，編號S-57）製作的矢量電子海圖。
矢量電子海圖
矢量海圖數據是海圖數據的另一種形式，它可以把數位化的海圖信息分類分層儲存（例如可以只顯示小於10m的水深）。它包含圖象檔案和能夠生成符號/點/線/文字以及顏色等要素的程式檔案，這些程式檔案可以改變海圖中的屬性和要素。矢量海圖是一種智慧型化的電子海圖，駕駛員可以選擇性的顯示某些所需要的信息（例如港口設施、潮汐變化、海流矢量等），矢量海圖可以提供給駕駛員準確的物標間的距離，並能夠設定警戒區、危險區的自動報警。
電子海圖系統
電子海圖系統（electronic chart system縮寫為ECS)是一種商業的電子海圖系統，它並不完全適用於國際海事組織的SOLAS公約的全部要求。 ECS主要用於助航，同時也是作為紙制海圖功能缺陷上的一種補充。
電子海圖顯示與信息系統
ECDIS（ECDIS-Electronic Chart Display and Information System）是指符合有關國際標準的船用電子海圖系統。它以計算機為核心，連線定位、測深、雷達等設備，以ENC為基礎，綜合反映船舶行駛狀態，為船舶駕駛人員提供各種信息查詢、量算和航海記錄專門工具，是一種專題地理信息系統（GIS）。
ECDIS相關的國際標準有：
S57—IHO水道測量數據交換標準；
S52—電子海圖顯示標準；
IEC61174—ECDIS硬體檢測標準等；
ECDIS還可以與船舶自動控制系統連線，實現船舶的自動駕駛。
其他名詞
SENC—系統電子導航圖（The system electronic navigation chart縮寫為SENC)；
ER—電子海圖改正信息；
ECDB—電子海圖資料庫（An electronic chart data base縮寫為ECDB)；
RENC—地區性ENC協調中心；
WEND—世界電子航海圖資料庫；
IHO—國際水道測量組織；
IMO—國際海事組織。
海圖作用
電子海圖之所以引起高度重視，是因為它具有傳統紙海圖無法比擬的優點。電子海圖系統可以進行自動航線設計、航向航跡監測、自動存儲本船航跡、歷史航程重新演示、航行自動警報(如偏航、誤入危險區等)、快速查詢各種信息(如水文、港口、潮汐、海流等)、船舶動態實時顯示(如每秒刷新船位、航速、航向等)，將雷達/ARPA的回波圖像疊顯在海圖上，數千幅海圖的自動更正只需幾分鐘。
電子海圖
電子海圖依賴風險
ECDIS雖然功能很強，但其只是一種助航儀器，其系統本身的局限性、顯示誤差和故障、使用者對系統設定和使用中的不適當或錯誤、感測器的誤差、備用布置使用上的及時和有效等都要求使用者對其決不能過分依賴。使用者不僅要充分掌握其性能並充分、適當地利用其功能, 而且在航行中充分利用適當的瞭望和獨立於該系統的手段和方法檢驗系統的有效性和是否有誤差，以保證航行安全。
套用領域
電子海圖的套用領域包括：航海、船舶交通管理（VTS）、港口管理、船舶調度、污染管理、搜救指揮、航標管理、漁業、引水、海洋測繪、海洋工程等等。
發展現狀
電子海圖規範與標準
與電子海圖密切相關的三個國際組織是國際海事組織（IMO）、國際海道測量組織（IHO）和國際電工委員會（IEC）。1986年，IMO和IHO同意成立一個由各國有關部門組成的協調小組（HGE），共同參與電子海圖方面的技術討論。隨後的十幾年來，HGE技術組進行了卓有成效的工作，制定了一系列的電子海圖規範與標準，這些標準主要有：
1995年11月IMO討論通過了ECDIS的性能標準，此標準明文規定，ECDIS可以做為“1974海上人命安全公約（SOLAS）”所要求的紙海圖的等價物，換言之，ECDIS可以取代傳統的紙海圖。1996年11月，IMO又增補了ECDIS備用設備的條款。
1996年2月，IHO增補通過了關於電子海圖內容、圖示、顏色和ECDIS顯示系統的規範，即S52（第五版）。
1996年11月，IHO公布了S57標準第三版，S57規定了ENC的數據交換格式、ENC資料庫的性能標準，以及ENC的改正概要。並規定該標準保持到2000年不變。
1997年9月，IEC提出了對ECDIS硬體設備的檢驗和測試標準（IEC61174）。IEC還有一個對船用導航設備的“環境測試標準”，稱為IEC60945。此標準用來檢測船用導航設備（雷達/ARPA、ECDIS等）在不同溫度、濕度、振動等情況下的可靠性。
電子航海圖
電子航海圖（ENC）屬於電子海圖資料庫，是由各國官方的海道測量局（HO）製作的（也有一些國家由某公司製作，由HO認定）符合IHO S57標準的矢量電子海圖。ECDIS的套用，離不開全球範圍的數千幅ENC的支持。所以，IHO正在努力敦促世界各海洋國家製作自己海域的ENC，並成立了一些區域性的ENC中心，通過國際合作共同完成全球ENC資料庫的建立，並逐步建立全球的ER發行體系。由於各國的技術水平相差較大，全球ENC資料庫的建立進展緩慢，相反，一些大公司卻利用技術和資金的優勢，製作了符合S57要求的全球ENC資料庫。這些ENC補充了官方ENC數量的不足。但是，也存在著缺乏法律保障、改正不及時等問題。
中國人民解放軍海軍海道測量局（原中國人民解放軍海軍司令部航海保證部）2011年8月25日在國家會議中心舉行中國官方電子海圖發布會，正式對外推出國際標準版的中國海區電子海圖。這是中國首次對外正式發布中國海區國際標準電子海圖。
根據國際海道測量組織規定，只有由各國官方海道測量機構製作並發行的、符合S-57《數字海道測量數據傳輸標準》的電子海圖，才是官方電子海圖。海軍司令部航海保證部是經中國政府授權參加國際海道測量組織的官方代表，按照《中華人民共和國測繪法》和國務院、中央軍委有關規定，負責管理中國海洋基礎測繪工作和組織實施海道測量。
海軍司令部航海保證部部長李鵬程介紹說，這一電子海圖具有國際通用性強、內容更新便捷、船舶定位精度高、圖內信息規範和豐富等特點。只要將電子海圖載入在“電子海圖顯示與信息系統”中，系統就能夠自動將GPS定位設備所獲取的船舶位置顯示在圖上，有效克服了紙質海圖人工標繪所造成的信息滯後現象，與雷達圖像疊加，就可以全面掌握船舶周圍海區情況。
李鵬程說，中國海區國際標準電子海圖採用國際通用的更新模式，每周發布更新檔案，用戶只需將更新檔案導入“電子海圖顯示與信息系統”，即可實現電子海圖數據的更新。與國家標準電子海圖相比，具有計畫航線標繪、實際航跡記錄、航行危險報警等功能，只要通過衛星或無線電方式遠距離接收航海通告，即可實現海圖的自動更新，極大地增加了船舶航行的安全性和便捷性。
電子海圖顯示與信息系統與其系統的區別
儘管電子海圖系統發展不過十幾年的歷史，但各種電子海圖軟體產品卻如雨後春筍一般不斷湧現。由於電子海圖系統的設計與生產純粹是企業行為，所以其的發展速度遠快於ENC數據的標準發展。根據市場要求形成了ECDIS和ECS兩類產品。
ECS:電子海圖系統（Electronic chart system縮寫為ECS）是一種商業的電子海圖系統，它並不完全適用於國際海事組織的Solas公約的全部要求。ECS主要用於助航，同時也是作為紙質海圖功能缺陷上的一種補充。
目前能夠提供不符合國際標準的電子海圖系統（ECS）的產品的公司全球估計不下千家。儘管我國從80年代就開展了電子海圖的研究，但由於各種各樣的原因，目前仍停留在研究、試製階段，僅有海軍測繪研究所研製的電子海圖系統套用與軍艦的導航，大連海事大學等幾家單位的研究已轉向其他方向。但有許多非專業公司和單位加入了電子海圖套用系統的研發行列，並且已經有多家的簡易型ECS系統投入使用。
ECDIS:電子海圖顯示與信息系統（AN electronic chart display and information system 縮寫為ECDIS）是一種使用電子導航海圖並完全適用於Solas公約要求的一種電子海圖系統。
目前全球範圍內能夠提供符合國際標準的ECDIS的廠家不下十幾家，多數產品均為國外公司研發提供。其中較為著名的有英國Transas Marine、德國ATLAS、德國7CS、日本JRC、日本Furuno等。而國內目前多數公司研製的產品僅符合ECS標準，只有少數單位研製的產品已經達到相關ECDIS設備軟硬體性能標準，並已經為船舶提供相關產品服務。
發展特點
通過對電子海圖發展過程及現狀的研究，我們可以看出電子海圖的發展具有以下特點：
1、國際標準已趨於完善，電子海圖的法律地位得到肯定；
2、國際合作加強，區域電子海圖協調中心的建立已成趨勢；
3、商業發展先於官方進展，成為引導套用的主力軍；
4、電子海圖的規格、等級參差不齊，中低檔次產品的套用先於高檔、標準的系統。
