電子海圖顯示與信息系統(tǒng)-第二章電子海圖顯示與信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)

第二章電子海圖顯示與信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)第一節(jié)數(shù)據(jù)種類與結(jié)構(gòu)第二節(jié)數(shù)據(jù)顯示第三節(jié)電子海圖的識讀第四節(jié)數(shù)據(jù)可信程度第五節(jié)數(shù)據(jù)更新與航海人員標繪數(shù)據(jù)第六節(jié)電子海圖的管理第七節(jié)導(dǎo)航傳感器數(shù)據(jù)第二章電子海圖顯示與信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)海圖是以海洋以及毗鄰的陸地為描繪對象的一類圖，是地圖的一個比較特殊的分支，主要用于航?；蚝Ｑ蠊こ填I(lǐng)域。海圖從紙質(zhì)海圖發(fā)展到電子海圖的過程，二者的表現(xiàn)形式具有如下顯著特點:1.紙質(zhì)海圖的表現(xiàn)形式(1)載體:一般以紙張作為載體;(2)內(nèi)容:每張海圖所提供的內(nèi)容是固定的、不變的;(3)組成:只有圖形(符號)、文字;(4)圖像:以圖幅為單位整張出版印刷，讀圖的整體印象深刻，地理要素間的相互關(guān)系清晰;(5)識別:視覺觀察。局限性：格式固定、展示信息有限、依賴光線、攜帶不便等。第一節(jié)數(shù)據(jù)種類與結(jié)構(gòu)一、紙質(zhì)海圖與電子海圖的表現(xiàn)形式2.電子海圖的表現(xiàn)形式

特別是矢量模型的建立與實現(xiàn)，使電子海圖幾乎可以完全適應(yīng)所有海道數(shù)據(jù)的表達和展示，其表現(xiàn)形式如下。

(1)載體:以電子數(shù)據(jù)(文件)為媒介;(2)內(nèi)容:航海人員可以根據(jù)需要改變顯示的信息種類;(3)組成:能把圖形(符號)、文字、圖像甚至聲音合成在一起，并可變換顏色和圖形(符號)樣式;(4)圖像:受計算機屏幕尺寸和分辨率的限制，很難達到整幅海圖的顯示效果;(5)識別:除視覺觀察外，必須依賴專門的設(shè)備，可通過光標查詢和提取屬性信息。3.電子海圖與紙質(zhì)海圖的區(qū)別矢量電子海圖與紙質(zhì)海圖不同的是：(1)無關(guān)性:數(shù)據(jù)格式和顯示都符合一定的標準，與介質(zhì)和設(shè)備無關(guān);(2)動態(tài)性:顯示的內(nèi)容和方式隨航行安全條件相關(guān)變化，如安全等深線、孤立危險物等;(3)計算性:具有數(shù)值和數(shù)據(jù)屬性，能夠進行計算和比較操作，從而可得出航行中的環(huán)境關(guān)系和各物標間的相互關(guān)系;(4)查詢性:顯示符號隱含的信息，可以(借助光標)查詢出細節(jié)內(nèi)容;(5)選擇性:根據(jù)需要，控制某些物標的顯示或不顯示，提高信息的顯示效果和使用效率;(6)變換性:能夠進行比例尺變換顯示，改變顯示方向、運動模式等;(7)重現(xiàn)性:數(shù)據(jù)可以分類保存，能夠重現(xiàn)歷史和重復(fù)使用;(8)立體性:ENC數(shù)據(jù)具有三維結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的立體顯示效果。二、信息與數(shù)據(jù)

紙質(zhì)海圖與電子海圖給出的地理信息是相同的，但數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式上卻存在很大的差異。

信息是客觀世界運動的狀態(tài)以及它的狀態(tài)改變的反映，是可以傳遞的，是有用的;數(shù)據(jù)則是對客觀事實進行記錄的物理符號或是這些物理符號的組合。信息必須按照一定的“包裝”方式才能傳遞，如海圖便是發(fā)行機構(gòu)與航海人員間交流和傳遞信息的媒介。信息本身是獨立于傳遞方式的，但信息一旦被“包裝”以用于傳遞，便變成了數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的類型有多種，主要取決于使用的媒介和傳遞的技術(shù)。海圖數(shù)據(jù)可以采用紙質(zhì)海圖的形式，也可以采用電子海圖的形式。任何事物的屬性信息都可以通過數(shù)據(jù)來表示，數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理后，表現(xiàn)為信息。以大連港燈樁為例，紙質(zhì)海圖：五角星的燈樁符號及其燈質(zhì)的描述為等明暗紅12s11m6M電子海圖對該燈樁的表現(xiàn)，圖中可見與紙質(zhì)海圖相同的符號表現(xiàn)，并可利用光標查詢功能得到該燈樁的屬性細節(jié)信息。1)相同點(1)從信息的層面來認識，它是通過一個宏觀的地理實體符號提供其外觀圖像表現(xiàn)信息，并通過其位置得到其與周邊物標的相互關(guān)系。(2)從數(shù)據(jù)的角度來理解，該燈樁的位置和特征可以通過海圖上顯示出來的符號位置和形狀樣式來認知。2)不同點

(1)電子海圖可以通過構(gòu)成該物體的空間和特征的屬性值獲得燈樁的信息。(2)對于數(shù)據(jù)，紙質(zhì)海圖必須通過具體的直觀圖像識別和量算獲得，而電子海圖則還可通過查詢其描述屬性的確切量值獲得。(3)電子海圖可以控制顯示或不顯示燈樁的注記信息。三、光柵掃描數(shù)據(jù)光柵電子海圖是通過電子掃描的方法獲得的海圖信息，其構(gòu)成要素是圖片或像素，其形成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被稱為柵格結(jié)構(gòu)。柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。利用光柵技術(shù)，圖片是以圖形元素或像素的形式獲取的。在圖像掃描過程中，每一像素的顏色和亮度值被確定，并以數(shù)字化形式存儲。矩形像素柵格(也稱為矩陣)在掃描過程中生成，并根據(jù)掃描進程的方向按照行和列的順序排列。這樣，每一像素在每行中占據(jù)一個定義的列位，從而被分配以唯一的行號和列號。除分配的顏色和亮度值外，一個單獨的像素不再包含其他信息。每一像素并不知道其所表示的信息及其與周邊區(qū)域的聯(lián)系。一個黑色的像素可能是一條線、區(qū)域或物標的組成部分，如岸線、暗格線、方位浮標的頂標、陸標名稱、幾個交疊或交叉物標的交疊處等。由于每一像素的色階均被數(shù)字化編碼，顏色的亮度和飽和度可以被修改，這對于調(diào)整顏色顯示是至關(guān)重要的，特別是當(dāng)系統(tǒng)在不同的外界光線條件下操作或者與雷達圖像疊加時。已知光柵航海圖對角的地理坐標及地理投影方式，便可計算出顯示器中每一像素的地理位置。因此，當(dāng)用鼠標點擊任一像素時，系統(tǒng)便可給出該點的地理位置(如經(jīng)度、緯度)。此外，計算機還可計算出屏幕上任意兩點間的距離和方位。盡管IHOS-61標準定義了RNC滿足RCDS操作的最低要求，但該標準并沒有定義RNC的光柵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。目前，國際上主要有兩種符合IHOS-61標準的RNC數(shù)據(jù)格式:海道海圖光柵格式(HydrographicChartRasterFormat,HCRF)和Maptech/BSB文件格式。英國海道測量局提供的英版光柵海圖服務(wù)(AdmiraltyRasterChartService,ARCS)便是基于HCRF格式，是通過對英版紙質(zhì)海圖掃描而得的。目前英國海道測量局已生產(chǎn)超過3000幅的ARCS海圖，覆蓋全球范圍內(nèi)商船航線及主要港口，并提供更新服務(wù)。澳大利亞海道測量局(AustraliaHydrographicService)提供的Seafarer官方RNC服務(wù)同樣基于HCRF格式。美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的海岸測量辦公室(OfficeofCoastSurvey)生產(chǎn)的NOAARNC是基于Maptech/BSB文件格式的，并提供更新服務(wù)。NOAARNC可以從互聯(lián)網(wǎng)免費下載。盡管如此，為了符合美國聯(lián)邦海圖配備要求，船舶仍應(yīng)直接從NOAA或認可的分銷商處獲取NOAARNC，以保證其處于官方狀態(tài)。加拿大海道測量局(CanadianHydrographicService)發(fā)布的RNC同樣基于Maptech/BSB文件格式。四、矢量數(shù)據(jù)

1.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)海圖，不論是紙質(zhì)海圖還是電子海圖，都應(yīng)確保海圖上的物標信息與現(xiàn)實世界中的實際物標一一對應(yīng)。也就是說，航海人員在看到海圖上的符號后，應(yīng)能明確其所對應(yīng)的實際物標;同樣，在看到某一實際物標時，也應(yīng)能在海圖上快捷地找到對應(yīng)的符號。矢量數(shù)據(jù)一般通過空間和特征兩個角度來實現(xiàn)這種絕對的一一對應(yīng)關(guān)系。通過對物標特征的描述(如形狀、顏色等)與位置的確定(如地理坐標)可以確定特定位置處具備相應(yīng)特征的唯一物標。

不同的矢量數(shù)據(jù)在定義描述物標特征和空間信息時采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不盡相同，如ENC,C-Map數(shù)據(jù)、TX-97數(shù)據(jù)等。2.矢量數(shù)據(jù)模型IHOS-57規(guī)定了有關(guān)ECDIS數(shù)據(jù)的模型、類目及其編碼、屬性及其編碼、存儲與傳輸格式、產(chǎn)品規(guī)范等，這里簡稱為IHOS-57物標。IHOS-57物標的數(shù)據(jù)模型即為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過空間對象(SpatialObject)和特征對象(FeatureObject)的組合來描述現(xiàn)實世界的物標實體，構(gòu)成要素如圖2-3所示。其中:

空間對象是描述實體的空間位置屬性。IHOS-57模型表示現(xiàn)實世界物標實體的空間特性的方法有向量、柵格、矩陣三種，實際上IHOS-57僅僅采用向量這一方式。所謂向量是采用點、邊和面表示物標的屬性。

特征對象是描述實體的種類、性質(zhì)和特征等屬性信息。特征對象以空間對象的存在為前提，借用空間數(shù)據(jù)表達其所在的位置。二者通過編碼組成了IHOS-57物標數(shù)據(jù)的要素基礎(chǔ)。1)物標分類現(xiàn)實世界的物體很多很多，IHOS-57不可能對每一個物標分別定義和描述它的特征對象和空間對象。在數(shù)據(jù)模型中，假定現(xiàn)實世界中的物體可以劃分為有限的一些類別，如燈標、沉船、建筑物區(qū)等。將有限的客觀實體劃分為相應(yīng)的類別并進行適當(dāng)?shù)拿枋?，就?gòu)成了IHOS-57物標目錄。這些實體類型在物標目錄中稱為特征物標類。

IHOS-57物標數(shù)據(jù)模型定義了四類特征物標。

(1)地理類(Geo)(160種):包含客觀世界實體的描述特性;(2)元類(Meta)(13種):包含其他物標的信息(例如編輯比例尺、高程基準面);(3)集合類(Collection)(3種):描述與其他物標之間關(guān)系的信息;(4)制圖類(Cartographic)(5種):包含現(xiàn)實世界實體的制圖顯示信息。對于每一類特征物標，IHOS-57根據(jù)其名稱采用六位字母或符號組成的縮寫編碼表示，如沉船的縮寫編碼為WRECKS、陸標的縮寫編碼為LNDMRK，具體類目的名稱、內(nèi)容及編碼見附錄二。盡管這些物標的縮寫編碼并不要求航海人員掌握，但有些ECDIS或ECS在光標查詢或其他功能操作時便采用縮寫編碼的格式給出相應(yīng)結(jié)果，這對航海人員的識讀造成一定的困難。在這種情形下，航海人員可查閱IHOS-57或者通過一些專門提供IHOS-57術(shù)語解釋的網(wǎng)站查詢。2)物標及其屬性為了便于準確地描述每一特征物標，IHOS-57標準對所有ENC可能涉及的海圖物標類型都定義和分配了相應(yīng)的屬性，每一屬性同樣采用六位字符組成的縮寫編碼表示，如浮標形狀屬性采用BOYSHP表示。為區(qū)別對待，將物標類的屬性分為三類，即屬性A、屬性B和屬性C，分別對應(yīng)基本屬性、輔助屬性和其他屬性，表2-1所示為方位浮標(BOYCAR)所具有的屬性。對某一物標而言，有些屬性是強制的，因為ECDIS需據(jù)此確定顯示的符號，或者這些屬性提供與航行有關(guān)的基礎(chǔ)信息。例如，對于方位浮標而言，浮標形狀(BOYSHP)、方位浮標的種類(CATCAM)、顏色(COLOUR)和顏色圖案(COLPAT)是必須具有的屬性，這些屬性對于其他物標而言則可能不是強制的。針對物標的每一屬性，可以通過定義相應(yīng)的屬性值加以準確描述。屬性值又分為六種類型。

(1)E—枚舉型:從預(yù)定的屬性值中選擇，必須選取一個正確的值，如方位浮標的方位浮標類型(CATCAM)屬性只能是北方位標、東方位標、南方位標、西方位標中的一個。

(2)L—列表型:從預(yù)定的屬性值中選擇一個或多個值，如方位浮標的顏色(COLOUR)屬性應(yīng)為黃色和黑色兩種。

(3)F—浮點型:具有限定范圍、分辨率、單位和格式的浮點數(shù)值。

(4)I—整數(shù)型:具有限定范圍、單位和格式的整數(shù)值。

(5)A—編碼(格式)字符串在指定格式中的ASCII碼字符串。

(6)S—任意字符型:自由格式字母數(shù)字混合字符串。綜上所述，特征物標類的一個實例可以歸結(jié)為一個特征物標(如一個特定的燈標、沉船或建筑物區(qū)等)，可以賦予它一系列屬性并為這些屬性賦值來精確地描述。一個特定的現(xiàn)實世界實體通過描述適當(dāng)?shù)奶卣黝悺傩院蛯傩灾祦砭幋a。例如，BOYCAR物標類代碼可以定義一個方位浮標，通過其浮標形狀屬性(BOYSHP)賦值為“柱形”、浮標類型(CATCAM)屬性賦值為“北方位標”等，就可以確定一個特殊的“柱形北方位標”個體。然后再對其空間對象屬性進行定義，便可以確定現(xiàn)實世界中對應(yīng)位置的具體浮標了。3)物標構(gòu)成在紙質(zhì)海圖上，符號都是以獨立概念存在的;而IHOS-57數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)模型規(guī)定的物標類型來區(qū)分和定義物標的，即所有客觀實體都被定義為獨立的物標模型。在實際應(yīng)用中，客觀的物標通常會區(qū)分為獨立的物標和多個物標組合而成的物標兩種類型，即單一物標和復(fù)合物標。

(1)單一物標在IHOS-57數(shù)據(jù)中，可以將單一物標理解為簡單物標，即其屬性是獨立的，其顯示的符號是單一的，其所有的表現(xiàn)都是能夠獨立識別的。(2)復(fù)合物標在IHOS-57數(shù)據(jù)中，對帶有霧號、雷達反射器等的助航標志，如燈塔，由于這些附屬器件與燈塔共用同一空間位置，并隨燈塔的存在而存在，因此，在IHOS-57中將燈塔作為主物標，其他物標作為燈塔的附屬物標來定義，稱為復(fù)合物標。復(fù)合物標顯示的符號是多個簡單物標符號的疊加，其表現(xiàn)的查詢屬性是主物標下帶有的多個附屬物標的表現(xiàn)，其識別需要通過多個符號、多個屬性列表來實現(xiàn)。五、ENC產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

1.數(shù)據(jù)交換集每個物標可以結(jié)構(gòu)化成一條記錄，它由組成該記錄的若干字段和子字段構(gòu)成。而一個信息交換中可能包含多個物標，因而一個交換就會包含不止一條記錄。把記錄分組到不同的文件中構(gòu)成一個數(shù)據(jù)集合，用來最終進行交換的那組信息就稱之為交換集(IHOS-57產(chǎn)品規(guī)范)。為此，IHOS-57采用了如下的規(guī)則(如圖2-4所示)。一個交換集由一個或多個文件組成;一個文件由一個或多個記錄組成;一個記錄由一個或多個字段組成;

一個字段由一個或多個子字段組成。根據(jù)IHOS-57產(chǎn)品規(guī)范，一個最小的交換集應(yīng)該是包含一個完整海圖單元的數(shù)據(jù)文件，稱為數(shù)據(jù)集。所謂的單元是指某地理區(qū)域的ENC數(shù)據(jù)分發(fā)的基本單位，地理區(qū)域為由經(jīng)線和緯線組成的矩形區(qū)域。通常，一個數(shù)據(jù)集主要由數(shù)據(jù)集描述記錄、地理參照記錄、空間記錄、特征記錄四部分組成(如圖2-5所示)。其中:(1)數(shù)據(jù)集描述記錄主要給出該數(shù)據(jù)單元的名稱、出版時間、數(shù)據(jù)來源等信息;(2)地理參照記錄主要給出該數(shù)據(jù)單元的測量基準、計量單位、投影方式等信息;(3)特征記錄主要給出數(shù)據(jù)中實際物標實體的類別和屬性信息;(4)空間記錄主要給出與特征記錄對應(yīng)的空間位置信息。2.數(shù)據(jù)封裝

IHOS-57數(shù)據(jù)采用了ISO/IEC8211國際標準(信息交換數(shù)據(jù)文件技術(shù)要求)用作封裝數(shù)據(jù)的技術(shù)方法，ISO/IEC8211標準提供了獨立于機器構(gòu)造的、從一種計算機系統(tǒng)向另一種計算機系統(tǒng)傳遞的基于文件機制，它不依賴于建立這種數(shù)據(jù)傳遞的介質(zhì)，能夠傳遞數(shù)據(jù)以及有關(guān)這些數(shù)據(jù)是如何組織的描述，形成的是規(guī)范的不依賴存儲介質(zhì)的機讀數(shù)據(jù)文件。

ISO/IEC8211是一個以文件為基礎(chǔ)的交換格式，它的基本成分是邏輯記錄(LogicalRecord,LR)，其中第一個邏輯記錄叫作“數(shù)據(jù)描述記錄”(DataDescriptiveRecord,DDR)，該記錄包含該文件中的實際數(shù)據(jù)的描述和邏輯結(jié)構(gòu)。ISO/IEC8211文件中的所有其他部分叫作“數(shù)據(jù)記錄”(DataRecords,DR)，其中包含所要交換文件中的實際數(shù)據(jù)。每一個邏輯記錄(包括DDR和DR)都有三個基本元素。

(1)頭標區(qū)(Leader):邏輯記錄的頭標區(qū)包括用于讀取記錄和具體條目的參數(shù)。此外，DDR的頭標區(qū)還包含可用于整個文件的一些描述參數(shù)。

(2)目次區(qū)(Directory):目次由重復(fù)的目次項組成，目次項包括字段標記、字段長度和字段位置。目次以字段結(jié)束符(1/14)結(jié)尾。字段位置相對于字段區(qū)的開始。緊隨目次的第一個字段的位置為0。字段項目三元素所用的字節(jié)數(shù)由邏輯記錄頭標區(qū)的項目圖定義。

(3)字段區(qū)(Fieldarea);DDR和DR的字段區(qū)有所不同。在DDR的第一個記錄中字段區(qū)包括數(shù)據(jù)描述字段。每一個數(shù)據(jù)描述字段包含對DR字段區(qū)中的用戶數(shù)據(jù)譯碼時所需的信息。3.物標描述示例ENC數(shù)據(jù)的描述如圖2-6所示。六、附加的航海資料1.信息種類ENC除包含安全航行所需的所有海圖信息外，還可包含紙質(zhì)海圖上沒有但可視為安全航行所需的補充信息，例如，

(1)航路指南:提供航路指南信息。

(2)港口信息:相當(dāng)于港口指南，給出港口的一些基本信息。

(3)潮汐信息:相當(dāng)于潮汐表，可以根據(jù)地理位置和時間進行潮汐推算。

(4)氣象信息:提供風(fēng)向、風(fēng)力以及天氣情況、氣象圖等。

(5)海流信息:提供流向、流速信息，能以表格形式顯示或矢量方式在海圖界面上顯示。

(6)臺風(fēng)信息:可以輸人臺風(fēng)信息，顯示風(fēng)力范圍以及預(yù)計影響范圍，并可根據(jù)本船航行參數(shù)進行遭遇預(yù)警。2.信息存儲方法

(1)文字以文字的形式來表達信息是人類最基本也是最常用的方法，不管是語言描述信息還是具有量度的數(shù)值信息，都可以用常用的文字來顯示，可以表現(xiàn)為文字串(如潮位站的描述信息)、表格(如潮汐數(shù)據(jù))等形式。

(2)圖形這是一種對具有量值信息的特殊表示方法，通過設(shè)定顯示基準或標尺，可以表現(xiàn)為曲線(如潮汐曲線)、特定形狀(如海圖中的點、線)、向量(如海流、風(fēng))等形式。七、電子航海圖ENC是IHOS-57數(shù)據(jù)集的一個子集，是專為ECDIS使用制作的電子海圖數(shù)據(jù)。ENC的生成過程如圖2-7所示。(1)電子海圖數(shù)據(jù)庫(ElectronicChartDataBase,ECDB);ECDB的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，是各個國家海道測量部門建立的能夠生產(chǎn)電子海圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)稱，是生產(chǎn)電子海圖數(shù)據(jù)的基本來源。(2)電子航海圖數(shù)據(jù)(ElectronicNavigationalChartData,ENCD):是各個國家海道測量部門根據(jù)電子海圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依據(jù)ECDIS標準制作的ENC數(shù)據(jù)。(3)電子航海圖數(shù)據(jù)庫(ElectronicNavigationalChartDataBase,ENCDB):生產(chǎn)和維護ENC的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，由ENCD編制而成。一、顯示優(yōu)先級

ECDIS處理的全部數(shù)據(jù)，包括海圖信息、雷達信息和其他傳感器的數(shù)據(jù)，按照IHOS-52標準進行了數(shù)據(jù)分層與顯示優(yōu)先級管理。在顯示過程中，當(dāng)發(fā)生信息空間重復(fù)時，要優(yōu)先保證級別高的信息能夠清晰、完全被顯示，級別排列靠后的信息不能覆蓋其前級信息。IHOS-52標準規(guī)定，ECDIS應(yīng)將處理的數(shù)據(jù)至少分成10級(1級內(nèi)可以分為多層信息，1層內(nèi)可分為多種要素)，分級信息如下:(1)ECDIS視覺警告/警示(如坐標系、深度基準面異常警告、顯示比例尺大于或小于ENC原始比例尺的警告);(2)海道測量組織(HO)數(shù)據(jù):點、線、面和官方更新;(3)手動輸入的航海通告和無線電航海警告;(4)ENC警告(海圖上的警告和注意信息);第二節(jié)數(shù)據(jù)顯示(5)HO的顏色填充區(qū)域數(shù)據(jù);(6)HO提供的根據(jù)用戶要求顯示的數(shù)據(jù);(7)雷達信息;(8)用戶數(shù)據(jù):點、線、面(用戶在電子海圖上做的標注);(9)ECDIS制造商的數(shù)據(jù):點、線、面;(10)用戶的顏色填充區(qū)域數(shù)據(jù)。

顯示優(yōu)先級主要是在ENC制作階段供編輯人員參考以確定各類海圖信息顯示的優(yōu)先順序。一旦制作完畢，各類信息的顯示優(yōu)先級便已確定，航海人員無法更改。二、顯示分類由于電子屏幕尺寸的局限性、SENC信息的多樣性、顯示比例尺的縮放等，使得顯示在電子屏幕上的信息可能會出現(xiàn)雜亂無章無法辨別的狀況。因此，對電子海圖信息的顯示進行了三種分類層次的控制，以方便航海人員對海圖信息的篩選顯示查看。

1.基礎(chǔ)顯示(DisplayBase)基礎(chǔ)顯示是指不能從顯示中去除的SENC信息層，是由那些不論何時、何地、何種情況下都要顯示出來的信息所組成的。這種顯示并沒有將所有與安全有關(guān)的信息都顯示出來，因此不能滿足航行安全的需要?；A(chǔ)顯示是標準顯示的子集，主要包括:(1)海岸線(高潮水位);(2)本船的安全等深線(由航海人員設(shè)定，默認為30m);(3)在安全等深線所確定的安全水域內(nèi)，水深小于安全等深線的水下孤立危險物;(4)在安全等深線所確定的安全水域內(nèi)的孤立危險物，例如固定結(jié)構(gòu)、架空電纜等;(5)比例尺、量程和指北符號;(6)深度和高程單位;和

(7)顯示模式。2.標準顯示(StandardDisplay)

標準顯示是指在基礎(chǔ)顯示的前提下，再增加一些與航行安全有關(guān)的物標的顯示。IMOECDIS性能標準規(guī)定，在ECDIS首次啟動時應(yīng)缺省選擇標準顯示設(shè)置。該顯示模式下，航線設(shè)計和航行監(jiān)控的數(shù)據(jù)可以由航海人員根據(jù)需要控制顯示或不顯示，主要包括:(1)基礎(chǔ)顯示;(2)干出線;(3)浮標、燈標、其他助航設(shè)備和固定結(jié)構(gòu);(4)航道、海峽等邊界;(5)視覺和雷達顯著物標;(6)禁航區(qū)和限制區(qū);(7)海圖比例尺界限;(8)警告注記標志;(9)船舶定線和渡輪航線;(10)群島海上航路。3.其他信息(AllOtherInformation)

其他信息是指根據(jù)航行監(jiān)控需要，可以由航海人員控制顯示或不顯示的信息，例如:(1)水深點;(2)海底電纜和管道;(3)所有孤立危險物的詳細信息;(4)助航標志的詳細信息;(5)警告注記的內(nèi)容;(6)ENC版本日期;(7)最近海圖更新編號;(8)磁差;(9)經(jīng)緯線圖網(wǎng);(10)地名。三、數(shù)據(jù)顯示為了能夠清晰、準確地顯示某一物標的符號及相應(yīng)信息，IHOS-52規(guī)定了詳細的數(shù)據(jù)顯示機制。

1.顏色編碼機制為解決駕駛臺光線變化帶來的顯示效果問題，IHOS-52制定了電子海圖的顏色規(guī)范，能夠通過航海人員的設(shè)置調(diào)節(jié)顯示屏幕的背景和各種物標符號與線邊界的顏色，以適應(yīng)駕駛臺的光線條件，得到合適的視覺效果。

ECDIS的表示庫將顏色用5個字符代碼作為標識，例如，chmgd為深紫色，用于危險物或重要的海圖要素，chmgf為淺紫色，用于次重要的海圖要素。因為建立在窗口系統(tǒng)基礎(chǔ)上的用戶界面對ECDIS系統(tǒng)的設(shè)計有很大的影響，用戶界面的顏色(如按鈕、菜單、操作窗口、表格等)也包含在顏色規(guī)范中。IHOS-52的早期版本定義了5個顏色表，為簡化操作，現(xiàn)在的最新版本將其減少到3個(有些現(xiàn)行的電子海圖系統(tǒng)仍然保留另外兩種顏色，即白天白背景(DAY_WHITEBACK)和白天黑背景(DAY_BLACKBACK)，它們是:

(1)白天(DAY)顏色表;(2)黃昏(DUSK)顏色表;(3)夜晚(NIGHT)顏色表。

每種顏色表，都是根據(jù)不同條件下的光線情況進行的比較測試而制定的，它保證了在各種特殊條件下，在適當(dāng)亮度的顯示背景上顯示器能給出并能達到的最佳的顯示對比度。顏色表中X,Y和L是標準的CIE色度坐標和亮度。例如，顏色標識chmgd的X=0.28,Y=0.24，L=48。

對于顏色的使用，表示庫制定了顏色使用機制和原則，規(guī)定了哪些海圖要素應(yīng)該使用哪種顏色。同時，在符號庫的符號標繪定義中給出了各種符號的顏色標識，在符號查詢表中給出了線邊界的顏色標識。

具體顏色編碼表、顏色使用機制和原則參見附錄三。2.物標顯示的具體編碼為規(guī)范電子海圖的顯示外觀，表示庫對點、線、區(qū)域物標制定了符號查詢表(Look-upTable)。

在查詢表中，根據(jù)某物標的類別、屬性值，便可確定該物標應(yīng)使用什么符號、在哪個顯示分類中等顯示特征，這樣，海圖上所有的物標(如某一北方位標志)都可以采用對應(yīng)的海圖符號正確顯示。下面僅以查詢表中對障礙物的描述為例簡單說明查詢表的格式、含義。查詢表的每一行稱為查詢表條目，包含物標類的代碼、一組屬性(值)的組合串和符號化指令或條件符號化程序的調(diào)用(這個調(diào)用能產(chǎn)生符號化指令)。查詢表的各段用逗號分隔，含義分別是:物標編碼、符號條件屬性值、符號指令、顯示優(yōu)先級、雷達疊加屬性、顯示分類、顯示組。OBSTRN為障礙物類型物標;CATOBS**VALSOU為其條件符號屬性值，當(dāng)CATOBS屬性值為7時要顯示符號，即SY(FOULGND1)，屬性值為8、10時顯示符號，即SY(FLTHAZ02)，屬性值為9時顯示符號，即SY(ACHARE02)，顯示優(yōu)先級為第4級，雷達疊加屬性為在雷達圖像之上(OVERLAY)，顯示分類為其他信息，顯示組為34051。3.條件符號化程序?qū)τ贓NC而言，大多數(shù)物標能以直接的方式用線、區(qū)域或符號的符號化指令(借助查詢表)表現(xiàn)出來，但是有些物標的顯示是隨著安全參數(shù)和顯示條件的設(shè)置變化的。例如，隨著航海人員設(shè)定值的改變或者海圖源數(shù)據(jù)的變化，實際強調(diào)顯示的等深線是隨著改變的。為解決這一復(fù)雜情形，表示庫采用條件符號化來進行條件判別以決定使用什么符號或顯示方式。

要運行程序，根據(jù)設(shè)置的安全等深線或安全水深值，針對物標的某些特定屬性值進行判定，從而選擇要執(zhí)行的符號化指令，而不是直接的符號化指令。因此，計算機在創(chuàng)建一個需要條件符號化顯示的物標顯示時，可能會做出影響顯示符號的決定，還可能影響優(yōu)先級、顯示分類等。一、海圖信息的表現(xiàn)與識讀

1.單元名稱和版本每個ENC單元的數(shù)據(jù)都要單獨存儲，而且有唯一的單元名(文件名)，數(shù)據(jù)文件大小不超過5MB。

IHOS-57對ENC的數(shù)據(jù)文件命名的基本原則做出了統(tǒng)一要求，由8位字符編碼和3位數(shù)字的擴展名構(gòu)成，

如C1511381.000。其中，前兩位表示生產(chǎn)機構(gòu)標識碼，該標識碼由IHO分配，具體可參閱IHOS-62，如C1代表中國海軍航保部，CN代表中國海事局;第三位表示航海用途，共分6類，具體含義見表2-2;后五位表示單元標識代碼，命名方式由海圖生產(chǎn)機構(gòu)確定。第三節(jié)電子海圖的識讀通過單元名稱的擴展名可以判定該ENC單元的版本和更新情況，具體可分為下列兩種類型:(1)ENC基本數(shù)據(jù)文件(ENApplicationProfile)

在IHOS-57中，EN應(yīng)用文件對應(yīng)的是基本數(shù)據(jù)集(BaseDataSet)，它使用“000”作為文件擴展名。如C1511381.000，是中國海軍航保部出版發(fā)行的大連港港口圖(原始版本或新版本)，圖號是11381。

(2)ENC改正數(shù)據(jù)文件(ERApplicationProfile)

在IHOS-57中，ER應(yīng)用文件對應(yīng)的是修改數(shù)據(jù)集(RevisionDataSet)，它使用“001-999”作為文件擴展名。如C1511381.001,C1511381.002····C1511381.006，是中國海軍航保部出版發(fā)行的大連港港口圖的更新數(shù)據(jù)文件，圖號是11381，分別對應(yīng)第1,2···6號更新文件。2.地理范圍

ENC單元的覆蓋范圍與ENC單元內(nèi)數(shù)據(jù)的覆蓋范圍可能是不一致的。也就是說，該ENC單元內(nèi)所包含的數(shù)據(jù)可能沒有完全覆蓋該區(qū)域，具體可通過元數(shù)據(jù)特征物標覆蓋范圍(M_COVER)的覆蓋范圍類屬性(CategoryofCoverage,CATCOV)來描述。

導(dǎo)致上述情形的原因很多，例如:(1)對應(yīng)的紙質(zhì)海圖中含有一比例尺更大的平面圖，該平面圖對應(yīng)區(qū)域可能被制成單獨的ENC單元;(2)紙質(zhì)海圖中由于海圖標題欄等覆蓋掉部分海圖信息，所以據(jù)其制作而成的ENC單元存在無海圖數(shù)據(jù)的區(qū)域;(3)如果紙質(zhì)海圖覆蓋范圍跨越兩個生產(chǎn)機構(gòu)間協(xié)定的界限，該界限并非恰好與某條經(jīng)線或緯線重合，則對應(yīng)的ENC應(yīng)由兩個生產(chǎn)機構(gòu)分別制作。

3.比例尺對于電子海圖而言，比例尺分為編輯比例尺(CompilationScale)和顯示比例尺(DisplayScale)。編輯比例尺是指為滿足IHO關(guān)于海圖精度的要求而由相關(guān)海道測量組織在數(shù)據(jù)最初編輯階段時建立的比例尺，也稱為原始比例尺。顯示比例尺為兩點間的顯示距離與其實際距離的比值。顯然，對于某一海圖單元而言，編輯比例尺是由ENC生產(chǎn)機構(gòu)在編輯階段根據(jù)需要所設(shè)定的定值，一旦制作完成便不可修改，如同紙質(zhì)海圖的基準比例尺;而顯示比例尺是可以由航海人員在使用過程中隨時改變的。4.海圖投影方式對于ENC而言，其投影方式通常缺省為墨卡托投影。5.坐標系對于ENC而言，其采用的坐標系為WGS84。對于RNC而言，其采用的坐標系一般是WGS84或PE-90。如果位置數(shù)據(jù)不參照其中一個坐標系，RCDS應(yīng)給出報警。如果顯示的RNC不能參照WGS84或PE-90坐標系，應(yīng)提供連續(xù)警示。二、海圖物標的顯示與符號的識讀

1.ECDIS海圖圖式(ECDISChart1)

紙質(zhì)海圖圖式都是按照一定的規(guī)格標準繪制的，如英版海圖是根據(jù)英版海圖5011英版紙質(zhì)海圖符號與縮寫(SymbolsandAbbreviationsUsedonAdmiraltyPaperCharts)繪制的。同樣，為幫助航海人員認識和理解ECDIS中的信息顯示特點與符號特征，IHOS-52通過ECDISChart1給出了ECDIS常用的海圖圖式，它包含了一套名為AANC1XXX.000("N"為海圖的航海用途)的IHOS-57文件。圖2-8是AA4C1XMS.000海圖在白天背景下表現(xiàn)的ECDIS基本符號顯示樣例。此外，在ECDIS中，航海人員還可以利用光標查詢功能查詢某一符號的屬性或附加信息。英國海道測量局于2012年出版了第1版NP5012"ECDIS中使用的ENC符號指南”(AdmiraltyGuidetoENCSymbolsUsedinECDIS)，詳細列出了各類ENC符號的樣式、含義、適用物標，并給出了與紙質(zhì)海圖圖式(NP5011)的關(guān)聯(lián)，便于航海人員查閱和比較。2.符號樣式IHOS-52對海圖圖式的標準作了明確詳細的規(guī)定。如線、符號、字母、數(shù)字應(yīng)大到在操作視距內(nèi)能輕易地解讀。

研究表明，符號和字母、數(shù)字尺寸應(yīng)不小于從觀測者眼睛至屏幕20弧分所對的弦的長度才能清楚識別。

例如在航線設(shè)計階段，從70cm處看一個符號，該符號最小應(yīng)達到4mm，大約是紙質(zhì)海圖符號的1.5倍(而2倍于紙質(zhì)海圖符號大小則是通用規(guī)定)，而航行監(jiān)控中重要的符號和字符應(yīng)明顯地大一些。為了規(guī)范ECDIS中海圖符號的繪制并提高顯示效果，IHOS-52表示庫詳細規(guī)定了每一個符號的應(yīng)用范圍、相關(guān)的查詢表范圍、符號大小、標繪中心、顏色、形狀、邊線粗度以及與紙質(zhì)海圖INT1中的對應(yīng)符號，圖2-9給出了表示庫中錨地/錨泊點的符號標繪定義。圖2-9給出了表示庫中錨地/錨泊點的符號標繪定義。

當(dāng)顯示比例尺變化時，符號的顯示尺寸不應(yīng)改變。IHOS-52表示庫定義了一專用于測試符號尺寸的圖式，即一黑色邊框(夜晚顯示背景時為白色邊框)、黑色填充的邊長為5mm的正方形，航海人員可通過顯示、測定其實際顯示尺寸判定當(dāng)前ECDIS所顯示符號的大小是否符合要求。

表示庫詳細規(guī)定了符號位置點(PivotPoint)的位置數(shù)據(jù)，即符號在其標繪圖形中的具體中心點，以便于符號的選擇、查詢、旋轉(zhuǎn)。例如文本的位置點在文本串的起始位置處。對于點狀物標而言，均位于其對應(yīng)的簡單符號的中心，或者其傳統(tǒng)符號的底部。3.顯示符號紙質(zhì)海圖已經(jīng)有了幾百年的歷史，海圖符號的形狀、顏色、大小等已被航海人員所熟悉。考慮到紙質(zhì)海圖和電子海圖還將長期共存，所以IHOS-52在設(shè)計和規(guī)定電子海圖符號時盡量遵循紙質(zhì)海圖的使用習(xí)慣。ECDIS中海圖顏色及符號的有效顯示同時受到多種因素的影響，例如目的(如航線設(shè)計或航行監(jiān)控)、駕駛臺環(huán)境(白晝或夜間)、人的因素(色彩識別和感受)、顯示中“非海圖”信息相互影響(如航跡、航海人員標繪等)、其他顯示的干擾(雷達圖像、AIS目標),ECDIS內(nèi)部的相互作用(如ENC結(jié)構(gòu)與顯示能力間的關(guān)系)、技術(shù)問題(如陰極射線管校準)等，這就需要對傳統(tǒng)符號進行一定的簡化和改變，從而在一定程度上優(yōu)化系統(tǒng)運行速度和顯示效果，提高人機交互的效果。因此，ENC數(shù)據(jù)的顯示符號與傳統(tǒng)的紙質(zhì)海圖圖式既有相同之處，又在形狀、顏色和尺寸上存在一定的差別。與傳統(tǒng)的紙質(zhì)海圖符號相比，ECDIS在顯示的種類和樣式上均做了一些調(diào)整，主要體現(xiàn)在:1)用于識別危險水域的特殊ECDIS海圖符號，如安全水深、安全等深線、孤立危險物等。為了清晰地區(qū)分水深的差異和界限，IHOS-52引人了本船安全水深和安全等深線的概念，并規(guī)定了ECDIS應(yīng)著重顯示那些等于或小于安全水深的水深點和安全等深線，使淺水點和安全等深線醒目可見，同時還能采用不同顏色顯示不同水深區(qū)，使危險水域視覺明顯，使航海人員容易發(fā)現(xiàn)和識別擱淺風(fēng)險。(1)安全等深線(SafetyContour)根據(jù)航海人員選擇并設(shè)置的安全等深線，高亮或粗體強調(diào)顯示等于或臨近所設(shè)安全等深線的海圖等深線。(2)安全水深(SafetyDepth)當(dāng)顯示水深點時，ECDIS高亮或粗體強調(diào)顯示海圖上等于或小于航海人員所設(shè)安全水深值的水深。深于安全水深的水深采用灰色顯示，等于或小于安全水深的水深采用黑色(夜晚顯示背景采用白色)表示，便于航海人員及時識別淺水點。(3)雙色水深區(qū)以安全等深線為界，淺于該值的水域用深色度填充，深于該值的水域用淺色度填充，形成明顯的雙色區(qū)域。通過使用兩種顏色顯示海圖的水深區(qū)域，可以使航海人員直觀感知水域的“淺、深”，快速判定安全深度水域，如圖2-10所示。當(dāng)顯示的整個水域都小于安全等深線，特別是在夜晚顯示背景時，水深區(qū)域的顏色深淺差別較小，不易判定當(dāng)前水域是淺水區(qū)域還是深水區(qū)域，為強調(diào)顯示淺水區(qū)域，避免觀察判斷錯誤，ECDIS可以對淺水區(qū)采用暗格填充模式進行加重顯示，以明確標識出淺水區(qū)，如圖2-11所示。(4)四色水深區(qū)以安全等深線、淺水等深線(ShallowContour)和深水等深線(DeepContour)為界，將水深區(qū)劃分為四個深度等級，分別用不同色度填充，使航海人員直觀感知水域的“很淺、較淺、較深、更深”，方便對安全深度水域的判定，如圖2-10所示。與雙色水深區(qū)顯示相比，四色水深區(qū)降低了相鄰水深區(qū)的對比度，使得在一定光線條件下難以區(qū)分安全水域和危險水域，特別在夜晚顯示背景下不推薦采用四色水深區(qū)模式。(5)孤立危險物如果孤立危險物(如礁石、沉船、障礙物等)位于由安全等深線確定的安全水域內(nèi)，但相應(yīng)水深小于安全等深線，則ECDIS應(yīng)以如圖2-10中所示的帶有叉形的紫色圓形符號強調(diào)顯示。如有必要，位于危險水域的孤立危險物也可強調(diào)顯示。2)簡單符號和傳統(tǒng)符號對于點狀物標而言，ECDIS允許航海人員選擇使用簡單符號還是傳統(tǒng)符號顯示，兩者的特點和區(qū)別如下:

如表2-3所示，對點狀物標，使用實心點、圓圈、矩形、菱形等簡單符號顯示。其優(yōu)點是：顯示速度快，符號簡潔清晰，特別是在夜晚顯示背景下易于觀察;缺點是：表象性差，符號代表的物標不易識別。與紙質(zhì)海圖類似的符號稱為傳統(tǒng)符號，也稱紙質(zhì)海圖符號。其優(yōu)點是：顯示的符號符合航海習(xí)慣，類似傳統(tǒng)的海圖圖式，符號代表的物標明確且易于識別;缺點是：繪畫占用大量計算機資源，影響系統(tǒng)運行速度，特別在非白天背景下顯示時，符號清晰度差，容易造成看不到符號的情況，帶來航行風(fēng)險。比較典型的可以采用簡單符號和傳統(tǒng)符號顯示的點狀物標便是浮標和立標，主要是為了能夠清楚地顯示浮標和立標的位置，既輔助航行又可避免碰撞浮標和立標。(1)對于浮標而言，側(cè)面浮標、方位浮標、孤立危險物浮標及安全水域浮標的簡單符號采用其傾斜的頂標符號表示，方位浮標采用黃色顯示，孤立危險物浮標采用紅色顯示，其他浮標均采用相應(yīng)顏色顯示。如果某浮標在ENC中描述信息不全，或者表示庫中沒有定義相應(yīng)的符號，則該浮標采用默認浮標符號表示，即灰色填充的圓圈，具體如表2-3所示。如果顯示浮標的名稱或編號，應(yīng)在相應(yīng)的名稱或編號前加前綴“By"，以避免編號和水深混淆。(2)對于立標而言，方位立標和孤立危險物立標的簡單符號采用其垂直的頂標符號表示，方位立標的顏色為黃色，孤立危險物立標的顏色為紅色，具體如表2-3所示。側(cè)面立標、安全水域立標和專用立標均采用豎向的長方形表示，較窄的表示小型立標、較寬的表示大型立標。除安全水域立標采用黑色(在夜間背景下為白色)顯示外，其他類型立標的顏色均采用相應(yīng)浮標顏色顯示。默認立標采用灰色的通用立標符號顯示，具體如表2-3所示。如果顯示立標的名稱或編號，應(yīng)在相應(yīng)的名稱或編號前加前綴“Bn"，以避免編號和水深混淆。3)簡單邊界與符號化邊界如表2-3所示，對于錨地、航道、禁航區(qū)等區(qū)域性物標的邊界，ECDIS可以使用不同顏色和寬度的實線、短畫線等簡單線型表示，稱之為簡單邊界。同時，ECDIS也可使用直觀的符號化線型來表示區(qū)域性物標的邊界，稱之為符號化邊界。對于同一物標，航海人員可以根據(jù)情況和需要選擇使用簡單邊界還是符號化邊界。在顯示比例尺較小時，采用簡單邊界可以保證顯示界面的清晰。在顯示比例尺較大時，特別是某一區(qū)域無法全部顯示時，符號化邊界可以直觀地反映該區(qū)域的性質(zhì)和類型，同時還能表明相應(yīng)的區(qū)域范圍應(yīng)該位于界限的哪一側(cè)。此外，對于較為重要的區(qū)域，邊界線采用紫色標示;對于一般性區(qū)域，邊界線采用灰色標示。此外，為了更加清晰、直觀地表明區(qū)域的邊界、性質(zhì)，ECDIS還通過以下方式顯示和區(qū)分:(1)采用不透明顏色填充，如深水區(qū)、淺水區(qū)、陸地、沒有海圖資料的區(qū)域等。

(2)采用半透明顏色填充，如分道通航制等。

(3)采用線型填充，如航道會聚區(qū)、比例尺超大區(qū)域等。

(4)采用連續(xù)的圖案或紋理填充，如疏浚區(qū)域、冰區(qū)等。

(5)采用符號填充，如水產(chǎn)作業(yè)區(qū)、數(shù)據(jù)質(zhì)量指示器等。

(6)在區(qū)域中心顯示單個符號，如禁錨區(qū)、通航分道等。填充圖案是在特殊情形下解決區(qū)域符號的辦法。例如，用箭頭來表示航道內(nèi)交通流方向時，因為ECDIS海圖顯示區(qū)的大小和位置不能預(yù)先決定，箭頭符號可能會移到屏幕外面。因此，顯示箭頭的填充圖案在海圖上并不能像紙質(zhì)海圖的箭頭符號一樣有一個確切的位置，而是只要通航分道制的某部分能在屏幕上看見，它就顯示在該部分的適當(dāng)位置(ECDIS自動計算)。由于電子海圖在屏幕中的位置不固定，對于區(qū)域物標經(jīng)常是部分顯示在屏幕內(nèi)。因此，表示庫規(guī)定要在顯示到屏幕的區(qū)域內(nèi)利用居中符號來幫助識別區(qū)域的特征。中間點符號和文本的位置點應(yīng)位于區(qū)域中心或盡可能地接近中心，以便使對應(yīng)該符號的區(qū)域顯示明顯。有時，同一區(qū)域內(nèi)可能會使用多個中間點符號，比如在通航分道中心點顯示的交通流向箭頭符號及其附近顯示的“禁止捕魚”符號。中間點符號必須始終保持顯示在區(qū)域內(nèi)，即使顯示邊界在不斷的重畫過程中被截斷。4)其他重要符號除了上述重要變化外，下列符號也是ECDIS新增的或與紙質(zhì)海圖圖式差異較大的。

(1)未知物標或?qū)傩詫τ邳c狀物標，如果在ENC中無法確定其顯示方式，則采用紫色的問號表示。對于線形物標及區(qū)域物標，則在相應(yīng)的(邊界)線上標有紫色的問號，具體如表2-4所示。導(dǎo)致該情形的原因很多，例如:①ECDIS不符合最新版本IHOS-52表示庫的要求，因此不能正確描述、顯示ENC數(shù)據(jù)中包含的新物標;②ENC數(shù)據(jù)中的某物標缺少關(guān)鍵的屬性信息，導(dǎo)致ECDIS無法準確繪制該物標;③ENC數(shù)據(jù)中的某物標含有非標準的屬性信息。對于第一種情況，ECDIS將在相應(yīng)位置處顯示一大的問號，可以通過光標查詢功能進一步查看詳細信息。對于后兩種情況，ECDIS將在相應(yīng)符號旁邊顯示一小的問號。

(2)新物標鑒于航行安全的發(fā)展要求，可能出現(xiàn)不能被現(xiàn)有符號描述的新物標。針對這種可能性，IHOS-57提供了兩種解決方案:①及時更新表示庫內(nèi)容，定義新物標的屬性、符號等，以供ECDIS識別、顯示;②采用帶有紫色圓圈的感嘆號標志表明該物標無法被準確描述，圖2-12自上而下分別給出了新的點狀物標、線形物標和區(qū)域物標。航海人員可通過光標查詢功能查看該新物標的具體屬性信息。(3)雷達顯著物標在紙質(zhì)海圖中，雷達應(yīng)答標采用紫色的實線圓圈表示，在ECDIS中，雷達應(yīng)答標采用虛線表示，雷達岸站采用紫色的實線圓圈表示，具體如表2-5所示。

類似陡峭的懸崖、顯著的岸線等可能產(chǎn)生比較強的雷達回波的物體，如果被定義了雷達顯著物標的屬性，則在ENC中采用黑色的線條突出顯示，以便于航海人員識別并用于船位的測定及核查，表2-5給出了比較典型的(顯著)物標的圖式。(4)晝標在紙質(zhì)海圖中，晝標是通過燈標注記體現(xiàn)的，英版海圖標注"day"，中版海圖標注“晝”。在ENC中，晝標采用中空的正方形或三角形符號表示，圖2-13所示為其簡單符號，以便可以疊加在相應(yīng)的航標符號上突出該特性。(5)精度較低的物標①對于位置精度較低的沉船、礁石、礙航物及點狀陸地等，用一黑色的問號指向相應(yīng)的物標，具體如表2-6所示;②對于測量精度低的水深點采用圓圈圈注，類似于紙質(zhì)海圖的疑深(ED),具體如表2-6所示。

(5)精度較低的物標③對于精度較低的線形物標采用由矩形構(gòu)成的虛線表示，并采用不同的顏色表示不同航標類型，具體如表2-6所示。

(6)未測量區(qū)域有些區(qū)域可能沒有測量數(shù)據(jù)，或者在一些危險物眾多的復(fù)雜水域只有少量的基本數(shù)據(jù)可用，均無法滿足航行安全的需求:ECDIS將采用灰色背景、短畫線填充的形式來表明上述區(qū)域的存在，具體如圖2-14所示.以提醒航海人員該區(qū)域的信息太少而不能保證航行安全。(7)無數(shù)據(jù)區(qū)域

在編譯顯示內(nèi)容時，ECDIS首先采用默認的無數(shù)據(jù)區(qū)域符號充滿整個海圖顯示區(qū)，然后再優(yōu)先載人系統(tǒng)內(nèi)可用的最佳比例尺的SENC數(shù)據(jù)，對于無ENC數(shù)據(jù)覆蓋的區(qū)域，可能進一步載入其他的非ENC數(shù)據(jù)。一旦上述進程結(jié)束，對于無相關(guān)數(shù)據(jù)覆蓋的區(qū)域，則仍保留默認的無數(shù)據(jù)區(qū)域顯示狀態(tài)，即灰色背景、短畫線填充，如圖2-15所示。如果某一區(qū)域存在電子海圖數(shù)據(jù)，但是并非適合當(dāng)前顯示比例尺，例如，有一原始比例尺非常小的ENC(如1:3500000)覆蓋當(dāng)前開闊水域，但ECDIS的顯示比例尺非常大(如1:25000)，這種情況下，如果該ENC被顯示的話，則被放大到可影響航行安全的程度，所以也采用無數(shù)據(jù)區(qū)域的形式顯示。如果顯示比例尺恢復(fù)到合適的大小，則該ENC會被重新顯示。可見無數(shù)據(jù)區(qū)域和未測量區(qū)域的符號非常相似，但兩者是存在區(qū)別的，無數(shù)據(jù)區(qū)域一般情況下沒有任何可用的海圖信息，可能是沒有相應(yīng)的海圖數(shù)據(jù)造成的，也可能是由于顯示比例尺不當(dāng)造成的;未測量區(qū)域內(nèi)，可能存在一些海圖物標，但肯定不包含水深信息。在實際使用中，兩者應(yīng)該可以通過質(zhì)量指示器來鑒別，未測量區(qū)域?qū)?yīng)的元物標數(shù)據(jù)質(zhì)量(M_QUAL)的數(shù)據(jù)置信度區(qū)類(CATZOC)屬性為U，而無數(shù)據(jù)區(qū)域則不具備該項屬性。(8)附加信息有些信息是無法通過符號完整地表述出來的，例如與航行安全有關(guān)的特殊性規(guī)定、某一陸標的對景圖等。ECDIS可以通過警告注記或信息注記的方式提供類似的附加信息。警告注記：一般是與航行安全關(guān)系較為密切的警示性信息，信息注記：多是與航海有關(guān)的一般性信息。為了避免直接顯示大量文字或者圖片信息而引起顯示界面混亂或者覆蓋其他重要的海圖信息,ECDIS中，采用一圓圈圈注的感嘆號表示該點或某一區(qū)域存在警告注記(CautionNote)，通過一矩形框圈注的“i”來表示信息注記(InformationNote)的存在。不論是警告注記還是信息注記，具體的信息內(nèi)容均可以通過光標查詢功能進一步查詢。ENC生產(chǎn)機構(gòu)、ECDIS生產(chǎn)商、航海人員均可添加有關(guān)信息，由ECDIS通過不同顏色的警告注記或信息注記符號加以區(qū)別顯示，具體如表2-7所示，以達到提示航海人員查看其所含具體信息的目的。在航線設(shè)計階段，航海人員可以通過警告注記或信息注記的形式添加ENC未包含的、與航行安全有關(guān)的重要信息，諸如“通知機艙備車”或“與引航站聯(lián)系”等，實現(xiàn)類似于傳統(tǒng)航線設(shè)計中的航線標注的功能。綜上所述，ECDIS在保留一些傳統(tǒng)的紙質(zhì)海圖符號的基礎(chǔ)上，一方面對一些傳統(tǒng)符號做出了調(diào)整，一方面又增加了新的圖式和表現(xiàn)形式。除了上述介紹的主要的變化外，表2-8給出了其他ECDIS特有的或與紙質(zhì)海圖符號相差較大的主要符號(表中符號的顏色為白天背景下的顏色)。5)輔助顯示輔助顯示主要包括指北符號、比例尺棒和緯度尺、經(jīng)緯線、比例尺索引、海圖圖例等。

(1)指北符號(NorthArrow)

由于ECDIS可以采用多種顯示方向(如北向上、航向向上等)，這就要求在電子海圖上指示出相應(yīng)的方向基準。指北符號(如圖2-16所示)應(yīng)始終顯示在海圖顯示區(qū)的左上角，且要確保其顯示清晰，即使比例尺棒占了海圖顯示區(qū)的整個左側(cè)高度。如果顯示方向不是北向上，則要旋轉(zhuǎn)指北符號以時刻指示真北。(2)比例尺棒(ScaleBar)和緯度尺(LatitudeScale)

由于ECDIS可以改變顯示比例尺，一方面為了保證航海人員能夠準確、直觀地了解本船與周圍其他物標特別是危險物標的距離，另一方面為了幫助航海人員及時確定避讓等操作的時機，IHOS-52要求ECDIS應(yīng)顯示比例尺棒及量程指示。當(dāng)顯示比例尺大于1:80000(例如1:50000)時，繪制代表長度為1nmile的比例尺棒符號(如圖2-17所示)。當(dāng)顯示比例尺為1:80000或更小(例如1:250000)時，繪制代表長度為10nmile的緯度尺符號(如圖2-18所示)。

比例尺棒/緯度尺符號為基礎(chǔ)顯示類，應(yīng)時時在海圖顯示區(qū)的左側(cè)距底邊約3mm顯示。實質(zhì)上，比例尺棒或緯度尺只能幫助航海人員概略地判定距離，如果需要精確量取兩點間的距離，則可根據(jù)情況利用光標或可變距標圈實現(xiàn)。

(3)經(jīng)緯線網(wǎng)格

經(jīng)緯線網(wǎng)格屬于其他信息類，因此航海人員可以控制顯示或不顯示經(jīng)緯線網(wǎng)格，方便觀察與判定船舶或其他物標的位置。

(4)海圖比例尺索引

ECDIS總是試圖通過無縫連接的方式載入可用的ENC單元數(shù)據(jù)以充滿整個海圖顯示區(qū)，這就意味著，當(dāng)前顯示的海圖信息可能來自于多個ENC單元，其原始比例尺也很可能并不相同，甚至相差較大。ECDIS應(yīng)顯示出兩種比例尺ENC單元的交界，如圖2-19所示，其中粗線表示不同比例尺海圖分界，雙細線一側(cè)表示大比例尺海圖。這里的兩種比例尺是指原始比例尺不屬同一個航海用途分類。通過海圖比例尺索引提示航海人員當(dāng)前有些區(qū)域的海圖數(shù)據(jù)處于超比例尺顯示狀態(tài)及船舶可能跨越不同航海用途的ENC單元。ECDIS可選擇控制是否顯示海圖圖廓，以便在需要時(如航線設(shè)計)查看某區(qū)域不同比例尺海圖的存在情況，確定如何顯示和利用。所有顯示的ENC單元應(yīng)以相同比例尺顯示。因此，為匹配原始比例尺較大的ENC單元，原始比例尺較小的ENC單元需要被放大顯示。如果放大程度達到2倍，則應(yīng)在海圖比例尺索引中體現(xiàn)出超比例尺區(qū)域，如圖2-20中所示的條紋區(qū)域。這種顯示僅適用于ECDIS為匹配顯示比例尺而自動進行的超比例顯示調(diào)整。對于由于人為操作導(dǎo)致的超比例尺顯示，ECDIS不提供相應(yīng)的索引指示，而是根據(jù)IMOECDIS性能標準的要求提供超比例尺顯示的警示。

(5)ECDIS圖例(Legend)

一個標準圖例要能夠至少顯示如下的信息(可以顯示在當(dāng)前圖中，也可以在需要時單獨顯示)。①深度單位;②高程單位;③顯示比例尺:用戶選擇的當(dāng)前顯示比例尺(缺省為原始比例尺);④數(shù)據(jù)質(zhì)量指示器(具體在本章第四節(jié)介紹);⑤深度/高程基準面:如平均大潮低潮面等;⑥大地坐標系:如全球地心坐標系等;⑦安全水深值:用戶選定的當(dāng)前值;⑧安全等深線:用戶選定的當(dāng)前值(默認30m};⑨磁差:每一項必須顯示磁差值、測量年份和年差，例如:4°15‘W1990(8'E);⑩更新版本:采用的最后更新單元和更新文件日期和版本號;?版本編號和日期:當(dāng)前發(fā)行的ENC數(shù)據(jù)集中的最終版本編號和日期;?海圖投影:ECDIS顯示所用的投影方式。此外，與紙質(zhì)海圖相比，ECDIS還增加了IEC為IMO制定的有關(guān)航海要素符號，如計劃航線、本船符號等，具體特征將在后面章節(jié)陸續(xù)介紹。6)顯示器校準符號

ECDIS中，信息是以各種顏色的符號、線型、填充區(qū)域、文字等形式體現(xiàn)的，因此，在不同的光線條件和顯示器參數(shù)設(shè)置下，可能會出現(xiàn)某些信息不易被視覺區(qū)分出來，造成了顯示信息的“缺失”，極有可能引起視覺錯誤并進一步影響航行安全。因此顯示器自身的色度、亮度、對比度等參數(shù)的量值在實際應(yīng)用中還需要根據(jù)當(dāng)時駕駛臺環(huán)境的光線條件進行即時的、適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以獲得最佳的顯示效果。在ECDIS應(yīng)用中，這種調(diào)節(jié)稱為顯示器校準，顯示器在裝船使用前、在船使用過程中都應(yīng)進行校準。一般情況下，這種校準須由專業(yè)人士進行。在實際應(yīng)用中，航海人員可以利用ECDIS提供的一些校準符號簡便地判斷顯示器的顯示效果能否滿足航行需要，是否需要進行校準。這些符號主要包括黑色校正符號、灰度圖和顏色區(qū)分檢驗圖。(1)黑色校正符號(Black-adjustSymbolECDIS提供了一個能夠進行黑色狀態(tài)校正的符號，由背景色為黑色的正方形和前景色為灰色的正方形疊加而成，如圖2-21所示。如果能夠清晰顯示該符號，并能夠容易地分辨出灰色和黑色，則表明顯示器工作正常，否則需要進行適當(dāng)調(diào)節(jié)。(2)灰度圖(GrayScale)灰度是視頻顯示器的性能指標之一，其沒有確切的量化指標，一般通過肉眼觀察進行。ECDIS中的灰度圖一般給出從白到黑至少8個級別的方格，每個格子至少為2.5cmx10cm的矩形，水平或垂直排列均可，如圖2-22所示。觀測者在距離50-100cm時應(yīng)能發(fā)現(xiàn)任何色彩的偏移。如果方格顯示為純色，則顯示器工作正常;如果方格中有少量陰影，表示顯示器尚可正常使用;如果方格模糊或有其他色彩，則需要進行調(diào)節(jié)，否則，就會導(dǎo)致顯示信息的丟失(某些信息可能不可見)。

(3)顏色區(qū)分檢驗圖(ColourDifferentiationTestDiagram)

顏色區(qū)分檢驗圖中有20個方格，每個方格采用ENC中的4個主要背景區(qū)域的顏色之一填充，即淺水區(qū)的藍色(DEPVS)、深水區(qū)白色或黑色(DEPDW)、陸地顏色(LANDA)和無數(shù)據(jù)區(qū)域顏色(NODTA)，并且?guī)в幸粭l2像素寬的以重要的線或符號的顏色作為前景色的對角線，對角線的顏色有6種，即灰色(DEPSC)、橙色(NINFO)、黃色(ADINF)、洋紅色(TRFCD)、綠色(DADLO)和藍色(RESBL)，圖2-23為白天顯示背景下的顏色區(qū)分檢驗圖。從測量精度、測量可靠性、不可靠水深、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)基準、官方與非官方海圖等方面加以描述。一、測量精度由于測量時間和技術(shù)等眾多因素的影響和制約，許多區(qū)域的測量并未按照現(xiàn)代標準進行，導(dǎo)致海圖物標的位置精度可能低于衛(wèi)星定位系統(tǒng)的精度。對于傳統(tǒng)的紙質(zhì)海圖，同一張海圖的測量數(shù)據(jù)可能來源于精度相差很大的各種不同信息。為幫助航海人員識別和判斷海圖信息的精度，紙質(zhì)海圖提供了資料采用略圖，列明該海圖所覆蓋不同區(qū)域的數(shù)據(jù)來源及測量時間。同樣，ENC數(shù)據(jù)的精度亦有差異，為此ENC生產(chǎn)機構(gòu)根據(jù)位置精度、深度精度和海底覆蓋面將ENC劃分成不同測量質(zhì)量的區(qū)域。每一區(qū)域作為一個元物標——數(shù)據(jù)質(zhì)量(M_QUAL)，并賦予6個置信度區(qū)(CATZOC)屬性值，即A1、A2、B、C、D、U。第四節(jié)數(shù)據(jù)可信程度在其他信息顯示模式下，ECDIS會在每個區(qū)域顯示相應(yīng)的置信度區(qū)符號，具體符號和含義如表2-9所示。5星和6星符號為采用現(xiàn)代設(shè)備和技術(shù)進行的高精度測量。4星符號表示中等精度測量，位置精度不是很高，海底覆蓋面也不能得到完全保證。3星和2星符號則表明低精度測量，可能有一些重要物標被遺漏。在決定某一區(qū)域的數(shù)據(jù)質(zhì)量時，ENC生產(chǎn)機構(gòu)通常依據(jù)三項標準中的最低值決定，也就是說，有些區(qū)域的質(zhì)量等級被低估了?？梢?，ECDIS通過顯示置信度區(qū)符號對顯示海圖信息的質(zhì)量做出了一定的描述，但這并沒有完全涵蓋紙質(zhì)海圖中資料采用略圖的所有內(nèi)容。因此，IHOS-57標準還規(guī)定了其他一些屬性供ENC生產(chǎn)機構(gòu)應(yīng)用以進一步補充數(shù)據(jù)質(zhì)量，主要如表2-10所示。航海人員可以利用光標查詢功能，通過查看數(shù)據(jù)質(zhì)量物標獲取上述額外信息。二、測量可靠性除了上述的數(shù)據(jù)質(zhì)量特征物標外，ENC還可利用元物標測量可靠性(M_SREL)表明某一區(qū)域原始測量信息的可靠性。對于測量可靠性，ENC生產(chǎn)機構(gòu)可能通過相關(guān)屬性對其描述，除了上面介紹的測量開始日期(SURSTA)、測量結(jié)束日期(SUREND)、水深測量技術(shù)(TECSOU)外，還可采用如表2-11所示的屬性。三、不可靠水深在ECDIS中，除可利用上述特征物標的屬性及屬性值來從整體上體現(xiàn)測量精度與可靠性外，還可通過符號樣式或?qū)傩远x反映出某一具體的數(shù)據(jù)的可信程度。對于來源于小比例尺海圖的水深數(shù)據(jù)，紙質(zhì)海圖采用直體形式表示。此外，紙質(zhì)海圖還采用疑存(ED)、疑深(SD)等圖式來表示數(shù)據(jù)信息的不可靠性。在ECDIS中，不可靠的水深使用灰色圓圈圈注。:

在紙質(zhì)海圖中，未精測的水深上方標有一短線以示區(qū)別。在ENC中，水深以特征物標水深(SOUNDG)表示，并可在編輯階段由ENC生產(chǎn)機構(gòu)對相關(guān)屬性賦予屬性值以體現(xiàn)可信程度，例如測深質(zhì)量屬性(QUASOU)可能設(shè)為“不可靠水深”，位置精度屬性(QUAPOS)設(shè)為“N位”，狀態(tài)屬性(STATUS)設(shè)為“疑存”等。四、數(shù)據(jù)來源

海道測量部門是海圖數(shù)據(jù)的來源基礎(chǔ)，是海圖產(chǎn)品的制作單位。這些部門承擔(dān)其管轄水域的海道測量，包括水深、水下危險物、水域可航性、限制航行水域界限等。他們以這些