電子海圖

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屏幕上，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。

（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字化處理后存入計算機中。

（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介面和組合等等。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。

矢量化海圖(Vector charts):是將數字化的海圖信息分類存儲的資料庫，使用者可以選擇性的查詢、顯示和使用數據，並可以和其他船舶系統相結合，提供諸如警戒區、危險區的自動報警等功能。

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文件，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。

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、使用者對系統設置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。

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，它可以把數字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）。它包含圖象文件和能夠生成符號/點/線/文字以及顏色等要素的程序文件，這些程序文件可以改變海圖中的屬性和要素。矢量海圖是一種智能化的電子海圖，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，並能夠設置警戒區、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，連接定位、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接，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。

電子海圖的應用領域包括：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。

1、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、圖標、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。

2、電子航海圖（ENC）

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的應用，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。

3、電子海圖顯示與信息系統（ECDIS）和電子海圖系統（ECS）：

儘管電子海圖的發展不過十幾年的歷史，但各種電子海圖產品卻如雨後春筍一般不斷湧現。由於ECDIS的設計與生產純粹是企業行為，所以ECDIS的發展速

度遠快於ENC的發展。目前，能夠提供符合國際標準的ECDIS的廠家不下十幾家，其中較著名的有英國船商公司、德國ATLAS公司和7CS公司、加拿大OFFSHORE公司等。除此之外，能夠提供不符合國際標準的電子海圖系統（ECS）的產品的公司估計不下千家。

4、國內現狀

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應用與軍艦的導航，大連海事大學等幾家單位的研究已轉向其他方向。到目前為止還沒有國產的符合國際標準的ECDIS產品上市。相反，許多非專業公司和單位都瞄準了電子海圖應用系統的開發，並且已經有多家的簡易型ECS投入使用。

在國際標準電子海圖方面，海事局系統內部正在加緊有關技術問題的研究。上海海事局完成了國際標準電子海圖製作軟體的設計；天津海事局應用加拿大的軟體HOM已具備了批量生產S57標準ENC和ER（電子海圖改正）的能力，目前正與武漢測繪科技大學聯合研製S57標準電子海圖質量控制軟體。

海司航保部目前已完成了1：50萬、1：25萬、1：10萬數字海圖的建庫工作，已可以批量生產S-57標準的ENC。已經對外發布符合S-57標準的電子海圖。

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，成為引導應用的主力軍；

4、電子海圖的規格、等級參差不齊，中低檔次產品的應用先於高檔、標準的系統。