Универсальная гидрографическая модель данных S-100. Спецификация продукции для электронной навигационной карты S-101. Основные особенности международных стандартов S-100 и S-101 | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №37 (171) сентябрь 2017 г.

Дата публикации: 16.09.2017

Статья просмотрена: 629 раз

Библиографическое описание:

Дегтева П. В. Универсальная гидрографическая модель данных S-100. Спецификация продукции для электронной навигационной карты S-101. Основные особенности международных стандартов S-100 и S-101 // Молодой ученый. — 2017. — №37. — С. 1-6. — URL https://moluch.ru/archive/171/45646/ (дата обращения: 19.04.2019).



Обзор разрабатываемых Международной гидрографической организацией стандартов S100 и S101 и их основных особенностей.

Ключевые слова: Международная гидрографическая организация, S57, S100, S101, электронная навигационная карта

Международная гидрографическая организация (МГО) отвечает за ряд стандартов, одним из которых является стандарт S–57 «Стандарт передачи для цифровых гидрографических данных». Официально он принят в 1992 году, и имеет несколько версий. На данный момент текущая версия стандарта S–57 3.1 «заморожена». В картографическое производство начинают внедряться новые стандарты S–100 и S–101.

Как и вся электронная информация, структура и формат электронных карт (баз данных) должны соответствовать форматам, определяемым «Международной гидрографической организацией». Форматы описаны в соответствующих стандартах МГО. В настоящее время используются следующие основные форматы:

Международный стандарт S57основной формат электронных карт, предназначенный для обмена данными картографической продукции между гидрографическими службами, агентствами и производителями.

Недостатки формата S57:

‒ затруднителен для отображения на дисплее в силу описательного характера представления данных;

‒ является «открытым» форматом, не защищенным от копирования и незаконного распространения.

Международный стандарт S63 предусматривает шифрование данных формата S–57 и тем самым позволяет:

‒ упорядочить процесс распространения и передачи данных и тем самым защитить от «пиратства».

‒ обеспечить «избирательный доступ», т. е. ограничить доступ к информации ENC к только тем картам, которые клиент приобрел.

‒ обеспечить «установление подлинности» — гарантировать, что данные ENC получены из одобренного источника.

Карты формата S–63 затруднительны для отображения, поэтому данные необходимо конвертировать в формат SENC-системный формат ЭНК. Формат SENC специально предусмотрен для отображения картографической информации.

Международный стандарт S52 допускает поставку официальных карт как в международном формате обмена данными S–57 с защитой от несанкционированного использования по стандарту S–63, так и в системном формате сертифицированных навигационных систем (SENC).

Электронные карты формата SENC (System Electronic Navigation Charts) — формат электронной навигационной карты для использования в системах ЭКНИС. Является форматом обмена данными между гидрографическими обществами.

S100— Универсальная гидрографическая модель данных

Как было сказано выше, одним из основных стандартов, за которые отвечает МГО, является стандарт S–57 МГО. Он был официально принят в мае 1992 года, и с тех пор стал общепризнанным в качестве базового стандарта для электронных навигационных карт (ЭНК). S–57 версия 3.1 была «заморожена» в ноябре 2000 года и будет оставаться таковой до тех пор, пока не понадобится.

В январе 2007 года в ответ на необходимость включения дополнительных требований ИМО МГО выпустило дополнение к S–57, которое позволяет кодировать и включать в ЭНК архипелажные морские коридоры и особо чувствительные морские районы. Одной из характерных особенностей S–57 является то, что каталоги объектов и атрибутов, определяющие содержание всех ЭНК, являются неотъемлемой частью стандарта, поэтому для внедрения этих новых функций требуется новое дополнение к S–57.

Согласно информационному документу, опубликованному МГО, следующие ограничения воспринимаются как ограничения S–57:

‒ Стандарт S–57 негибок в режиме технического обслуживания. Любое добавление новых функций и атрибутов в единый каталог для новых продуктов будет иметь серьезные последствия для пользователей спецификации продукции ENC, например, для производителей ECDIS, поставщиков программного обеспечения для выдачи данных и регулирующих органов. Это будет подталкивать к созданию постоянных новых выпусков, поскольку стандарт замораживает каталоги объектов и атрибутов стандарта. Замораживание содержимого данных стандарта в течение длительных периодов является непродуктивным (контрпродуктивный — приводящий к обратным результатам) для конечного пользователя.

‒ В настоящее время всё структурируется, поэтому S–57 не может поддерживать будущие требования (например, батиметрию или сложную изменяющуюся во времени информацию).

‒ Внедрение модели данных в инкапсуляцию (то есть формат файла) ограничивает гибкость и возможность использования более широкого диапазона механизмов передачи, сохраняя при этом структуру данных и содержимое.

‒ Он рассматривается некоторыми как ограниченный стандарт, ориентированный исключительно на производство и обмен данными ЭНК.

Чтобы преодолеть эти ограничения, в 2000 году МГО одобрила программу пересмотра для S–57, в результате которой был разработан новый геопространственный стандарт S–100 — Универсальная гидрографическая модель данных.

Международный стандарт S–100 полностью согласуется с основными международными стандартами геопространственности, в частности с географическими стандартами серии ISO 19000, что позволяет упростить интеграцию гидрографических данных и приложений в геопространственные приложения, такие как управление прибрежными зонами на основе ГИС. S–100 расширяет сферу применения существующего стандарта гидрографической передачи S–57. S-100 более гибок, чем S–57. В новом стандарте предусматривается использование типов данных с изображениями и сеткой, расширенных метаданных и множественных форматов кодирования. Он также обеспечивает более гибкий и динамичный режим обслуживания объектов, атрибутов и изображения с помощью выделенного онлайн-реестра.

Стандарт S–100 обеспечивает структуру компонентов, которые основаны на стандартах и спецификациях серии 19000 ИСО и предназначены для взаимодействия с ними (см. рис. 1.). Эти стандарты и спецификации также используются в качестве основы для большинства современных мероприятий по разработке геопространственных стандартов.

Рис. 1. Структура основных компонентов стандарта S-100

В поддержку структуры S–100 МГО создала соответствующий онлайновый реестр.

Реестр геопространственной информации S–100 содержит следующие основные подчиненные регистры:

‒ Регистры каталога объектов или регистр функционального словаря элементов;

‒ Регистры изображений;

‒ Регистры метаданных;

‒ Регистры кода производителя данных;

‒ Регистры спецификации продукта (см. рис. 2.).

s100

Рис. 2. Основные регистры реестра геопространственной информации S–100

Особенно важным аспектом S–100 является то, что он обеспечивает основу для разработки следующего поколения ЭНК, а также других связанных цифровых продуктов, необходимых для гидрографических, морских и ГИС–сообществ. S–100 описывает все механизмы, необходимые для создания спецификаций соответствующих продуктов, которые позволяют обмениваться разнообразной цифровой гидрографической и морской геопространственной информацией. S–100 содержит несколько частей, которые были получены из стандартов ISO 19000 и совмещены с ними (см. рис. 3).

Рис. 3. Основные составляющие стандарта S-100 в соответствии с серией стандартов ISO 19100

Основные особенности международного стандарта S100

S–100 поддерживает широкое разнообразие источников гидрографических цифровых данных. Сюда входят новые пространственные модели для поддержания отображаемой информации и данных с геопривязкой, 3D и временно-изменяющиеся данные (x, y, z и время) и новые приложения, которые не исчерпываются пределами традиционной гидрографии (например, батиметрия с высокой детализацией получаемых данных, классификация морского дна, морские геоинформационные системы и т. д.).

Другие особенности включают:

‒ Разделение содержимого данных (формат файла), то есть данные могут умело управляться и кодироваться без постоянной привязки к единому механизму обмена.

‒ Удобство в управлении, что позволяет легко вносить изменения. Содержание спецификации продукта (технических характеристик) будет подтипом (разновидностью) S–100, включающим отдельные каталоги регистров. Это позволит развивать основу стандарта без нужды выпуска новых версий спецификации продукта.

‒ В соответствии с реестром Международной Организацией по Стандартизации на сайте Международной Гидрографической Организации содержатся регистры для словарей элементов нагрузки карты, индикаторов отображений данных и метаданных.

‒ Регистры размещают содержание морских навигационных карт, например, информацию о морских навигационных публикациях, регистр дополнительных военных слоев, ЭНК ВВП, ледовую обстановку, морские информационные слои.

Международная гидрографическая организация (МГО) является межправительственной консультативной и технической организацией, созданной в 1921 году для обеспечения безопасности судоходства и защиты морской среды. Одна из его основных функций заключается в создании и поддержании надлежащих стандартов для содействия надлежащему и эффективному использованию гидрографических данных и информации.

Международный стандарт S–101 — новая спецификация электронной навигационной карты, прошедшая свою эволюцию от стандарта S–57 — «Стандарт передачи для цифровых гидрографических данных» и S–52 — «Технические требования к содержанию диаграммы и аспектам отображения ECDIS». Цель развития данного стандарта состоит не в том, чтобы развить S–101 изолированно, а в том, чтобы активно запрашивать информацию от производителей программного обеспечения, оборудования и конечного пользователя: моряка. Основная цель настоящего документа — описать концепции и достижения, которые были сделаны до сих пор, сообществу заинтересованных сторон ЭНК, тем самым способствуя комментариям и участию сообщества заинтересованных сторон.

S–101— Спецификация продукции для электронной навигационной карты

S101 — это новая спецификация продукции для электронной навигационной карты. Электронные навигационные карты, выполненные в соответствии со стандартом с S101 останутся, по сути, основным навигационным инструментом для ЭКНИС, и поэтому большинство функций, предусмотренных стандартом S57, будут сохранены. S101 во многом ориентирована на дальнейшее развитие, в отличие от S57, который становится все более неуправляемым.

S101 в значительной степени опирается на концепции S100, такие как сменные и динамические элементы и каталоги изображений, а также на более богатые геометрические модели, типы информации и сложные атрибуты. Использование этих новых типов функций позволит производителям электронных навигационных карт преодолеть ряд известных недостатков кодирования в ЭНК на основе S57 (уменьшается объём цифрования), таких как, чрезмерное использование районов ограниченного плавания. Кроме того, улучшенные функциональные возможности приведут к более эффективной обработке данных и лучшему отображению изображения в оборудовании ЭКНИС за счет исключения или сокращения числа условных обозначений.

Одним из основных преимуществ S101 будет возможность вводить дополнительные функции, которые недоступны в S57. ЭНКсистемы S101 в конечном итоге станут базовым навигационным уровнем в ЭКНИС с S100. В настоящее время МГО одобрила работу над спецификациями продукции на основе S100 для батиметрии с высоким разрешением и морских изданий. Другие потенциальные спецификации продукта на основе S100 могут включать в себя информацию о приливной информации в режиме реального времени и информацию о портовых операциях. ЭКНИС, способная обрабатывать несколько продуктов S100, будет предлагать лучшее навигационное решение, включая такие данные, как приливы в реальном времени и направления движения.

Ключом к успешной разработке и внедрению S101 является привлечение сообщества заинтересованных сторон на море. Сюда входят гидрографические офисы, производители программного обеспечения для производства, производители оборудования ЭКНИС, конечные пользователи, такие как моряки, портовые власти и другие заинтересованные стороны.

Наибольшее преимущество S101 по сравнению с существующей спецификацией S57 — внедрение динамических, машиночитаемых функций и каталогов изображений. Термин динамический используется для обозначения способности поддерживать эволюционные изменения почти непрерывно, не оказывая влияния на существующих пользователей. Хотя аналогичные по содержанию текущему каталогу S57 и библиотеке презентаций S52, S101 будет реализовывать динамические конструкции, предписанные S100. В S101 взаимосвязь между функциями и атрибутами определена в одном каталоге объектов. Каталог функций будет строиться посредством ссылки на реестр, который обеспечивает определение содержимого данных в машиночитаемой форме, что позволяет ЭКНИС легко обновлять бортовые системы посредством простого обновления программного обеспечения. В соответствии с текущим режимом S57 обновление функционального содержимого может занять до пяти лет с помощью существующего процесса дополнения. В S100, в то время как содержимое реестра может непрерывно изменяться, каталоги функций и каталогов S101 будут переиздаваться, что позволит МГО использовать содержимое динамического регистра и реализовать его для конечных пользователей.

S101 также внедрит динамический, машиночитаемый каталог изображений. Этот каталог заменит стандартную библиотеку S52. Каталог изображений представляет собой машиночитаемый файл, содержащий утвержденные МГО правила условного изображения, инструкции, таблицы соответствия и символику для правильного отображения ЭНК в ЭКНИС. Многие из текущих проблем, которые существуют с некоторыми ЭКНИС на некоторых судах, вызваны либо неправильным толкованием стандартов, либо использованием устаревшего программного обеспечения на основе более ранних версий стандартов. В S101 электронные каталоги (проверенные и одобренные), закодированные в XML, будут использоваться для автоматического обновления соответствующих частей программного пакета ЭКНИС.

С учетом опыта, приобретенного в течение многих лет и с помощью вклада заинтересованных сторон, новый каталог изображений будет содержать значительно улучшенный набор условных знаков.

Правила отображения картографической информации

Некоторые условные процедуры, ранее ассоциированные с S52, станут атрибутами функций или станут новыми функциями. В настоящее время в ЭКНИС на основе S57 в процессе загрузки данных затрачивается значительное время обработки, определяющее взаимосвязи между геометриями определенных объектов, например, крушением и окружающей его глубиной. Это информация, уже известная системой производства ЭНК, и в S101 она будет экспортироваться вместе с данными, что увеличит эффективность в создании SENC и позволит устранить многие условные обозначения.

Сложные атрибуты. S101 также будут использоваться новые структуры и функции для улучшения кодирования и отображения данных. Одним из улучшений будет введение сложных атрибутов, которые, наоборот, упростят кодирование некоторых реальных объектов, требующих сложных решений в S57.

Типы информации.Еще одним улучшением будет использование «информационных типов». Тип информации не имеет пространственной атрибуции и предоставляет метаинформацию об объекте по ассоциации. Это может использоваться, например, для представления примечания, связанного с трубопроводом или буем.

Масштабирование зависимых и масштабируемых независимых наборов данных. Эта новая концепция требует, как минимум, создания двух наборов данных, которые охватывают одну и ту же географическую область. В большинстве случаев более эффективным будет соотношение «один ко многим» между независимыми от масштаба наборами данных и зависимыми от масштаба наборами данных. Зависимые от масштаба наборы данных будут содержать функции, которые нелегко обобщить, и их отображение может изменяться в разных масштабах.

Между тем, независимые от масштаба наборы данных будут содержать функции, которые остаются неизменными независимо от масштаба их просмотра. Например, огонь может отображаться с множеством различных наборов данных, зависящих от масштаба. Максимальный масштаб атрибута будет введен для управления отображением этих функций в сочетании с существующим минимумом шкалы атрибутов. Есть несколько преимуществ данного подхода:

‒ Концепция согласуется с постоянно растущим использованием производственных систем, работающих с базами данных. Однако, это не исключает использования системы с плоскими файлами. Тесты показали, что другой набор данных может быть создан таким образом, что он действительно увеличивает некоторые накладные расходы.

‒ Исследования показали, что большой процент уведомлений для моряков влияют на функции, которые будут находиться в единственном независимом от шкалы наборе данных. Например, огонь, который обычно отображается в трех разных наборах данных в разных масштабах, нужно обновлять только один раз. Это позволит сэкономить время на производстве при кодировании и контроле качества.

‒ Такой подход обеспечит более рентабельный и эффективный способ передачи обновлений через спутниковую связь.

‒ Будет улучшена вертикальная согласованность между наборами данных. Огонь будет находиться в одном положении во всех масштабах.

Следует отметить, что до того, как эта концепция будет включена в окончательную версию S-101, она будет тщательно протестирована для того, чтобы устранить любые проблемы, которые могут возникнуть с изображением, управлением наборами данных по всей цепочке распространения.

S101 в конечном итоге заменит ЭНК S57 в качестве основных данных морских карт, используемых в ЭКНИС. Тем не менее, это будет более простая замена.

Многие из новых функций S101, таких как информационные типы и сложные атрибуты, позволяют отобразить одних и тех же данные в новом формате, что улучшит их использование для мореплавателей. Другие преимущества заключаются в следующем:

Обновление. Вносится новая функция, которая позволяет пользователю четко видеть, какие изменения были внесены по извещениям мореплавателям. При необходимости текст извещений мореплавателям может быть включен со всеми исходными данными. Улучшена функция, позволяющая извлечь информацию в всплывающем окне при наведении курсора мыши. Информацию можно получить по средствам фильтрации объектов по типу объектов, радиусу охвата, классам.

Текст обозначений. Новая функция картографического текста будет управлять расположением текстовых обозначений, позволяя производителям ЭНК улучшить общий внешний вид ЭНК в ЭКНИС. Таким образом, вместо имени света, появляющегося по умолчанию в районе опасном для плавания, таком как канал, будет отображаться только номер огня, а огонь будет отображаться только при выборе.

Улучшение качества данных съемки. Одним из наиболее значительных улучшений в S101 станет улучшенное отображение качества данных безопасности. Разрабатывается алгоритм, при котором управление отображением качества данных будет осуществляться моряком.

Загрузка данных.Будет введена новая методология, основанная только на наборе заранее определенных масштабов, соответствующих стандартным диапазонам радиолокатора. Это обеспечит четкие правила, касающиеся того, как и когда данные ЭНК загружаются и выгружаются в ЭКНИС. Концепция кодов для целей навигации будет ограничена для использования только при представлении ЭНК в визуальном каталоге. Количество навигационных кодов цели также будет уменьшено до трех: порт и подходы, прибрежный проход и океанский проход, маршрут.

В итоге, универсальная гидрографическая модель данных S–100 и спецификация продукции для электронной навигационной карты S–101 в скором времени обновят современный гидрографический стандарт геопространственных данных, который сможет поддерживать широкий спектр гидрографических цифровых источников данных.

Литература:

  1. Hecht H., Berking B., Buttegenbach G., Jonas M., Alexander l. The Electronic Chart. Functions, Potential and Limitation of a New Marine Navigation System // GITC bv, Lemmer, The Netherlands. — 2002. — December. — 568,
  2. https://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/TSMAD/TSMAD_Misc/S-100InfoPaper_FinalJan2011.pdf,
  3. http://www.iho.int/mtg_docs/com_wg/TSMAD/TSMAD_Misc/S-101/S-101_info_paper_Jun12_EN.pdf.
Основные термины (генерируются автоматически): данные, стандарт, SENC, набор данных, ENC, международный стандарт, ISO, электронная навигационная карта, международная гидрографическая организация, функция.


Похожие статьи

Навигация и картографические сервисы в логистике

[1]. Современные электронные карты используют набор возможностей мультимедиа, что придает им большую выразительность и

Данные использования картографических сервисов за 2013-2014 год. Рассмотрим данные виды навигационных систем.

Основные стандарты и модели интеграции медицинских...

В центре внимания любой МИС находится электронная медицинская карта пациента

Для решения этой проблемы интеграции существует набор международных стандартов

Стандарт HL7 применяется для электронного обмена документами в медицинских...

Новая версия международного стандарта ISO 9001:2015

Опираясь на данные Системы Международной Сертификации (System of International Certification) можно проследить изменения и дополнения в требованиях ISO 9001:2015 относительно предыдущей версии стандарта

Применение стандартов ISO для достижения целей «зеленой»...

Основной организацией в области международной сертификации является ИСО (International standard organization, ISO), основанная в 1946 году 25-ю

Сотрудничество с ISO по разработке международных стандартов позволяет любой стране использовать в национальной практике...

Роль международных стандартов при создании...

ИСОМеждународная организация по стандартизации [Электронный ресурс].

Основные термины (генерируются автоматически): стандарт, ISO, технический комитет, стандартизация, Российская Федерация, международная стандартизация, острая конкуренция, мировой рынок...

Анализ информационных технологий для веб-публикации...

Научный журнал. Международные конференции. Тематические журналы. Издание книг.

Здесь доступен сформированный набор картографических данных, обобщающий многолетние экспедиционные исследования.

ФИО. Электронная почта.

Функциональное моделирование процесса проведения...

В соответствии с требованиями международных стандартов ИСО серии 9000 модель является основой для подготовки документированной процедуры процесса лабораторных испытаний

Электронный университет. Функциональное описание бизнес-процесса обработки обращений.

Банковские пластиковые карты: технологическая эволюция...

II международная научная конференция «Проблемы и перспективы экономики и управления» (Санкт-Петербург, июнь 2013).

- ISO 4909 «банковские карты — содержание третьей дорожки магнитной полосы» [4].

4. Стандарты карт [Электронный ресурс].

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Навигация и картографические сервисы в логистике

[1]. Современные электронные карты используют набор возможностей мультимедиа, что придает им большую выразительность и

Данные использования картографических сервисов за 2013-2014 год. Рассмотрим данные виды навигационных систем.

Основные стандарты и модели интеграции медицинских...

В центре внимания любой МИС находится электронная медицинская карта пациента

Для решения этой проблемы интеграции существует набор международных стандартов

Стандарт HL7 применяется для электронного обмена документами в медицинских...

Новая версия международного стандарта ISO 9001:2015

Опираясь на данные Системы Международной Сертификации (System of International Certification) можно проследить изменения и дополнения в требованиях ISO 9001:2015 относительно предыдущей версии стандарта

Применение стандартов ISO для достижения целей «зеленой»...

Основной организацией в области международной сертификации является ИСО (International standard organization, ISO), основанная в 1946 году 25-ю

Сотрудничество с ISO по разработке международных стандартов позволяет любой стране использовать в национальной практике...

Роль международных стандартов при создании...

ИСОМеждународная организация по стандартизации [Электронный ресурс].

Основные термины (генерируются автоматически): стандарт, ISO, технический комитет, стандартизация, Российская Федерация, международная стандартизация, острая конкуренция, мировой рынок...

Анализ информационных технологий для веб-публикации...

Научный журнал. Международные конференции. Тематические журналы. Издание книг.

Здесь доступен сформированный набор картографических данных, обобщающий многолетние экспедиционные исследования.

ФИО. Электронная почта.

Функциональное моделирование процесса проведения...

В соответствии с требованиями международных стандартов ИСО серии 9000 модель является основой для подготовки документированной процедуры процесса лабораторных испытаний

Электронный университет. Функциональное описание бизнес-процесса обработки обращений.

Банковские пластиковые карты: технологическая эволюция...

II международная научная конференция «Проблемы и перспективы экономики и управления» (Санкт-Петербург, июнь 2013).

- ISO 4909 «банковские карты — содержание третьей дорожки магнитной полосы» [4].

4. Стандарты карт [Электронный ресурс].

Задать вопрос