Marine Navigation Software and Electronic Charts Introduction to navigation support technological systems Electronic Charts ECDIS Open source Applications examples 1

Eikona gefyras

Navigation support technological systems Electronic Chart Display and Information System (ECDIS), Integrated Bridge Systems/Integrated Navigation Systems (IBS/INS), Automatic Radar Plotting Aids (ARPA), Automatic Identification System (AIS), Long Range Identification and Tracking (LRIT) systems, Vessel Traffic Services (VTS), Vessel Traffic Monitoring & Information Systems (VTMIS) 3

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΝΑΥΤΙΛΙΑΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ENC 7 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΝΑΥΤΙΛΙΑΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ SENC

ELECTRONIC NAVIGATIONAL CHART – ENC Ο Ηλεκτρονικός ναυτιλιακός χάρτης είναι μια βάση δεδομένων, που έχει δημιουργηθεί από εξουσιοδοτημένες Υδρογραφικές Υπηρεσίες Κρατών-Μελών του Διεθνούς Υδρογραφικού Οργανισμού (ΙΗΟ) με βάση συγκεκριμένα διεθνή πρότυπα, σε ότι αφορά την δομή και την διάταξη της βάσης δεδομένων, για χρήση σε συστήματα Προβολής Ηλεκτρονικού χάρτη και πληροφόρησης (ELECTRONIC CHART DISPLAY AND INFORMATION SYSTEMS – ECDIS). Ο Ηλεκτρονικός ναυτιλιακός χάρτης περιέχει όλες τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την ασφαλή ναυσιπλοΐα και μπορεί να περιέχει συμπληρωματικές πληροφορίες, επί πλέον εκείνων που περιέχονται σε έντυπους χάρτες, όπως π.χ. Ναυτιλιακές πληροφορίες που θεωρούνται απαραίτητες για την ασφαλή ναυσιπλοΐα. SYSTEM ELECTRONIC NAVIGATIONAL CHART – SENC) Ο Ηλεκτρονικός ναυτιλιακός χάρτης Συστήματος είναι μια βάση δεδομένων, που έχει δημιουργηθεί από την μετατροπή ενός Ηλεκτρονικού χάρτη από το Σύστημα ECDIS

Κράτη-Μέλη IHO INTERNATIONAL HYDROGRAPHIC ORGANIZATION 9

10 Τύποι ηλεκτρονικών Χαρτών BA ARCS NOAA (US)

Τυπικός χάρτης VECTOR 11

Τυπικός χάρτης RASTER 12

13 Types of Data Vector Deals with features: -Points, Lines, and Polygons (topographic data) Raster Uses pixels or arrays of cells to represent features on the earth (satellite imagery, air photos, scanned images)

14 Image of Vector/Raster

15 (x4,y4) (x0,y0) (x1,y1) (x2,y2) (x3,y3) (x5,y5) Σύγκριση χαρτών VECTOR και RASTER VECTORRASTER

16 Πλεονεκτήματα Ηλεκτρονικών Χαρτών Πλοήγησης και Ναυτικών Χαρτών Σάρωσης

Μειονεκτήματα Ηλεκτρονικών Χαρτών Πλοήγησης και Ναυτικών Χαρτών Σάρωσης

Τρέχουσα κατάσταση έκδοσης ENC 18 Aug. 2000

19 Κάλυψη χαρτών ENC Εικόνα Ιουνίου 1999 Edition 3 Version 2 (or National format) Envisaged

ENC Ευρώπης 20 Red Sea Dover Straight North European

21 ENC Ιαπωνίας

22 ENC Σιγκαπούρης

Κάλυψη χαρτών ENC σήμερα 23

24 Κάλυψη χαρτών ENC σήμερα

Διορθώσεις/ενημέρωση ENC 25 Αρχικοί ENC (CD) Διορθώσεις ENC SENC Πλοιοκτήτης ή Διαχειριστής Υδρογραφική Υπηρεσία ή διανομέας ECDIS Εβδομαδιαία αποστολή Σύμβαση αγοράς ENC & Διορθώσεων του Ενδείκτης Διορθώσεις ENC SENC = SYSTEM ELECTRONIC NAVIGATIONAL CHART

26 Ευρωπαϊκό Συντονιστικό Κέντρο Ηλεκτρονικών Χαρτών

PRIMAR - Ενημέρωση ENC μέσω δορυφόρου 27 ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΧΑΡΤΩΝ ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΧΑΡΤΩΝ

28

29

ECDIS Electronic Chart Display and Information System Τι είναι;

Το σύστημα ECDIS είναι ένα σύστημα ναυτιλιακών πληροφοριών, το οποίο, μαζί με κατάλληλα εφεδρικά μέσα, γίνεται αποδεκτό για χρήση στα πλοία στη θέση των εντύπων χαρτών που απαιτούνται από το Κεφάλαιο V της Δ.Σ. SOLAS. Το σύστημα προβάλει : επιλεγμένες πληροφορίες από Ηλεκτρονικό ναυτιλιακό χάρτη Συστήματος (SENC) μαζί με πληροφορίες θέσης πλοίου από το σύστημα καθορισμού θέσης του πλοίου (GPS) για την υποβοήθηση των ναυτιλλομένων στην σχεδίαση και παρακολούθηση του ταξιδιού τους και πληροφορίες από άλλα συστήματα ναυσιπλοΐας του πλοίου όταν αυτό απαιτείται.

Γιατί ECDIS και όχι απλούς χάρτες? 32 Βελτίωση της ασφάλειας ναυσιπλοΐας Αποφυγή προσάραξης Αυτόματος έλεγχος πορείας Άμεση και ακριβής διόρθωση/ενημέρωση Χαρτών Οικονομία Ενδεχόμενη μείωση τελών λιμένα σε κάποιες χώρες (π.χ. –5% μείωση port operation fee στον Καναδά) Λιγότερος χρόνος(εργατοώρες) για διόρθωση & ενημέρωση των χαρτών

33 60 μέτρα !! 5 μέτρα Ο αξ/κός φυλακής αντιλαμβάνεται !!! την εκτροπή πορείας. Πολύ αργά !! Αρχή εκτροπής πορείας Σενάριο ναυτικού ατυχήματος Ναυσιπλοΐα χωρίς ECDIS Z Z Z

34 Γραμμή ορίου 20μ. βάθους Πλοίο Ασφαλής ναυσιπλοΐα με χρήση συναγερμού διασταύρωσης (Crossing)του ECDIS 12:40 Όριο ασφαλείας 20μ. βάθους Πορεία σύμφωνα με σχεδιασμό ταξιδιού Εκτροπή πορείας

35 Γραμμή ορίου ασφαλείας 20μ. Πλοίο Συναγερμός Ασφαλής ναυσιπλοΐα με χρήση συναγερμού διασταύρωσης (Crossing)του ECDIS Γραμμή ορίου ασφαλείας 20μ. Σχεδ. πορεία Εκτροπή πορείας

Αυτόματος έλεγχος ασφαλούς πορείας 36 Κατά την σχεδίαση του ταξιδιού το σύστημα ελέγχει για: Κίνδυνο ενδεχόμενης προσάραξης Πορεία μέσα σε επικίνδυνη για προσάραξη περιοχή Εάν ηχήσει συναγερμός το επικίνδυνο σκέλος υπογραμμίζεται έντονα

Αυτόματη ναυσιπλοΐα με ECDIS 37

Αυτόματη εισαγωγή συντεταγμένων Navtex στον χάρτη 38 Κείμενο μηνύματος NAVTEX Περιοχή Προαγγελιών προς ναυτιλλόμενους A North East B North East C North East D North East B A C D

Λειτουργία με ενσωματωμένη εικόνα RADAR 39 Ships passing strait Εμβέλεια Radar Εικόνα Radar Πλοίο

40 ECDIS – Τεχνικές απαιτήσεις Πρότυπα IMO: IMO resolutions A.817(19) – Πρότυπο απόδοσης για ECDIS A 694(17) – Γενικές απαιτήσεις A.813(19) – Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα A.686(17) & A.830(19) – Συναγερμοί & ενδείκτες Πρότυπα IEC – Τεχνικές απαιτήσεις ECDIS – Δοκιμές – Ψηφιακή διασύνδεση (Digital Interfaces)

41 ECDIS – Βασικό σύστημα Ηλεκτρονικός Υπολογιστής/Λογισμικό Η/Υ ναυτικού τύπου (Marinized PC) Ενδείκτης (Display) Floppy Drive CD ROM Drives (chart reader & corrections) Λειτουργικό σύστημα (operating system) Serial and digital interface (Ethernet) για προαιρετικό σταθμό σχεδίασης ταξιδιού (Nav Planning Station)

ECDIS Αυτόνομη κονσόλα 42

43 ECDIS – Σε κονσόλα ναυσιπλοΐας

46 ECDIS - Διασύνδεση με άλλα συστήματα ναυσιπλοΐας GPS / DGPS Echosounder Wind / Weather Station Speed Log Γυροπυξίδα Ενδείκτης ECDIS Radar/ARPA Στόχοι ARPA Αυτόματος Πιλότος

47 Σύνθεση συστήματος Εκτυπωτής Σύστημα σάρωσης συμβατικών χαρτών (Digitizer) Σταθμός σχεδίασης Ταξιδιού (ECDIS Back Up) UPS Αυτόνομη Κονσόλα ECDIS ή ενσωματωμένο σε κονσόλα ναυσιπλοΐας Προαιρετικές ευκολίες Ενσωμάτωση εικόνας Radar

48 Πλήρης εικόνα ναυτιλιακού και άλλου εξοπλισμού του πλοίου που μπορεί να διασυνδεθεί στο σύστημα ECDIS παρέχοντας ανάλογες λειτουργικές και ελεγκτικές δυνατότητες στο σύστημα

49 ECDIS – Λειτουργικές δυνατότητες Βασικές λειτουργίες ECDIS Προβολή και επεξεργασία ηλεκτρονικών χαρτών Vector ή Raster Δημιουργία αρχείου χαρτών και διαχείριση τους Διορθώσεις και ενημέρωση χαρτών Προβολή λεπτομερειών κάθε αντικειμένου επί χάρτου (π.χ. σημαντήρας, φάρος κ.λ.π.) Προβολή θέσης πλοίου που παρέχει το GPS Συναγερμός ασφαλείας για ενδεχόμενο κίνδυνο προσάραξης με οπτικά και ηχητικά μέσα. Σχεδίαση και παρακολούθηση ταξιδιού Προαιρετικές συνδέσεις και λειτουργίες: Σύνδεση σταθμού σχεδίασης ταξιδιού (ECDIS Back Up) Προβολή πληροφοριών από άλλα συστήματα ναυσιπλοΐας Αποθήκευση και επαναπροβολή πληροφοριών ναυσιπλοΐας και ταξιδιού Ενσωμάτωση και προβολή εικόνας Radar Ενσωμάτωση και προβολή στόχων ARPA Εκτύπωση σχετικών πληροφοριών

50 Προαιρετικές συνδέσεις και λειτουργίες (συνέχεια) Προβολή ενδείξεων γωνίας πηδαλίου Αυτόματη ναυσιπλοΐα Προβολή/διαχείριση συναγερμών (Alarms) Διασύνδεση με AIS Προβολή πληροφοριών παραβολής σε προβλήτα Προβολή πληροφοριών ναυσιπλοΐας

51 Τυπική οθόνη με χάρτη Vector Ownship PositionOwnship VectorVoyage Plan ARPA Targets

52 Τυπική οθόνη με παράθυρο “ Pop Up” Cross Track Facility Που επιτρέπει την εισαγωγή και τροποποίηση στοιχείων για την λειτουργία της ευκολίας Cross track

53 00 Οθόνη με ενσωματωμένη εικόνα Radar Εικόνα Radar

54 Οθόνη πληροφοριών παραβολής Εφόσον οι κατάλληλοι αισθητήρες είναι συνδεδεμένοι στο σύστημα ECDIS

55 Οθόνη καταλόγου Χαρτών Η συγκεντρωτική οθόνη καταλόγου χαρτών είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για την επιλογή του κατάλληλου χάρτη από τους διαθέσιμους στην βάση δεδομένων

56 Οθόνη επιλογής Χαρτών

57 Οθόνη πληροφοριών ναυσιπλοΐας Επιτρέποντας την άμεση πρόσβαση σε όλες τις πληροφορίες ναυσιπλοΐας που είναι διαθέσιμες στο σύστημα με κατάλληλη σύνδεση του με άλλα ναυτιλιακά βοηθήματα του πλοίου

58 Οθόνη σχεδίασης ταξιδιού Επιτρέπει τον προγραμματισμό μικρού ταξιδιού ή τμήματος μεγάλου ταξιδιού

59 Συγκεντρωτική οθόνη σχεδίασης ταξιδιού Που περιλαμβάνει όλες τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την συνολική σχεδίαση του ταξιδιού

ECDIS – Πότε και πού; 60 SOLAS V/ Όλα τα πλοία ανεξαρτήτως μεγέθους θα έχουν: 1. έντυπους ναυτικούς χάρτες ή σύστημα ηλεκτρονικού χάρτη (ECDIS) και ναυτιλιακές εκδόσεις για την σχεδίαση και αποτύπωση της πορείας του πλοίου για το προγραμματιζόμενο ταξίδι και για την σχεδίαση και παρακολούθηση της θέσης του πλοίου κατά την διάρκεια του ταξιδιού αυτού 2.Εφεδρικά μέσα για αναπλήρωση των ανωτέρω λειτουργικών απαιτήσεων αν αυτές πληρούνται με χρήση ECDIS

Resolutions and Obligations related to ENCs and ECDIS SOLAS V/2 – Nautical chart or nautical publication is a special-purpose map or book, or a specially compiled database from which such a map or book is derived, that is issued officially by or on the authority of a Government, authorized Hydrographic Office or other relevant government institution and is designed to meet the requirements of marine navigation*. SOLAS V/9 - provision of hydrographic services..... collection and compilation of hydrographic data and the publication, dissemination and keeping up to date of all nautical information necessary for safe navigation Means: surveying and data collection publication of charts and nautical publications chart maintenance, updating providing Maritime Safety Information (MSI)

Resolutions and Obligations related to ENCs and ECDIS UN Resolution A/58/240 “Invites the International Hydrographic Organization and the International Maritime Organization to continue their coordinated efforts, to jointly adopt measures with a view to encouraging greater international cooperation and coordination for the transition to electronic nautical charts and to increase coverage of hydrographic information on a global basis, especially in areas of international navigation and ports and where there are vulnerable or protected marine areas.” IMO Resolution A.958(23) “Invites Governments, in addition to their existing obligations under SOLAS Regulation V/9, to promote through their national maritime administrations, the use of ECDIS together with the use and further production of official ENCs.”

ECDIS Implementation Phases 63

Free Data Distribution NOAA ENCs are “Free on the web”NOAA ENCs are “Free on the web” Get the ENC data in the most hands, end users and developersGet the ENC data in the most hands, end users and developers

ENC Data Integrating data from different sourcesIntegrating data from different sources – Inshore depth areas & obstructions – New channel information – Updated Aids to Navigation

High Accuracy Source Digital ShorelineDigital Shoreline NOAA Hydrographic SurveysNOAA Hydrographic Surveys USACE Dredge SurveysUSACE Dredge Surveys

Application examples OpenCPN OpenSeaMap SeaClear II 67

OpenCPN opencpn.org OpenCPN is a free software (GPLv2) project to create a concise chart plotter and navigation software, for use underway or as a planning tool.GPLv2 OpenCPN is developed by a team of active sailors using real world conditions for program testing and refinement. 68

OpenCPN Features BSBv3 raster and S57 ENC chart support. CM93 vector chart support, with per cell offset corrections. IHO S52 compliant display of S57 vector charts. "BSB4" and "nv-chart" support through plugins. Single-chart and Quilted display modes. North-up, Course-up and Chart-up display modes. Moving-map display mode. Route navigation with ship tracking functions. Waypoint navigation. Dashboard for configurable on-screen display of ship's NMEA data. NMEA 0183 GPS interface at selectable baud rate. OpenGL support for enhanced performance on modern hardware. Advance NMEA message handling structure, with built in multiplexer. Autopilot output support. AIS input with full target tracking and collision alerting. AIS support for SART, DSC and GPSGate Buddies. Anchor watch/alarm functions. GRIB file input and display for weather forecasting. GPX Waypoint, Track and Route input and output file support. Tide and Current prediction and display by location. Route planning with tidal support. Builtin great-circle routing. Integrated weather routing through qtVlm. GPX Layers for annotation of charts. A selection of display themes. A growing number of plugins. Google Earth, World Magnetic Variation, Voyage Data Recorder, AIS -radar, SAR and a LogBook. Multi-language support. 20+ languages supported. 69

OpenSeaMap - The free nautical chart 70

OpenSeaMap Resources OpenStreetMap database Ports from the World Port Index, OpenStreetMap and SkipperGuide. The water depths were rendered from GEBCO data. Weather data were taken from the NOAA. Lighthouses were found in the List of Lights and OpenStreetMap. The links to Wikipedia are from Wikipedia and images from Wikimedia Commons. The DE gauge data came from Wasser- und Schifffahrtsverwaltung (PEGELONLINE), The CH ones from Bundesamt für Umwelt, Abteilung Hydrologie. The aerial photographs are from Bing. AIS data were provided by Aegean University and ship tracking date by INTERMAR and SatPro. Inland waterway data in DE are provided by Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV). The height data (ASTA GDEM) is a product from METI and NASA provided by OpenMapSurfer of Uni Heidelberg. Depth data are collected by Crowdsourcing and computed, or are provided by third parties, e.g. from Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH). The data are stored on Linux servers in a Postgres/PostGIS database and rendered with Mapnik or Osmarender and illustrated with OpenLayers. 71

Application examples: 72

SeaMapEditor: JOSM and Plugin Login Editor Window Seamark Editing Seamark entry Harbour entry 73 'JOSM' is a powerful tool to edit all elements of the map with high precision. A 'plugin' helps you add nautical information to be rendered on the OpenSeaMap overlay. Seamark objects are chosen from drop-down menus and specifications can be entered manually. Only choices relavent to objects will be shown. A validity check will be performed before saving. Installation 1. install JOSM The JOSM editor is installed from the OpenStreetMap 2. install SeaMapEditor plugin 3. install seamark images Login In order to edit the map, you must register a user account.

OpenSeaMap Legal Notices Restrictions The content on this site will be monitored with the greatest possible care, however the provider does not vouch for the accuracy and completeness of the content. Usage of the content of the website is at the users own risk. Named contributions do not reflect the views of the author or the provider. Official Charts Good seamanship requires the use of official charts. OpenSeaMap is for use with other charts and cannot replace official charts. Use is at your own risk. 74

Application examples: SeaClear II 75

Challenges Awareness Next Generation products and it is necessary to improve the awareness in the maritime community.Next Generation products and it is necessary to improve the awareness in the maritime community.Training Complex tools with many new options & capabilities. The mariners needs guidance on how to use them properly, what they provide and what not.Complex tools with many new options & capabilities. The mariners needs guidance on how to use them properly, what they provide and what not.

77