电子海图教学课件

电子海图教学课件第一章电子海图基础概述开启数字航海新时代什么是电子海图系统（）？ECDIS电子海图显示与信息系统（）是一种计算机化的导航信息系ECDIS统，它满足国际海事组织（）关于船舶配备海图的要求，可作为IMO纸质海图的法定替代品系统的核心功能ECDIS实时显示船舶位置与航线信息•集成多种导航传感器数据（、罗经、雷达等）•GPS提供自动警报功能（浅水区、危险物等）•支持航线规划与导航信息管理•电子海图的类型矢量电子海图（格式）栅格电子海图（格式）SENC RNC基于国际标准纸质海图的扫描图像•S-57/S-100•由点、线、面等几何元素构成以像素点阵方式存储••支持图层分离显示放大会导致图像质量下降••可放大至任意比例尺而不失真不支持图层分离与智能查询••支持智能查询对象属性制作简单，更新周期较长••电子海图的核心数据结构数据内容与结构地理信息海岸线、等深线、水深点等•助航设施灯塔、浮标、无线电信标等•航行障碍物沉船、浅滩、礁石等•航行规则分道通航制、限制区域等•港口信息锚地、码头、服务设施等•数据属性与质量控制位置精度水平垂直精度标准•/数据可靠性测量年代、测量方法•数据完整性质量评级系统•CATZOC更新周期每周每月定期更新机制•/电子海图界面示意图电子海图系统界面通常分为以下几个主要区域海图显示区显示当前海图，包括地理信息、航行信息及船舶位置功能控制区包含缩放、平移、航线规划等功能按钮信息显示区显示船舶状态、导航数据、传感器信息等警告提示区第二章系统组成与功能ECDIS数字化航行的核心装备硬件组成ECDIS显示系统处理系统接口系统高分辨率显示器（至少），支持多工业级计算机，配备高性能处理器、专用显卡符合标准的数据接口，连接、1280×1024IEC61162GPS色显示，具备昼夜模式切换功能，符合与充足内存，采用冗余设计确保系统稳定性，雷达、、陀螺罗经、测深仪、风速仪等多IEC AIS标准的抗震、防水设计通常搭载专用操作系统种船载设备，支持协议60945NMEA0183/2000主要功能模块介绍航线规划模块航行监控模块航点设置、航线绘制与安全检查船位显示、偏航警告与航行参数核心系统ECDIS安全预警模块数据管理模块浅水、碰撞与特殊区域预警海图更新、航行日志与数据备份航线设计与管理航线规划流程安全值（）设置Safety Value

1.确定起点与终点港口•安全等深线（Safety Contour）基于船舶吃水

2.设置航路点（Waypoints）•安全水深（Safety Depth）通常大于船舶吃水

3.连接航路点形成航线•浅水区域（Shallow Contour）预警水深线

4.设定航线参数（航速、转向半径等）•深水区域（Deep Contour）深水航道标识

5.进行航线安全检查

6.保存并激活航线航线规划时需考虑船舶性能参数、气象水文条件、航行法规要求等多重因素系统更新与维护海图数据更新软件版本管理故障排查流程通过光盘、存储设备或互联网接收官方遵循船级社规定的更新周期，由厂商授权技建立标准操作程序（），包含常见故障USB SOP发布的更新文件，支持增量更新与全量更术人员进行，更新前必须备份系统数据，记诊断步骤，关键部件冗余设计，应急恢复方新，更新内容包括水深变化、航标位置、航录版本变更信息并进行测试验证案与备用设备准备，定期进行故障演练行警告等系统硬件与软件架构图ECDIS系统的硬件与软件架构遵循模块化、冗余性原则，确保在各种海况与复杂环境中可靠运行ECDIS硬件层驱动层包括处理器、存储设备、显示设备以及各类接口设备，采用工业级设负责与各类传感器设备通信，处理数据流，保障数据实时性与NMEA计标准完整性应用层数据层实现海图显示、航线规划、警报管理等核心功能，提供用户交互界面第三章电子海图导航实务从理论到实践的关键一步航行监控与位置确认船位监控方法主要定位系统自动定位•GPS/GNSS辅助定位雷达、目视观测、天文定位•定位比对不同定位方法交叉验证•航迹记录自动记录船舶历史轨迹•误差来源及处理信号误差多路径效应、大气干扰•GPS海图基准误差不同大地基准转换问题•传感器延迟数据传输与处理时延•人为误差操作失误、判读错误•位置监控的黄金法则是永不依赖单一定位源系统虽然自动显示船位，但航海人员ECDIS仍需定期进行交叉验证，特别是在沿岸航行、狭窄水道等复杂环境中航行警告与避碰策略常见警告类型警告响应措施航线偏离警告（警告）确认警告类型与严重程度•XTD•浅水区域警告（警告）评估对航行安全的实际影响•Safety Contour•特殊区域警告（限制区、军事区等）实施适当的航向航速调整••/航行障碍物警告（沉船、礁石等）记录警告与处理措施••目标接近警告（警告）必要时通知船长或值班高级船员•AIS CPA/TCPA•目标避碰流程AIS目标识别风险评估避碰操作通过系统获取目标船舶信息，包括船计算最近接近点（）与到达时间AIS CPA名、航向、航速、船型等（），判断碰撞风险等级TCPA多模式操作技巧栅格海图显示系统（）模模式切换注意事项RCDS式切换时机风险特点进入无矢量海图覆盖区域•缺乏自动报警功能（浅水、障碍物•矢量海图数据存在质量问题•等）系统故障需要备用显示•海图数据无法智能查询•需要参考传统海图标识•放大会导致图像模糊•切换程序更新频率较低，可能存在滞后•提前准备对应海图数据•风险管理确认新模式下的安全参数•增加航行瞭望频率•执行切换并验证显示正常•定期交叉检验船位•调整显示选项（比例尺、颜色等）•手动标记危险区域•适当增加安全裕度•案例分析某货轮误操作导致航线偏离ECDIS事件经过年月，一艘万吨级散货船在南海航行时，值班驾驶员对系统进行重新设置201865ECDIS由于操作失误，船舶安全等深线（）被错误设置为米（原值为米），且Safety Contour510未启动航线偏离警报功能夜间航行时，船舶逐渐偏离计划航线，驶入水深较浅区域系统未发出警报，值班人员也未察觉异常最终，船舶在距离危险浅滩仅海里处被岸基中心通过警告，及时调

0.5VTS VHF整航向避免了搁浅事故关键失误点未经授权修改关键安全参数•修改后未进行有效性验证•未启用航线偏离警报功能教训总结•瞭望不足，过度依赖自动化系统•该事件揭示了设置错误与过度依赖自动化的危险ECDIS性安全参数修改应遵循正式程序，并经船长或大副批准航线偏离示意图与警告弹窗截图上图展示了案例中船舶偏离计划航线的情况，以及正确设置下系统应当显示的警告弹ECDIS窗计划航线1原定安全航线，经过适当水深区域，避开已知航行障碍物实际航迹2偏离计划航线，进入水深较浅区域，接近危险浅滩警告弹窗3显示安全等深线越位警告与航线偏离警告，要求操作人员确认并采取行动危险区域水深小于船舶安全水深的区域，正确设置下应以特殊颜色高亮显示第四章法规标准与风险管理合规航行的基础保障电子海图系统的使用受到严格的国际法规监管本章将介绍相关的法律法规要求，以及电子海图使用过程中的风险评估与管理方法，帮助ECDIS航海人员在合规的基础上安全、高效地使用电子海图系统与对培训的要求IMO STCWECDIS模型课程曼谷修正案要求IMO

1.27STCW年发布的《电子海图显示与信息系统（）操作使用》年通过的《海员培训、发证和值班标准国际公约》修正案规2010ECDIS2010培训标准，明确规定了操作员应掌握的知识与技能，包定ECDIS括自年月日起，使用的船舶，其航行值班人员必•201271ECDIS系统原理与功能须完成专门培训•ECDIS电子海图数据管理培训分为通用培训（）和特定设备培训••Generic Training（）航线规划与监控Type SpecificTraining•培训证书有效期为年，需定期更新系统限制与风险认知•5•未经培训的人员不得独立操作系统模拟器操作训练•ECDIS•中国海事局根据国际公约要求，制定了《船舶电子海图显示与信息系统操作培训大纲》，规范国内培训与认证工作ECDIS风险评估方法船舶与航区特性分析纸电互补策略风险评估应当考虑以下关键因素即使使用ECDIS作为主要导航手段，以下情况仍需参考纸质海图•船舶尺寸与操纵性能•电子海图数据质量较低的区域•船舶吃水与富余水深•航行于复杂水域或特殊区域•航区水文地理特点•系统性能下降或功能受限时•航区交通密度•进行长期航行规划与概览•航区气象条件•电子海图与其他导航辅助手段出现显著差异时•海图数据质量与覆盖率高风险航区包括狭窄水道、多礁区域、浅水区、冰区航行、繁忙港口等操作中的常见风险与防范ECDIS传感器故障数据延迟软件错误风险信号丢失、罗经失准、雷达故障导风险系统处理延迟导致显示滞后，在高速航风险系统冻结、显示异常、功能失效等软件GPS致定位或导航数据错误行或复杂操船时造成判断失误问题影响航行安全防范配置多重备份系统，定期交叉检验不同防范了解系统刷新率限制，预留足够安全裕防范定期更新软件版本，熟悉系统重启程传感器数据，制定传感器故障应急程序度，重要操船动作提前执行序，准备备用显示设备，保持纸质海图更新操作员职责与应急预案操作员必须ECDIS熟练掌握系统的正常操作与应急处理程序•了解系统的局限性与潜在风险•保持警惕，不过度依赖自动化系统•定期参加应急演练，熟悉备用导航方法•及时记录与报告系统异常情况•风险评估流程图与应急操作流程示意上图展示了使用风险评估的标准流程与系统故障时的应急操作程序风险管理应当是一个持续循环的过程，而非一次性活动ECDIS风险识别1系统性分析潜在风险因素，包括技术风险、操作风险、外部环境风险等2风险评估评估各风险因素的发生概率与潜在影响程度，确定风险等级控制措施3针对高风险因素制定预防与应对措施，分配责任人与执行时间4实施监控执行风险控制措施，监控措施有效性，记录异常情况评估改进5定期回顾风险管理效果，根据实践经验与新出现的风险调整措施第五章软件实操演示OpenCPN开源航海的实践平台为了便于学习实践，本章将介绍一款优秀的开源电子海图软件通过——OpenCPN实际操作演示，帮助学员掌握电子海图软件的基本使用方法，为今后在船上操作商业系统打下坚实基础ECDIS简介OpenCPN软件特点完全免费开源，符合许可证•GPL v2支持多平台运行（）•Windows/Mac/Linux/Android兼容多种海图格式（等）•S-57/S-63/BSB/KAP提供航线规划与航行监控功能•支持、等设备连接•GPS AIS拥有丰富的插件生态系统•国际化支持，包括中文界面•活跃的用户社区与技术支持•虽然不能完全替代符合标准的商业OpenCPN IMO（）最初由航海爱好者开OpenCPN OpenChart PlotterNavigator DavidRegister系统，但其核心功能与操作逻辑与商业系统相ECDIS发，现已成为全球流行的开源航海软件似，是学习电子海图操作的理想平台许多小型船舶、休闲船和教育机构都将作为OpenCPN实用的导航工具或培训软件安装与界面介绍下载软件访问官方网站（）或仓库，下载适合您操作系统opencpn.org GitHub的安装包安装过程运行安装程序，接受许可协议，选择安装位置，完成安装初始设置首次运行时设置界面语言、显示单位、船舶参数等基本配置界面主要由以下几部分组成OpenCPN工具栏提供各种功能按钮，如放大缩小、创建航点、测量距离等/海图显示区显示当前加载的海图，以及船位、航线等信息状态栏显示光标位置、比例尺、数据来源等信息控制面板可选显示，包括航线管理器、目标列表等AIS海图加载与航线规划海图加载步骤航线规划操作点击选项菜单，选择海图选项卡点击工具栏中的创建航点按钮

1.

1.点击添加目录按钮，浏览并选择海图文件所在目录在海图上点击需要经过的各个位置

2.

2.勾选需要加载的海图文件或目录右键点击最后一个点，选择结束航线

3.

3.点击应用按钮使设置生效右键点击航线，选择属性可编辑航线名称、描述等

4.

4.返回主界面，海图将自动加载显示可拖动航点调整位置，或右键航点添加删除

5.

5./右键航线选择激活使其成为当前导航航线

6.支持的海图格式OpenCPN官方矢量电子海图•S-57:加密的海图•S-63:S-57栅格电子海图•BSB/KAP:商业矢量海图•CM93:实时导航与数据监控连接设置GPS点击选项连接，添加数据源（串口、网络或文件），选择合适的数据格式（通常→为），设置波特率等参数，点击应用并测试连接NMEA0183船位显示与跟踪成功连接后，船舶位置将在海图上以船形图标显示，可点击自动跟踪按钮使海GPS图视图始终居中于船位，船舶轨迹会自动记录并显示目标显示AIS连接接收机后，周围船舶将显示为带有速度矢量的三角形图标，鼠标悬停可查看船AIS名、呼号等信息，右键点击可设置警报或显示目标详细信息警告设置通过选项船舶警报可设置各类警告，如锚警报（船舶偏离锚位）、目标接近→→AIS警报、航线偏离警报等，可自定义触发条件与声音提示软件操作界面截图OpenCPN上图展示了软件的实际操作界面，标注了关键功能区域与操作按钮OpenCPN123主工具栏海图显示区仪表面板包含放大缩小、航点创建、航线管理、显示当前海图，包含地理信息、航标、深显示航行数据，如船速、航向、位/GPS测量工具等常用功能按钮度数据等，同时显示船位与航线置、水深等实时信息45信息窗口状态栏AIS列出周围目标信息，包括船名、呼号、航向、航速、最近接近显示当前海图比例尺、光标位置坐标、系统状态等基本信息AIS点等课程总结与展望核心知识回顾电子海图的基本原理与数据结构•系统的硬件组成与软件功能•ECDIS航线规划与监控的实际操作技巧•电子海图导航的法规要求与风险管理•软件的实际应用方法•OpenCPN学习建议未来发展趋势电子海图技术正在持续快速发展，航海人员应通用水文数据模型的广泛应用•S-100保持学习新技术与新标准的热情•增强现实（）技术与电子海图的结合•AR积极参与实操训练，提升实际操作能力•人工智能辅助航行决策的发展•关注行业发展动态与最新法规要求•云端海图数据与实时更新技术•分享经验与教训，参与专业交流•自主航行系统中的电子海图应用•将理论知识与实际航行经验相结合•欢迎通过扫描下方二维码加入我们的学习交流群，分享您的问题与经验！。