2025. Конец бумажным картам ? Vector vs Raster.

Развитие электронных средств навигации и карт ведет к логичной постановке вопроса о необходимости бумажных карт, которые до сих пор являются первоисточником и обязательными на коммерческих и прогулочных судах. Об этом говорит надпись на экране, каждый раз когда вы запускаете картплоттер.




Многие неофиты-круизеры уверены в своем заблуждении: "Нам  ничего не надо для навигации кроме телефона с картами навионикс, все остальное это отстой и удел старперов с ракушками на попе"... Каждый имеет право на свое мнение, но так ли это на самом деле.
Есть много примеров ненадежности и просто ошибок с электронной навигацией, которые нередко приводят и к фатальным авариям. 
Несмотря на постоянное развитие техники, недостатки электронной навигации существуют и сейчас, вот основные из них:

- изменение деталировки карты в зависимости от масштаба
- ошибки показаний GPS/GLONASS при определенных условиях.
- не всегда удобный интерфейс картплоттера для практических целей навигации
- не все районы плавания имеют деталировку, по сравнению с местными бумажными картами
- ограниченное поле зрения карты при адекватном масштабе
- зависимость от зарядки или электропитания
- не все планшеты или телефоны имеют необходимую защиту от влажности
- разные стандарты электронных карт

Но самое главное, что постоянное пользование только электронными картами в принципе меняет базовые навыки навигации и как следствие понижает уровень безопасности:
Навигаторы привыкают пялиться в экран, даже когда в этом нет никакой необходимости, теряют связь между картинкой на экране и реальной обстановкой. 
Известная авария т/х Петр Васев и т/х Адмирал Нахимов в 1986 году была наверно одной из первых крупных аварий,  одной из причин которой, было передоверие человека техническому средству навигации, в том случае системе автоматической радиолокационной прокладки (САРП), 423 человека погибли.....



Сейчас американская National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) обсуждает возможность прекращения выпуска бумажных карт, возможный переход на полностью электронную навигацию (Electronic Chart Display and Information System - ECDIS) планируется в 2025 году, но это не значит что бумажные карты полностью уйдут вместе с традиционными методами навигации.
Пока мир остается непредсказуемым, простые и надежные навыки навигации останутся основой безопасного плавания, а вот если этих базовых навыков не получено, они забыты или просто игнорируются, то это может быть проблемой для всех. 
Мне известны 2 случая, когда яхты имели проблемы с электричеством и вся электроника была обесточена, экипаж  получил сильный стресс и собирался уже запускать сигнальные ракеты, а это было всего в 30-40 милях от берега в хорошую погоду.

Что надо учитывать при использовании электронной навигации:

Ошибки датчиков. 
Вся электронная навигация базируется на данных внешних сенсоров, которые банально могут выйти из строя, при этом плоттер может продолжать вести счисление. Большинство плоттеров имеют сигнализацию о потере сигнала, но его просто можно не увидеть или не услышать.
Поэтому так важно использовать дублирующие методы навигации и контролировать исправность приборов.

Ошибки оператора.
Это когда навигатор недостаточно знает особенности и ограничения используемого оборудования, не может правильно настроить прибор, не достаточно правильно анализирует полученные данные. 

Игнорирование данных.
Когда сигнализация постоянно или периодически включается, навигатор имеет тенденцию просто ее отключать, без разбора истинных причин. Никогда не следует отключать сигнализацию без существенных на это причин.

Практические навыки.
Когда обучение навигации проходит на бумажных картах, вы можете применить свои знания и опыт на любых картах. Электронные карты и плоттеры имею свои особенности, это зависит от марки и производителя, даже опытному навигатору надо некоторое время чтобы освоиться с новым для него плоттером и то, он не будет знать сразу всех нюансов. Еще один момент, это меню управления, многие приборы имею нелогичное и просто запутанное меню, это связано с тем, что его делают люди не всегда знающие особенности морского использования и также, как это не странно звучит, с национальной особенностью разработчиков.

Ошибки масштаба.
Каждый навигатор должен знать какие ограничения накладываются на электронные векторные карты изменение масштаба. На разных масштабах показывается разная деталировка карт, в этом одна из особенностей растровых и векторных карт, но об этом ниже.

Перегрузка информацией.
Современные дивайсы, в том числе и плоттеры, страдают выводом излишней информации на экран, что только отвлекает навигатора от оценки действительно необходимых данных для управления судном. Сейчас еще добавляют видео моторного отсека, инфракрасных камер и даже управление музыкальным центром, ни один из этих дивайсов не имеет отношения к безопасному управлению судном, будь то небольшая яхта или круизный лайнер.

Теперь собственно про электронные карты, они бывают двух типов - растровые и векторные.


Растровые карты.
Это высококачественные сканы бумажных карт, поэтому по информационности это абсолютно одинаковые карты. Навигационные программы имеют возможность автоматического перехода между картами разного масштаба, но можно выбирать и вручную карту нужного масштаба.
Преимущества:
- вся доступная информация показана на карте определенного масштаба, включая буи, названия, глубиныи т.д.
- так как бумажные и растровые карты одинаковые, очень удобно использовать бумажную карту как генеральную или путевую, а растровую на экране для локального участка.
- нет никаких дополнительных особенностей при работе на бумажной и/или растровой карте.
Недостатки:
- растровые карты требуют значительно больше памяти девайса для хранения, по сравнению с векторными картами.
- размер шрифта не меняется при изменении масштаба
- для адекватного восприятия информации, надо использовать карты соотвествующего задачам масштаба.

Векторные карты (ENC)
Это просто формат представления информации, которая берется все с тех-же бумажных карт. На векторных картах как правило меньше информации о береговых объектах, глубины показаны не только цифрами и цветными изобатами, деталировка зависит от масштаба.
Преимущества:
- требуется меньше объема для хранения карт в памяти устройства.
- плавное и быстрое изменение масштаба, без ожидания загрузки дополнительной информации
- карта меньше загружена информацией, так как деталировка зависит от масштаба
- есть возможность использование слоев с дополнительной информацией
Недостатки:
-  меньше информации показывается на картах и ее объем зависит от масштаба, производителя карт и района. Например карты для iSailor (TX-97) отличаются от карт Navionics по деталировке одних и тех-же районов.
- для получения дополнительной информации об объекте надо делать некоторые действия с меню. 
- различная деталировка при изменении масштаба изображения



Таким образом, хотя векторные карты более удобны для пользователя, надо понимать их ограничения, а растровые карты кажутся более простыми, но на самом деле содержат максимум доступной информации в самом простом и доступном виде, как копия бумажных карт.

При планировании прибрежного перехода, вероятно используя крупный масштаб можно увидеть все опасности по курсу, а вот при планировании 1000-3000 мильного перехода, вы вероятно не будете увеличивать масштаб на каждом отрезке пути, вот в этом и кроется опасность векторных карт. Авария  VOR-60 "Vestas" в 2015 году тому яркий пример, когда современная гоночная яхта, напичканная новейшей электроникой, с профессиональным экипажем и береговой командой, выскочила на риф в середине Индийского океана.


Теперь кратко про GPS, точность сигнала определяется собственно количеством спутников и качеством антенны. Встроенные в телефоны и планшеты антенны имеют свои ограничения и как правило предназначены для работы в сочетании с сетевыми станциями, не все производители имеют качественный GPS модуль. Расположение антенны также имеет значение, антенна планшета в салоне или под бимини будет хуже работать, чем выделенная антенна на открытом пространстве.  Поэтому лучше брать сигнал от внешней антенны или от прибора с хорошей GPS антенной. Уже упоминалось неоднократно, что сигналы могут быть недоступны или иметь искажения при определенных условиях,  в частности во время военных учений или действий, сбоя системы управления или международного конфликта.

Еще одним моментом работы приемника GPS является соответствие применяемой системы геодезических параметров WGS-84, системе используемой на картах. Если на бумажной карте это четко указано на рамке, то на электронных картах плоттера это скрыто в недрах меню.
Кроме системы WGS-84, есть еще WGS-72, GRS-80, ПС-90 и другие. Так как первоначально делались промеры и создавались карты на основании национальных или местных геодезических систем, то и исходные данные переносились по факту. Поэтому надо внимательно понимать по какой карте вы собственно "едете".


Вот копия экрана яхты стоящей у причала в марине в Польше на карте Навионикс, как говорится, без комментариев. Думаю многие из вас замечали такие моменты во время своих походов. Это еще один повод, чтобы задуматься над фразой в начале этой статьи.

Еще одним важным моментом является корректура карт и дата промер глубин. Если GPS дает точность в среднем около 20 метров, то промер глубин от начала 19 века или раньше создает нонсенс. Найти дату промера глубин на электронных картах непросто, если это возможно вообще.
Корректура карт, с этим несколько сложнее, электронные карты могут корректироваться онлайн по подписке некоторых поставщиков карт. Бумажные карты корректируются по "Извещениям мореплавателям" (Notices to Mariners), которые можно заказать  у агентов по продаже карт.

В качестве заключения можно можно напомнить, что хороший навигатор всегда берет информацию из нескольких источников с критическим анализом каждого. Векторные карты современны и относительно удобны, растровые карты подробны и понятны, бумажные  карты, как первоисточник, очень надежны.

Счастливого плавания !

5 комментариев:

  1. Классная статья. Разрешите использовать ее при прохождении курса навигации со своими курсантами?

    ОтветитьУдалить
  2. Есть один момент с точностью GPS/ГЛОНАС. Наше место на бумажную карту мы скорее всего будем наносить с помощью этого самого GPS/ГЛОНАС. Честно говоря, я не знаю тех, кто сейчас определяет своё место с помощью пеленгов или по счислению. В первом случае это довольно трудоёмко, да и часто бывает, что не с чего брать пеленги. Во втором - точность определения места будет хуже, чем через у GPS/ГЛОНАС. В наше время - это резервные/аварийные приёмы навигации.
    Поэтому точность GPS/ГЛОНАС несколько стоящий в стороне вопрос, по сравнению с другими, если мы говорим об электронной картографии.

    ОтветитьУдалить
  3. Согласен с вами, определение места по пеленгам и счисление это только для практики. Вопрос в другом, что слепая вера в электронику, отключает голову, что может привести к проблемам.

    ОтветитьУдалить
  4. Думаю первоисточник данных в любом случае один, бумажная карта - все равно изначальная информация храниться в электронном виде... поэтому вопросы кто точнее, кто лучше, кто удобней - как будто это разные люди делают, есть ньюансы но не принципиально.

    По факту все сводится к тому - распечатывать карты с условного навионикса (принтер поставить не проблема и это будет равнозначно покупке) или нет. Ответ конечно да, чем больше источников данных тем лучше, пользоваться ими - конечно нет в эпоху GPS/ГЛОНАС это не разумно.

    По поводу всего остального:

    - изменение деталировки карты в зависимости от масштаба - аналогично пункту ниже.
    - ошибки показаний GPS/GLONASS при определенных условиях. - то есть Вы кординаты без GPS определите точнее ?
    - не всегда удобный интерфейс картплоттера для практических целей навигации - бегать смотреть огромную карту накладывая кординаты GPS или держать ее наверху, и так же накладывать кординаты GPS - ок бумер =).
    - не все районы плавания имеют деталировку, по сравнению с местными бумажными картами. Это исключительно вопрос времени, даже если это так. В любом случае вопрос будет в источнике данных.
    - ограниченное поле зрения карты при адекватном масштабе - большой монитор ?, при адекватном маштабе размер карты тоже не маленький, только опять вопрос с кучей бумаги и тем, что кординаты определяются по GPS
    - зависимость от зарядки или электропитания - это конечно да, но тоже не самая большая проблема.
    - не все планшеты или телефоны имеют необходимую защиту от влажности - это тоже сомнительно, надо брать нормально оборудование. Да и сколько можно устройств залить водой ? Возмем яхту и 2 человек (пример из жизни) и посчитаем количество устройст - картплотер, переносной GPS, рация, 3 телефона, 2 планшета и брелок на ключи с GPS который держит заряд 5 дней.
    - разные стандарты электронных карт - конкуренция это отлично, вопрос в источнике данных.

    Уже нет штурмана в самолетах, хотя раньше был... Не кто не пользуется атласами дорог. Бумажная карта должна быть, от 50 грамм хуже не будет, но если подумать - далеко от берега - это картплоттер, там есть АИС, там можно вывести радар, там показывается положение или же второй вариант берешь GPS идешь к карте находишь точку и смотришь...

    В прибрежном плаванье - тут вобще без комментариев, если бы пользовались бумажными картами проблем бы было в 100 раз больше. Да вы обсолютно правы - обезяна может пользоваться картплотером, но вот с бумажными картами у обезяны будут проблемы =)

    И еще один комментарий по поводу картинки со стоянием на земле, вместо воды - а что это за оборудование, какого оно года, какой там используется чип для обработки данных ? Ну то есть когда мы дарили навигатор гармин знакомому охотнику там разброс был метров 50 (если не больше), но это был 2005 год. Сейчас телефоны мощьнее чем сервера того времени.

    ОтветитьУдалить
  5. Суть статьи не отказ от электронной навигации, а понимание ее нансов при использовании. По поводу "стояния на земле", вы не поняли вопроса, речь не про точность GPS, а в формате геодезических координат и точности самих карт, не все карты WGS84.

    ОтветитьУдалить