Giáo trình hải địa văn

TIẾN SĨ LÊ VĂN TY GIÁO TRÌNH HẢI ĐỊA VĂN Hà Nội, 2011 i MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU vii CHƯƠNG I : NHỨNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRÁI ĐẤT I - HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC CÙA TRÁI ĐẤT 1.1 Hình dạng kích thước trái đất I.2 Sự phát triển hệ thống trắc địa giới II - TỌA ĐỘ CỦA ĐIỂM TRÊN MẶT ĐẤT 2.1 Các định nghĩa 2.2 Mối liên hệ vĩ độ III - CHIỀU DÀI BÁN KÍNH CONG CỦA CUNG KINH TUYẾN VÀ CỦA CUNG VĨ TUYẾN 3.1 Bán kính cung vĩ tuyến 3.2 Bán kính cong cung kinh tuyến IV – HIỆU KINH ĐỘ VÀ HIỆU VĨ ĐỘ 10 4.1 Hiệu vĩ độ 10 4.2 Hiệu kinh độ 10 V - ĐƠN VỊ CHIỀU DÀI DÙNG TRONG HÀNG HẢI 11 5.1 Đơn vị chiều dài 11 5.2 Chiều dài cung kinh tuyến 13 VI – TẦM NHÌN XA ĐỊA DƯ 14 6.1 Tầm nhìn xa chân trời nhìn thấy 14 6.2 Tầm nhìn xa mục tiêu 16 CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH PHƯƠNG HƯỚNG TRÊN BIỂN I – NHỮNG MẶT PHẲNG VÀ ĐƯỜNG THẲNG CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG ĐỊNH HƯỚNG 20 II – NHỮNG HỆ THỐNG ĐỊNH HƯỚNG CỦA MẶT PHẲNG CHÂN TRỜI THẬT 21 2.1 Hệ ngun vòng 22 2.2 Hệ bán vòng 22 2.3 Hệ ¼ vòng 23 2.4 Hệ ca 24 III – HƯỚNG TRÊN BIỂN 24 3.1 Hướng 24 3.2 Phương vị 28 3.3 Góc mạn mục tiêu 28 ii IV – KHÁI NIỆM VỀ ĐỊA TỪ TRƯỜNG – SỐ HIỆU CHỈNH LA BẢN TỪ 4.1 Khái niệm địa từ trường 30 4.2 Chọn độ lệch địa từ 32 4.3 Số hiệu chình la bàn từ V – CHẬP TIÊU HÀNG HẢI 36 5.1 Lý luận chập tiêu 36 5.2 Cơng dụng chập tiêu 38 CHƯƠNG III : XÁC ĐỊNH QNG ĐƯỜNG HÀNH TRÌNH CỦA TÀU I – XÁC ĐỊNH QNG ĐƯỜNG TÀU CHẠY 41 1.1 Phương trình qng đường 41 1.2 Các hình thức đo tồc độ tàu chạy biển 41 II – XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ CỦA TÀU 43 2.1 Việc cần thiết phải xác định tốc độ tàu 43 2.2 Xác định tốc độ tàu trường thử 44 III – SỐ HIỆU CHỈNH TỐC ĐỘ KẾ - HỆ SỐ TỐC ĐỘ KẾ 48 3.1 Số hiệu chỉnh tốc độ kế hệ số tốc độ kế 48 3.2 Phương pháp xác định ∆log Hlog 49 IV – VỊNG QUAY TRỞ - CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH VỊNG QUAY TRỞ 50 4.1 Khái niệm vòng quay trở tàu 50 4.2 Các phương pháp xác định đường kính vòng quay trở 51 V – QN TÍNH TÀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 56 5.1 Khái niệm qn tính tàu 56 5.2 Các phương pháp xác định qn tính tàu 58 CHƯƠNG IV : HÀI ĐỒ VÀ CÁC ẤN PHẨM HÀNG HÀI I – KHÁI NIỆM CHUNG 61 II – TỈ LỆ XÍCH TRÊN BẢN ĐỒ 62 2.1 Định nghĩa 62 III – ELIP BIẾN DẠNG 63 IV – PHÂN LOẠI PHÉP CHIẾU HẢI ĐỒ 64 4.1 Phân loại theo đặc điểm sai sót 65 4.2 Phân loại theo cách dựng 65 4.3 Phép chiếu hình nón 67 4.4 Phép chiếu hình trụ 68 V – ĐƯỜNG LOC XƠ 71 5.1 Định nghĩa 71 iii 5.2 Phương trình đường Lốc xơ địa cầu 71 VI – PHÉP CHIẾU HẢI ĐỒ MERCATOR 73 6.1 Những u cầu phép chiếu 73 6.2 Cơ sở phép chiếu Mercator 74 6.3 Điều kiện hình chiếu đường Lốc xơ đường thẳng 77 6.4 Đường Ốc tơ 77 VII – ĐO KHOẢNG CÁCH TRÊN HẢI ĐỒ MERCATOR 79 VIII – PHÉP CHIẾU GNOMONIC 81 8.1 Đặt vấn đề 81 8.2 Tính chất phép chiếu Gnomonic 81 8.3 Hình chiếu cung vòng lớn, kinh tuyến hải đồ Gnomonic 8.4 Hình chiếu vĩ tuyến IX – HẢI ĐỒ VÀ CÁC ẤN PHẨM HÀNG HẢI A HẢI ĐỒ 82 83 85 85 9.1 Phân loại hải đồ 85 9.2 Mức độ tin cậy hải đồ 88 9.3 Chuẩn bị hải đồ cho tuyến hành trình 90 9.4 Tu chỉnh hải đồ 93 9.5 Thực hành tu chỉnh hải đồ 97 9.6 Ghi chép 114 9.7 Đọc hải đồ 120 9.8 Ảnh hưởng việc lấy mốc trắc địa ngành hàng hải 138 B CÁC ẤM PHẨM HÀNG HẢI 141 10.2 Sổ tay người biển 144 10.3 Các tuyến đường đại dương giới 145 10.4 Bảng khoảng cách 145 10.5 Danh mục hải đăng tín hiệu sa mù (Admiralty list of light and fog signals) 146 10.6 Danh mục trạm phát VTĐ (Admiralty list of radio signals) 147 10.7 Các xuất vế thủy triều 150 10.8 Các ấn phẩm thiên văn 150 X – TU CHỈNH CÁC ẤN PHẨM HÀNG HẢI 150 XI – HẢI ĐỒ ĐIỂN TỪ 152 11.1 Khái niệm hải đồ điện tử 152 11.2 Hải đồ vector (ENCs) 154 11.3 Hải đồ Raster – Raster Navigation Charts – RNCs 154 iv 11.4 Ngun tắc định vị hải đồ điện tử 156 11.5 Các nhóm thơng tin ngun tắc hiển thị hải đồ điện tử 157 11.6 Mức độ chi tiết hải đồ điện tử 158 11.7 Tính chất pháp lý hải đồ điện tử 159 11.8 Chế độ báo động hải đồ điện tử 183 11.9 Tu chỉnh hải đồ 186 11.10 Những nội dung quan trọng khác hải đồ 192 11.11 Chức phát triển hải đồ điện tử 192 11.12 u cầu độ xác hải đồ điện tử 193 CHƯƠNG V : THIẾT BỊ BẢO ĐẢM AN TỒN HÀNG HẢI I – HẢI ĐĂNG (Lighthouses) 202 203 1.1 Các đặc tính đèn (light characterristics) 204 1.2 Phân loại hải đăng 204 1.3 Thơng tin hải đăng cho Admiralty List of Lights and For Signals 204 1.4 Thuyền đen, phao biển 206 1.5 Sơ đồ xác định tầm xa hải đăng 206 II – PHAO VÀ TIÊU HÀNG HẢI 210 2.1 Phao hàng hải (Buoys) 210 2.2 Dấu hiệu hàng hải (Marks) 210 2.3 Tiêu hàng hải (Beacons) 211 2.4 Hiếp hội hải đăng quốc tế (IALA) 212 2.5 Tín hiệu âm 216 2.6 Racons 217 HỆ THƠNG KIỂM SỐT VÀ DỊCH VỤ LƯU THƠNG ĐƯỜNG THỦY KHÁI NIỆM 222 CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG VTS 223 2.1 Ngun tắc hoạt động 223 2.2 Cấu trúc hệ thống 224 2.3 Phác họa hình ảnh tình hình lưu thơng 227 2.4 Độ tin cậy thiết bị 227 2.5 Liên lạc 230 CHƯƠNG VI : DỰ ĐĨAN VỊ TRÍ TÀU VÀ LẬP KẾ HOẠCH HÀNH TRÌNH 233 I – DƯ ĐỐN ĐƯỜNG ĐI CỦA TÀU – SAI SỐ TÍCH LŨY CỦA VỊ TRÍ DỰ ĐỐN 233 1.1 Vị trí dự đốn 233 v 1.2 Sai số tích lũy vị trí dự đốn 234 1.3 Dự đốn vị trí tàu có ảnh hưởng gió 236 1.3.1 Khái niệm dạt gió 236 1.3.2 Xác định góc dạt gió 237 1.4 Dự đốn đường tàu có hải lưu tác động 239 1.4.1 Khái niệm hải lưu 239 1.4.2 Dự đốn đường tàu cách vẽ 240 1.5 Góc dạt tổng hợp 242 1.5.1 Định nghĩa 242 1.5.2 Thao tác có dạt tổng hợp 243 II – LẬP KẾ HOẠCH HÀNH TRÌNH 245 2.1 Thu nhận thơng tin lập kế hoạch 245 2.2 Vạch kế hoạch 247 2.2.1 Lựa chọn tuyến đường 247 2.2.2 Tránh khu vực gần bờ chướng ngại biển 248 2.2.3 Hành trình khu vực có sơ đồ phân luồng giao thơng 249 2.3 Thực hành thao tác sơ đồ hải đồ 253 2.4 Kiểm sốt hành trình 255 PHỤ LỤC I 257 TÀI LIỆU THAM KHẢO 268 vi Hàng hải địa văn tập Lời mở đầu LỜI NÓI ĐẦU Hàng hải đòa văn phương pháp sử dụng mục tiêu nằm bề mặt đất để làm phương tiện dẫn tàu biển, nhằm phân biệt với việc sử dụng thiên thể bầu trời Ngày hệ thống đònh vò vệ tinh làm cho việc dẫn tàu thuận tiện an toàn Chúng viết sách với tên nguyên thủy Tuy nhiên nội dung sách cập nhật thông tin từ giáo trình đại Anh, Mỹ, Nhật bản…Mục đích sách đào tạo lý thuyết thực hành cho sỹ quan hàng hải Trong sách phần đơn lý thuyết nhằm giúp người học có điều kiện tra cứu thêm Với khối lượng chương trình đòi hỏi môn học chia nội dung sách thành tập Tập I đề cập tới kiến thức hình học trái đất, phép chiếu đồ, công tác hải đồ (kể hải đồ điện tử) ấn phẩm hàng hải Chương V tập I hệ thống bảo đảm an toàn hàng hải đưa vào để bù đắp nội dung thiếu tài liệu từ trước đến Tập II bao gồm phương pháp đònh vò biển, dẫn tàu tình khác nhau, phương pháp hành hải tối ưu, công tác tính toán thủy triều… Trong tập có phần tập thực hành cụ thể để người học nắm vững lý thuyết (được viết riêng phần tập) Khi viết chương trình này, sử dụng kiến thức môn Hàng hải đòa văn dùng để đào tạo sỹ quan hàng hải từ trước đến Việt nam, đồng thời đưa vào số thuật ngữ tiếng Anh thông dụng thay ký hiệu Việt ngữ, với số nội dung có tính hướng dẫn sử dụng cập nhật theo chương trình số nước phát triển hàng hải, nhằm phục vụ cho việc cải tiến chương trình đào tạo giai đoạn tới Để phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu môn học nay, xin giới thiệu nội dung sau đây: -Những khái niệm trái đất - Xác đònh phương hướng khoảng cách biển - Hải đồ ấn phẩm hàng hải - Hệ thống thiết bò bảo đảm an toàn hàng hải - Lập kế hoạch hành trình - Xác đònh vò trí tàu biển việc sử dụng mục tiêu nhìn thấy hệ thống vô tuyến hàng hải dẫn đường, đánh giá độ xác vò trí xác đònh - Phương pháp dẫn tàu theo đường có lợi mặt hàng hải - Dự tính thủy triều phục vụ cho việc điều khiển tàu Chúng cố gắng kết hợp lý thuyết, hướng dẫn thực hành kinh nghiệm nghề nghiệp để viết nên sách làm tài liệu học tập tham khảo cho vii Hàng hải địa văn tập Lời mở đầu sinh viên sỹ quan hàng hải Tuy nhiên để có giáo trình chuẩn hoàn chỉnh, đòi hỏi phải tập trung trí tuệ sức lực tập thể nhà chuyên môn chuyên ngành Chúng hy vọng cố gắng phần mang lại cho người đọc người học kiến thức để làm việc nghiên cứu Đặc biệt thời gian thiếu giáo trình môn học cho sinh viên hàng hải trường đại học, cao đẳng, trung học… Chúng mong nhận ý kiến đóng góp chân thành độc giả giáo trình chuẩn với chất lượng tốt viii Hàng hải đòa văn tập I Chương I - I- Khái niệm Trái đất NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRÁI ĐẤT HÌNH DÁNG VÀ KÍCH THƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT 1.1 Hình dáng kích thước Trái đất Ngày nay, từ vệ tinh dễ dàng nhìn thấy qủa cầu xanh – Trái đất Tuy nhiên, từ kỷ 19 nhà khoa học giới khảo sát, đo đạc để đưa hình dáng gần Tùy thuộc vào tính chất mục đích cần giải toán trái đất người ta coi trái đất có hình dáng gần sau: - Hình dáng vật lý: hình dáng thật trái đất Bản thân bề mặt trái đất lồi lõm với phân bố không đồi núi, biển đất liền Tuy nhiên, hình dáng mô tả với trình độ khoa học lúc - Dạng Geoid : Là hình dạng tính theo trung bình độ lồi lõm bề mặt đất - Dạng Elipsoid: Người ta coi trái đất có hình dạng elip với độ dẹt nhỏ, quay quanh trục nhỏ (b) elip (hay trục PnPs) Đây dạng gần trái đất - Dạng Spheroid: dạng cầu dẹt phía cực, dạng gần trái đất lấy làm hình dáng chuẩn - Dạng cầu: (Sphere) coi trái đất hình cầu thường gọi Đòa cầu Các nhà khoa học Trái đất chứng minh coi trái đất Geoid Elipsoid sai số bề mặt không vượt qúa 150 mét Kích thước trái đất dạng Spheroid tìm cách tương đối xác vào kỷ XIX sau đo thông số số lớn cung kinh tuyến vó tuyến tọa độ khác Vào năm 1924, họp nhà trắc đạc giới Hoa thònh đốn (Mỹ) thống lấy hình dáng trái đất hình Spheroid (thường gọi International (1924) Spheroid) Cắt trái đất dạng Spheroid mặt phẳng qua trục PnPs ta giao tuyến vòng kinh tuyến dạng elip, có bán trục lớn (a) bán trục nhỏ (b) (H 1), với độ dẹt elip tính bằng: f = a −b b = 1− a a (1.1) Hàng hải đòa văn tập I Khái niệm Trái đất PN b a PS Hình 1: Trái đất hình Spheroid độ lệch tâm elip kinh tuyến (e) là: a2 − b2 b2 b = 1− = ( 1+ e = a a a )1 − b   (1.2) a So sánh (1.1) (1.2) ta thấy: e = f ( + b a ) , mà b/a = - f → e2 = (1+1-f) α = 2f - f2 Vì f = 1/300 (giá trò nhỏ) ta bỏ qua f2 ⇒ e2 = 2f Lòch sử có hệ thống trắc đòa đặc trưng Các nước XHCN trước sử dụng số liệu viện sỹ hàn lâm, giáo sư Craxopsky ng đưa số liệu vào năm 1940 dựa vào việc công nhận trái đất có dạng Spheroid sau: - Trục lớn : a= 6.378.245,000 mét - Trục nhỏ: b= 6.356.863,019 mét - e2 = 0,0069334216 - f = 1/298,3 Hệ thống thứ lấy theo số liệu nhà bác học Bessel (Bồ đào nha), ông đưa số liệu sau: - a = 6.377.397 mét - b = 6.356 079mét f = 1/299,2 So sánh hình dạng cầu hình dạng spheroid ta thấy: (a-b)Spheroid = 21,5 km; chênh lệch 0,3% chiều dài bán kính xích đạo trái đất hình cầu Nếu coi trái đất hình cầu bán kính cầu bằng: Hàng hải đòa văn – Tập I 2.4 Dự đoán vò trí tàu Lập kế hoạch hành trình Kiểm soát hành trình Kế hoạch hành trình lựa chọn sau thuyền trưởng phê duyệt trở thành mệnh lệnh, sỹ quan trực ca buồng lái phải thực cách nghiêm túc, quyền thay đổi Tuy nhiên tàu hành trình biển, thực tế sai khác với kế hoạch Các nguyên nhân gây phần lớn điều kiện khí tượng thủy văn dự tính không với thực tế, gặp phải cố hàng hải bất thường, số thay đổi biển chưa kòp cập nhật.v.v Do vậy, công việc theo dõi di chuyển tàu động thái tuyến hành trình phải kiểm soát chặt chẽ Kiểm soát hành trình có nghóa là: - Dựa vào mục tiêu cố đònh quan sát tuyến hành trình, sử dụng thiết bò sẵn có buồng lái radar, sextant, la bàn, hệ thống vô tuyến dẫn đường (GPS, Loran C…) để xác đònh vò trí tàu cách liên tục Tần số vò trí phải xác đònh phụ thuộc vào khu vực hành trình, mức độ nguy hiểm cho tàu Sao cho sỹ quan trực ca, thuyền trưởng có đủ khả đánh gía để kiểm soát tình hình Nên nhớ việc sử dụng nhiều biện pháp đồng thời để xác đònh vò trí tàu nhiệm vụ người điều khiển tàu, nhằm nâng cao độ xác vò trí tàu, có điều kiện so sánh tìm sai sót thiết bò biện pháp sử dụng Nếu tàu bò trôi dạt khỏi đường chọn kòp thời điều chỉnh để đưa trở đường kế hoạch - Kiểm tra độ sâu ghi hải đồ máy đo sâu, đặc biệt khu vực có độ sâu hạn chế so với mớn nước tàu Khi tàu vào khu vực có độ sâu nhỏ luồng lạch, vùng cảng, tầm nhìn xa bò hạn chế…, việc mở máy đo sâu bắt buộc thuyền trưởng sỹ quan hàng hải Công việc theo dõi xác nhận thông qua việc ghi chép thời điểm mở máy đo sâu thời điểm theo dõi sau băng giấy thò độ sâu Tốc độ tàu phải giảm xuống cách hợp lý 255 Hàng hải đòa văn – Tập I - Dự đoán vò trí tàu Lập kế hoạch hành trình Bằng kinh nghiệm biển quan sát tình trạng măt nước để đưa phán đoán đề phòng Có thể xoáy nước, hình dạng sóng, màu sắc khác thường nước biển báo hiệu khu vực bãi cạn, đá ngầm Hình dạng chu kỳ sóng lừng báo hiệu hướng đến tâm sức gió bão nhiệt đới.v.v… - Những chướng ngại xuất bất thường tuyến đường phải xác đònh, đánh dấu lên hải đồ, ghi chép vào nhật ký, báo cáo với nhà chức trách - Khi điều kiện bất thường không phương tiện để xác đònh vò trí tàu phải dựa vào thông số có hướng đi, tốc độ, độ dạt để tiến hành dự đoán hành trình - Luôn quan tâm đến độ xác vò trí tàu phương pháp đònh vò, đặc biệt hành trình khu vực có nhiều chướng ngại hàng hải Không qúa tin tưởng vào thiết bò kỹ thuật mà quên việc cảnh giới theo dõi người 256 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục PHỤ LỤC I The Next Edition of IHO S-57 (4.0) Version 1.1, March 2005 Introduction The International Hydrographic Organization (IHO) is an intergovernmental consultative and technical organization which was established in 1921 to support the safety of navigation and to contribute to the protection of the marine environment IHO Special Publication 57 (IHO S-57) is the IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data It is the standard to be used for the exchange of digital hydrographic data between hydrographic offices (HOs), and for the distribution of hydrographic data to manufacturers, mariners and other data users (e.g environmental management organizations) It was developed so that the transfer of all forms of hydrographic data would take place in a consistent and uniform manner To date, S-57 3.0/3.1 has been used almost exclusively for encoding Electronic Navigational Charts (ENCs) required for ECDIS However, S-57 is intended to support all types of hydrographic data In order to so, S-57 needs to be expanded in order to accommodate new requirements, customers, and technology Version 1.0 of this information paper was originally prepared in November 2004 by the TSMAD (Transfer Standard Maintenance and Applications Development) S-57 Edition Sub-Working Group [a subsidiary group of the IHO CHRIS (Committee on Hydrographic Requirements for Information Systems)] In December 2004, it was posted on the IHO Website (www.iho.shom.fr), and also forwarded to IHO Member States as IHO Circular Letter 83/2004 (7 Dec 04) Background S-57 was formally adopted as the official IHO hydrographic data transfer standard at the XIVth International Hydrographic Conference in May 1992 It includes: - A general introduction with list of references and definitions - A theoretical data model on which the standard is based - The data structure or format that is used to implement the data model - General rules for encoding data into the ISO 8211 encapsulation 257 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục In addition to the main document, there are two appendices: Appendix A is the Object Catalogue It provides the official, IHO-approved data schema that can be used within an exchange set to describe real-world entities Appendix B contains the IHO-approved Product Specifications These contain additional sets of rules for specific applications Currently, the only product specification in S57 is for an ENC S57 Edition 3.0 was released in November 1996 Edition 3.1 containing minor revisions/additional attribute values was issued in November 2000 There have been no changes made since that time Currently, S-57 3.1 is “frozen” It will remain valid -in perpetuity until no longer required The present intention is to release Edition 4.0 in late 2006 Current Limitations of S-57 Edition 3.1 S-57 Ed 4.0 will not be an incremental revision of Edition 3.1 It will be a new standard that includes both additional content and a new data exchange format Although S-57 Edition 3.1 has many good aspects, it does have certain limitations: - It was primarily developed to meet the ENC requirement called for in an IMOcompliant ECDIS - It has an inflexible maintenance regime Freezing standards for lengthy periods is counter-productive - As presently structured, it cannot support future requirements (e.g., gridded bathymetry) - Embedding the data model within the encapsulation restricts the flexibility and capability of using a wider range of transfer mechanisms - It is regarded by some as a limited standard focused exclusively on the production and exchange of ENC data Goal/Objectives The primary goal for the next edition of S-57 is to be able to support a greater variety of hydrographic -related digital data sources, products, and customers (see Figure 1) 258 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục Figure – S-57 Edition will support a greater variety of data sources, products and services This includes matrix and raster data, 3-D and time-varying data (x, y, z, and time), and new applications that go beyond the scope of traditional hydrography (e.g high-density bathymetry, seafloor class ification, marine GIS) It will also enable the use of webbased services for data discovery, browsing, query, analysis, and transfer Other objectives include: - Separate the content from the carrier In this way, data can be manipulated and encoded without being permanently tied to a single exchange mechanism - Manageable flexibility that can accommodate change Future product specifications will be based on a core data model that may be extended to meet the needs of different hydrographic information communities This will allow the core standard to evolve (e.g., through extension) without the need for new versions of product specifications - An ISO-conforming registry on the IHO web site containing feature data dictionaries and product feature catalogues that are more flexible and capable of being expanded - Separate registers for other user communities This includes new S-57 features/attributes and additional product specifications that may be created (e.g., Inland ENC Product Specification) ISO Geospatial Standards The International Standards Organization (ISO) is a non-governmental international standards organization comprising a worldwide federation of national standards bodies from over 130 countries In response to a growing demand for geo-spatial information standards, ISO established Technical Committee 211 (ISO/TC211) in 1994 The aim of ISO/TC211 is to establish a structured set of standards for information concerning geographic objects or phenomena IHO, together with many other geographic standards development organizations, is a Class A Liaison Organization to ISO/TC211 Currently, there are over 22 Class A members, including: - Digital Geographic Information Working Group (DGIWG) 259 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục - Global Spatial Data Infrastructure (GSDI) - Open Geospatial Consortium (OGC) - United Nations Geographic Information Working Group (UNGIWG) A more complete listing is contained in Appendix A ISO 19100 Standards The standards developed by ISO/TC211 are contained in the ISO 19100 series of geographic standards For all forms of geographic data, these standards specify the methods, tools, and services for: - Data management (including definition and description) - Acquiring, processing, analyzing, accessing, and presenting data - Transferring data in digital electronic form between different users, systems and locations In the most general sense, they fall into one of the following categories: Framework and Reference Model Profiles and Functional Standards Data Models and Operators Data Administration Geographic Information Services Currently, there are over 40 standards in the ISO 19100 series These include both formally adopted and draft International Standards for spatial and temporal schema, metadata, imagery and gridded data, profiles, portrayal, encoding, etc A current listing of all ISO 19100 series standards is provided in Appendix B Alignment with ISO/TC211 Given the prominence of ISO standards and their worldwide recognition and use, it makes sense for IHO to follow the “ISO/TC211 way” of standards development for the next edition of S-57 In 1999, ISO/TC211 invited the IHO and the NATO Digital Geographic Information Working Group (DGIWG) to enter into a cooperative agreement for future standards development Rather than work at cross-purposes, it was considered prudent to harmonize the data content contained in IHO S-57 (e.g., the Object Catalogue) with that of NATO DIGEST (e.g., DGIWG Feature Data Dictionary – formerly called FACC) Further, the intent was to develop hydrographic standards that were compatible with a broad range of other ISO Geospatial standards This was agreed to by IHO at the 12th CHRIS meeting in October 2000 Currently members of both organizations attend each other’s meetings and have played important roles in the harmonization process New Framework Alignment with the ISO 19100 series of geographic standards will require a new way of 260 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục organizing and defining S-57 Edition More specifically, it will require a new framework or structure, and a new (or revised) set of terms used to describe the components of S57 Edition 4.0 Registry and Registers Perhaps the most significant aspect in terms of alignment with the ISO TC/211 standards is the employment of a “registry” containing one or more “registers” (see Figure 2) A “registry” is the entire information system (or location) in which a collection of registers is located In the case of the future S-57 Edition 4.0, IHO will host a registry that will provide a facility to store various registers of hydrographic -related information This will include feature data dictionaries, metadata and code lists (e.g sounding datums) There will be registers for Hydrographic Information, Dynamic Ice Coverage, Additional Military Layers (AMLs), and Inland ENCs Other types of information that not fit into these categories can be included in the Open ECDIS Forum (OEF) register For each register there is an organization that will be responsible for its content and management A major benefit of the registry concept is its flexibility Multiple versions of similar entries in a data dictionary can be maintained using unique identification and classification For instance, an entry can be classified as being either: - valid (latest version) - superseded (previous version/s) - retired (no longer recommended for use) - not valid (proposed but not accepted, or no longer acceptable) 261 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục IHO Registryff Fig In this way product feature catalogues can reference an item that will remain va lid even if a newer version is registered at a later date In this way, if a new item is registered, a new version of a current product specification is not required Not valid items will remain public in order to ensure that any future proposals for similar items have not been previously rejected A prototype registry will be available for comment at the IHO website in December 2004 An operational registry is planned for 2005 Application Schema Template An application schema template (see Figure 3) specifies the rules for how: - features, attributes and associations are used to specify a data model - the various components are ‘glued’ together (i.e a feature and its spatial component) - to use registers as part of an overall registry These rules can then be applied to develop a product specific application schema that in turn forms the basis of the product specification 262 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục Figure Individual product specifications consist of a feature catalogue, an application schema, an encoding (e.g., Geographic Markup Language – GML), etc (see Figure 4) Figure New Terminology (IHO S-57 “ISO-ese”) Some of the terms and definitions currently used in S-57 Ed 3.1 will no longer be employed They will be re-defined or will “evolve” into what some have described as a new language (i.e., “ISO-ese”) While this transition may be difficult at first, in the longer term it will be beneficial since IHO S-57 Edition 4.0 will be using the same language as ISO TC/211 series of standards Some examples of this change in terminology include: 263 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục S-57 Ed 3.1 ISO 19100 series [none] * a registry for a standard contains a number of registers object feature attribute feature attribute attribute values enumerants object catalogue a feature data dictionary contains features and attributes but without any mandatory relationship Using this, a specific feature catalogue (mandating relationships between features and attributes) can be specified for a variety of requirements (e.g., a product specification) * The closest thing to a registry/registers that we presently have is the Open ECDIS Forum (OEF) During the past four years, it has served as a useful mechanism/database for registering additional objects/attributes that were not contained in S-57 Edition 3.0/3.1 In S-57 Ed 4.0, a comprehensive translation will be included as an Appendix Benefits There will be a number of benefits in adopting S-57 Edition 4.0: - Using ISO-developed components and terminology will help ensure that S-57 and future extensions are in the mainstream of the geospatial information industry This should also help to facilitate a greater use and lower cost implementation of S-57 for hydrographic and other types of geospatial applications (e.g., Marine GIS) - Conformance with the ISO/TC211 standards will maximize the use of COTS (commercial-off-the-shelf) software applications and development - New components of S -57 will not be developed in isolation from the rest of the spatial information technology community - Any new requirements can be incorporated within the established framework of ISO/TC211 based standards - Rather than being regarded as simply a standard for hydrography, S-57 Edition 4.0 will be interoperable with other ISO/TC211 standards and profiles (e.g., NATO DIGEST) - There are many national standards bodies that will take full advantage of S-57 being aligned with ISO/TC211 standards - More than just hydrographic offices and ECDIS equipment will be able to use S-57 hydrographic data - It will facilitate the ability of HOs to use other sources of geospatial data (e.g., combining topography and hydrography to create a coastal zone map) Another improvement will be the way in which ENC data will be encapsulated In simple terms, encapsulation means deciding what data structure is used for the exchange of ENC data The current edition of S-57 uses an ISO standard referred to as ISO/IEC 8211, “Specification for a data descriptive file for information interchange.” First published in 1985, ISO/IEC 8211 was developed when the state-of-the-art was the 3.5” floppy disk ISO/IEC 8211 is no longer widely used, and it would not be possible to efficiently encapsulate some of the new data functionality using this outdated standard The GIS industry has provided a standards- based format that should be a good replacement for 8211 The Geography Markup Language (GML) has been developed by the Open Geospatial Consortium The current version is going through the process of becoming an ISO standard 264 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục Using GML as one method of encapsulating S-57 Edition 4.0 data fits in well with the overall strategy of using existing standards in order to facilitate acceptance S-57 Edition 3.1 4.0 Edition 3.1 will continue to be valid for many years to come even after Edition 4.0 has been released Since ECDIS equipment uses ENC data conforming to the ENC Product Specification contained in S-57 Edition 3.1, Hydrographic Offices will continue to produce Edition 3.1 ENC data in order to continue to improve world-wide ENC coverage If or when a new ENC Product Specification is published based on S-57 Edition 4.0, it is reasonable that systems will eventually be upgraded to take advantage of the new functionality that an S57 e4.0 ENC may offer It should be stressed, however, that No decision has been made to supersede or replace the current S57e3.1 ENC Product Specification Implications for ENC Product Specification There are some deficiencies in the ENC Product Specification that have been identified since the release of S-57 Editions 3.0 and 3.1 Once the work on the main parts of the new Edition 4.0 standard has been completed, the new ENC Product Specification will address all of these accumulated corrections and additions There are some other decisions to be made regarding the ENC Product Specification such as “backwards compatibility” Although it sounds good, this term is somewhat misleading since any change made to the existing ENC Product Specification will result in an ENC that will not be completely compatible with an existing ECDIS However, this can be overcome when ECDIS equipment is upgraded to be able to take advantage of new ENC data that has increased functionality This should not be a surprise to anyone who has upgraded their office suite of computer software and sent files in a new word processing format to their colleagues who, using older software, reply ‘I can’t open the file that you sent me!’ Another issue to be dec ided is what new functionalities of Edition 4.0 should be included in any new ENC Product Specification For new features and attributes, this could include archipelagic sea-lanes (ASL) and the Environmentally Sensitive Sea Areas (ESSA) that have recently been mandated by the IMO to be included on paper and electronic charts Another capability could be the incorporation of gridded data This would provide the capability for ENCs to show detailed bathymetric information and to create three-dimensional views of the 265 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục detailed bathymetry Finally, allowing for time-varying data to be part of a new ENC Product Specification will enable the incorporation of tide and current data, weather, oceanographic and dynamic ice coverage Summary The primary goal for the next edition of S-57 (Edition 4) is to support a greater variety of hydrographic -related digital data sources, products, and customers This includes matrix and raster data, 3-D and time-varying data (x, y, z, and time), and new applications that go beyond the scope of traditional hydrography (e.g high-density bathymetry, seafloor classification, marine GIS) It will also enable the use of web-based services for data discovery, browsing, query, analysis, and transfer S-57 Edition 4.0 will not be an incremental revision of Edition 3.1 Edition will be a new standard that includes both additional content and a new data exchange format Due to the world-wide prominence of ISO standards, IHO S-57 will conform to the “ISO way” of standards development However, alignment with the ISO 19100 series of geographic standards will require a re-structuring of S-57 Edition More specifically, this requires a new framework, and a new (or revised) set of terms used to describe the components of S-57 Edition 4.0 The present intention is to release S57 Edition 4.0 as a hydrographic data transfer standard in late 2006 Edition 3.1 will continue to be valid for many years to come even after Edition 4.0 has been released Since current ECDIS equipment uses ENC data conforming to the ENC Product Specification contained in S-57 Edition 3.1, Hydrographic Offices will continue to produce Edition 3.1 ENC data in order to continue to improve world-wide ENC coverage No decision has been made to supersede or replace the current S57e3.1 ENC Product Specification 10 Appendix A Class A Liaison Organizations to ISO/TC211 Committee on Earth Observation Satellites/Working Group on Information Systems and Services (CEOS/WGISS) Digital Geographic Information Working Group (DGIWG) European Commission Joint Research Centre (JRC) European Petroleum Survey Group (EPSG) Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO/UN) Global Spatial Data Infrastructure (GSDI) IEEE Geoscience and Remote Sensing Society International Association of Geodesy (IAG) International Cartographic Association (ICA) International Civil Aviation Organization (ICAO) International Federation of Surveyors (FIG) International Hydrographic Organization (IHO) International Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS) International Steering Committee for Global Mapping (ISCGM) Open GIS Consortium, Incorporated (OGC) 266 Hàng hải đòa văn – Tập I Phụ lục Permanent Committee on GIS Infrastructure for Asia and the Pacific (PCGIAP) Permanent Committee on Spatial Data Infrastructure for Americas (PC IDEA) Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) UN ECE Statistical Division United Nations Geographic Information Working Group (UNGIWG) United Nations Group of Experts on Geographical Names (UNGEGN) World Meteorological Organization (WMO) 11 Appendix B ISO 19100 Series (Geographic Information) Standards International Standards ISO 19101:2002 Geographic information — Reference model ISO 19105:2000 Geographic information — Conformance and testing ISO 19107:2003 Geographic information — Spatial schema ISO 19108:2002 Geographic information — Temporal schema ISO 19111:2003 Geographic information — Spatial referencing by coordinates ISO 19112:2003 Geographic information — Spatial referencing by geographic identifiers ISO 19113:2002 Geographic information — Quality principles ISO 19114:2003 Geographic information — Quality evaluation procedures ISO 19115:2003 Geographic information — Metadata ISO/TR 19120:2001 Geographic information — Functional standards ISO/TR 19121:2000 Geographic information — Imagery and gridded data Final Draft International Standards ISO/FDIS 19115 Geographic information — Methodology for feature cataloguing Draft International Standards ISO/DIS 19104 Geographic information — Terminology ISO/DIS 19106 Geographic information — Profiles ISO/DIS 19109 Geographic information — Rules for application schema ISO/DIS 19116 Geographic information — Positioning services ISO/DIS 19117 Geographic information — Portrayal ISO/DIS 19118 Geographic information — Encoding ISO/DIS 19119 Geographic information — Services ISO/DIS 19123 Geographic information — Schema for coverage geometry and functions ISO/DIS 19125-1 Geographic information — Simple feature access — Part 1: Common architecture ISO/DIS 19125-2 Geographic information — Simple feature access — Part 2: SQL option ISO/DIS 19128 Geographic information — Web Map Server interface ISO/DIS 19133 Geographic information — Location based services tracking and navigation 267 Hàng hải đòa văn – Tập I Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Hàng hải học, Tập I đến tập VI Alecxan Ilich Mideonhityxki – Bản dòch: Nguyễn Ngọc Diệp American Practical Navigator - Nathaniel Bodwditch, LL.D 1995 Admiralty Manual of Navigation (BR 45), Edition 1987 Symbols and Abbreviations used on Admiralty Charts (Chart 5011); Chart No 1; Chart 6011 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Shoreline and Sextant - John P Budlong Seaman ship Techniques - D.J house, Oxford 1994 Admiralty Notice to Mariners (Weekly Edition, Anualy Edition…) Admiralty List of Radio Signals (ALRS) (NP) Admiralty List of Lights and Fog Signals (NP) Sailing Directions (NP) Admiralty Tide tables (NP) How to use Japanese Charts SOLAS 74 STCW 95 ISM Code Collision Avoidance Rules – VMU 1992 Bridge Procedres Guide - International Chamber of Shipping London Radar and Electronic Navigation - G.J.Sonnenberg – Butterworth 268 Hàng hải đòa văn – Tập I 19 1998 20 Marine Handbook – NP 100 Tài liệu tham khảo ECIDIS and Potetial Legal – Implications: Proceeding with caution 21 Vivian Fobes Ph.D (UWA) -2004 22 Marine Statistics Theory and Practice – Goodwin, London 1979 23 Electronic Aids to Navigation – R Lownborough & D Calcutt – 24 London 1993 25 26 27 28 29 30 For the safe navigation in Japanese coast waters – Japan 1993 Port Marine Circular – MPA – Singapore, 2006 IMO A857(20) VTS Berwick Bay – User Manual, 10th Edition, 2001 IHO S-57 (4.0), 2004 Full list of Feature of NAVI-SAILOR 3000 ECS How to Comunicate Information – Singapore, MPA IALA Maritime Buoyage System 269 [...]... chọn đơn vò hải lý hàng hải theo quy đònh riêng của mình, dựa vào vó độ trung bình của vùng biển nước đó, hoặc đã dựa theo một nước khác Ví dụ Pháp chọn 1hải lý = 1852 m, Nhật bản, Anh chọn 1 hải lý = 1853,18 m; Bồ đào nha chọn 1 hải lý = 1850 m - Ngày nay thế giới đã lấy giá trò quy tròn chiều dài của1 phút cung kinh tuyến tại vó độ 45 độ làm đơn vò đo trong hàng hải, gọi là Hải lý hàng hải quốc tế... 1852 m Vì vậy, việc chế tạo dụng cụ đo chiều dài trong hàng hải đơn giản đi nhiều Các đơn vò khác : 1 cable ( liên) = 1/10 hải lý = 185,2 m 1 feet = 0,305 m 1 yard (mã) = 3 feet = 0,9144m 1 fathom (sải) = 6 feet = 1,83 m Knot (nơ): đơn vò đo tốc độ, 1knt = 1NM/h ( hải lý hàng hải / giờ ) 12 Hàng hải đòa văn tập I Khái niệm cơ bản về Trái đất Hải lý xích đạo (Geographical mile) là chiều dài của 1’ cung... độ cao h tính bằng feet, để có Dm tính bằng hải lý ta có công thức: Dm=1,149 ( (1.19) e f + Hf ) Trong hải đồ Việt nam, Nga, tầm nhìn xa đòa dư của các hải đăng được xác đònh ứng với độ cao e= 5 mét, ký hiệu De Từ đó De = 4,7 hải lý ( tương ứng trong hải đồ Anh, e= 15 feet) Lúc này muốn tính tầm xa thực tế mà chúng ta đang đứng ở độ cao khác với 5 mét, cần phải hiệu chỉnh 1 đại lượng (∆) để thêm vào... nhìn xa khí tượng 10 hải lý (Visibility = 10 NM) Để xác đònh khả năng quan sát thấy hải đăng trong điều kiện thực tế cần phải dựa vào đồ thò xác đònh tầm xa cho trong Admiralty List of Lights (sẽ giới thiệu ở chương V), đồng thời lưu ý đến tầm nhìn xa đòa dư khi bạn đứng ở độ cao khác 5 mét 18 Hàng hải đòa văn tập I Khái niệm cơ bản về Trái đất Chiều cao của mục tiêu ghi trên hải đồ ứng với Mực nước... điểm S tới W 23 Hàng hải địa văn tập I Xác định phương hướng trên biển Cách viết giá trò phương vò trong hệ ¼ vòng: tên đầu trùng với tên điểm gốc (N hoặc S), tên sau là E hoặc W, nhưng giá trò chỉ giới hạn trong vòng 90o Ví dụ: Điểm M (H 11) có phương vò nguyên vòng bằng 45o, trong hệ ¼ vòng được viết: NE 45o Hệ 1/4 vòng được sử dụng nhiều trong thiên văn hàng hải còn trong đòa văn thì ít sử dụng,... 19o52’ W V- ĐƠN VỊ CHIỀU DÀI DÙNG TRONG HÀNG HẢI 5.1 Đơn vò chiều dài Trên hình cầu hay hình Spheroid, các đơn vò đo góc là độ, phút góc, nhưng trong hàng hải khi đo khoảng cách trên mặt đất phải sử dụng các đơn vò chiều dài Người ta đã chọn chiều dài của một phút cung kinh tuyến để làm đơn vò đo, gọi là hải lý Với độ chính xác cho phép dùng trong hàng hải, độ dài một phút cung có thể tính theo công... vậy trong thời điểm cụ thể nếu có thủy triều khác với điều kiện trên, chúng ta phải tính tầm nhìn xa đòa dư theo công thức (1.18 hoặc 1.19) Khi có điều kiện khúc xạ, trời trong sáng thì tầm nhìn xa của hải đăng có thể phát hiện sớm hơn bình thường và ngược lại đối với điều kiện thời tiết xấu Light house 19 Hàng hải địa văn tập I Chương III- Xác định phương hướng trên biển XÁC ĐỊNH PHƯƠNG HƯỚNG TRÊN... kinh tuyến không phải là vòng tròn.[vì b/a = (1-e2 ) 1/2 ] 9 Hàng hải đòa văn tập I Khái niệm cơ bản về Trái đất IV- HIỆU KINH ĐỘ VÀ HIỆU VĨ ĐỘ Vò trí của một điểm nào đó trên mặt đất được xác đònh bằng giao điểm của đường kinh tuyến và vó tuyến, người ta gọi là tọa độ của điểm Con tàu hành trình từ một điểm A biết trước tọa độ đến một điểm B nào đó, để xác đònh tọa độ của điểm B ta cần phải có giá trò... viết tắt bằng tiếng Việt xưa nay vẫn dùng được thay bằng tiếng Anh 24 Hàng hải địa văn tập I Xác định phương hướng trên biển Như vậy sẽ thuận tiện cho các sỹ quan hàng hải khi đọc tài liệu và làm việc thống nhất trên các đội tàu Như tiết 1 của chương này đã đề cập, để xác đònh phương hướng trên mặt đất nói chung, chúng ta phải đònh ra các điểm, các đường và mặt phẳng để làm mốc tính Hướng là giá trò... đến điểm B có hướng 70° (H.13), trên hải đồ ta viết C70 ở giữa đường nối AB Vì có ảnh hưởng của dòng chảy, tàu bò dạt theo hướng CMG và tới điểm C (Point of arrival) 25 Hàng hải địa văn tập I Xác định phương hướng trên biển Chú ý: Hướng thật là hướng dự đònh dẫn tàu và chưa tính đến các yếu tố ảnh hưởng bên ngoài như của dòng chảy , của gió (Trong một số tài liệu đòa văn trước đây đã sử dụng ký hiệu hướng ... ẤN PHẨM HÀNG HẢI A HẢI ĐỒ 82 83 85 85 9.1 Phân loại hải đồ 85 9.2 Mức độ tin cậy hải đồ 88 9.3 Chuẩn bị hải đồ cho tuyến hành trình 90 9.4 Tu chỉnh hải đồ 93 9.5 Thực hành tu chỉnh hải đồ 97 9.6... làm tài liệu học tập tham khảo cho vii Hàng hải địa văn tập Lời mở đầu sinh viên sỹ quan hàng hải Tuy nhiên để có giáo trình chuẩn hoàn chỉnh, đòi hỏi phải tập trung trí tuệ sức lực tập thể nhà... thiếu giáo trình môn học cho sinh viên hàng hải trường đại học, cao đẳng, trung học… Chúng mong nhận ý kiến đóng góp chân thành độc giả giáo trình chuẩn với chất lượng tốt viii Hàng hải đòa văn