Αυτοματοποίηση σύνθεσης ηλεκτρονικών ναυτιλιακών χαρτών από ανοιχτά υδροχωρικά δεδομένα

Abstract

Electronic Navigational Charts (ENCs) are specialized geospatial datasets that are issued by, or under the authority of, a government or hydrographic office. They are created in accordance with the standards, specifications, and symbol sets defined by the International Hydrographic Organization (IHO). The datasets typically contain encoded information gathered from hydrographic surveys, with a primary focus on enhancing navigation safety. Most ENCs are not openly accessible, as these encrypted datasets are made available through a centralized distribution network, coordinated by two organizations acting on behalf of the coastal states that produce these charts. The research outlines a methodology and an integrated system developed at the National Technical University of Athens Cartography Laboratory for the generation of web-based nautical charts utilising open data and free software. The system compiles nautical charts compliant with IHO's S-101 latest standard; using open hydrospatial data retrieved from marine spatial data infrastructures (MSDI) and other qualified volunteered geographic information (VGI) sources. Open-source geospatial libraries and web-map vector technologies are used to build the system components and software scripts developed to enable automated compilation. The study also discusses how the system can be improved further by leveraging geospatial cloud services and AI for end-to-end process automation and satellite-derived bathymetry for accurate depiction of seabed topography in low-depth areas.

Οι επίσημοι ηλεκτρονικοί ναυτιλιακοί χάρτες (electronic navigational charts - ENC) είναι εξειδικευμένα γεωχωρικά οπτικοποιημένα σύνολα δεδομένων, που εκδίδονται από τις υδρογραφικές υπηρεσίες των κρατών μελών του Διεθνούς Υδρογραφικού Οργανισμού (International Hydrographic Organization - ΙΗΟ). Τα σύνολα δεδομένων περιλαμβάνουν κωδικοποιημένες πληροφορίες που συλλέγονται από υδρογραφικές έρευνες, και στοχεύουν κυρίως στην ασφάλεια της ναυσιπλοΐας. Οι περισσότεροι ηλεκτρονικοί ναυτιλιακοί χάρτες δεν είναι διαθέσιμα δημόσια, και μπορούν να αποκτηθούν κρυπτογραφημένα μέσω ενός κεντρικού δικτύου διανομής, το οποίο συντονίζεται από δύο οργανισμούς που λειτουργούν για λογαριασμό των κρατών μελών του IHO που τα παράγουν. H διατριβή περιγράφει μια μεθοδολογία και ένα ολοκληρωμένο σύστημα που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Χαρτογραφίας του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου για τη δημιουργία ναυτιλιακών χαρτών με χρήση ανοιχτών δεδομένων και ελεύθερου λογισμικού. Το σύστημα συντάσσει ναυτιλιακούς χάρτες συμβατούς με το πιο πρόσφατο πρότυπο S-101 του IHO, χρησιμοποιώντας ανοιχτά υδροχωρικά δεδομένα που ανακτώνται από υποδομές θαλάσσιων χωρικών δεδομένων (MSDI) και άλλες αξιόπιστες πηγές εθελοντικών γεωγραφικών πληροφοριών (VGI). Για τη δημιουργία των στοιχείων του συστήματος, χρησιμοποιούνται ανοιχτές γεωχωρικές βιβλιοθήκες σε συνδυασμό με τεχνολογίες διανυσματικών πλακιδίων και έχουν αναπτυχθεί προγράμματα λογισμικού για τη σύνθεση των χαρτών. Η μελέτη συζητά επίσης πώς το σύστημα μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω αξιοποιώντας γεωχωρικές υπηρεσίες νέφους και τεχνητή νοημοσύνη για πλήρη αυτοματισμό των διεργασιών και δορυφορική βαθυμετρία για ακριβή απεικόνιση της τοπογραφίας του βυθού της θάλασσας σε περιοχές χαμηλού βάθους.