Описательная картографическая информация для электронных карт может храниться в растровом (рис.1) или векторном формате (рис.2). Первый представляет собой набор элементов изображения (пикселей), каждый из которых является минимальным компонентом - ячейкой изображаемой карты с определенными цветом и яркостью. Пиксели организованы в ряды и колонки, что соответствует построению стандартного компьютерного дисплея. Глаз человека воспринимает общую совокупность пикселей на экране как изображение карты. Развертка этого изображения осуществляется посредством видео- или цифровой технологии сканирования, которая способна достаточно эффективно "фотографировать" оригинал Бумажной карты. Данные для растровых карт гораздо легче и дешевле разрабатывать, чем для векторных. Однако растровая карта - "глупая", поскольку является лишь репродукцией бумажной карты, изображение которой затем показывается на дисплее

Рис.1 Электронная карта растрового формата

Функциональные возможности растровой карты значительно ниже, чем векторной, "умной" карты. Векторная информация хранится в виде системы инструкций для определения и вывода на экран какого-либо фрагмента карты. Так, например, изобата может содержаться в памяти в виде определенного образа. Другая информация по прорисовке может включать, например, цвет и толщину линий контура. Эта информация трансформируется в изображение на экране с помощью процессора. Поскольку картографическая информация здесь хранится в табличной форме, векторная система по сравнению с растровой обеспечивает более высокий уровень информации.

Рис.2 Электронная карта векторного формата

Системы векторного формата представляют также возможность получения "слоеной" информации, когда пользователь имеет выбор в части того, какой навигационной информации следует появиться на экране дисплея. К сожалению, составление и проверка данных для векторной карты требует больших усилий, тогда как растровую карту сделать сравнительно легко.

ECDIS — это векторная форматная система, эффективно использующая сведения имеющиеся в базе картографических данных, однако формирование баз для этой системы оказалось значительно труднее, чем предполагалось ранее. Именно поэтому для развития ECDIS потребуется ряд лет. Этот факт открыл возможности для параллельного использования других электронных картографических систем, особенно базирующихся на растровой технологии (RCDS - Raster Chart Display System), ввиду легкости перевода в электронную форму данных существующих бумажных навигационных карт.

Значительное преимущество систем, использующих растровую технологию, состоит в том, что растровая карта, выводимая на экран дисплея, абсолютно знакома судоводителю и ему не надо осваивать новые или измененные картографические символы.

Крупнейшими производителями подробных цветных векторных электронных карт являются фирмы Transas Marine, C-MAP, LiveChart. Их продукция используется известными мировыми поставщиками навигационных систем. Так, например, карты фирмы LiveChart, являясь одними из лучших, характеризуются следующими параметрами:

· полностью слоистые, при этом любые слои информации могут "удаляться" за ненадобностью использования в данных условиях плавания;

· полностью векторизованные;

· полноцветные;

· высокоточные (векторная линия проходит по центру бумажной карты);

· максимально подробные, так как содержат всю информацию, представленную бумажными картами.

Пользователи коллекции карт формата СМ-93, оформив подписку на электронные карты, получают компакт-диски со всеми картами, имеющимися в коллекции фирмы С-МАР. Формат СМ-93 совместим с международным форматом обмена данными между гидрографическими службами NО S-57. В рамках стандартной подписки новые диски поступают потребителям с интервалом в четыре месяца. В период между новыми выпусками дисков можно получать текущую корректуру электронных карт, обращаясь к серверу фирмы С-МАР с помощью глобальной сети Internet.

Для сравнения ниже перечислены качественные характеристики электронных карт растрового сканирования и векторных.

Преимущества растровых карт:

· являются прямыми копиями с существующих бумажных карт;

· используют привычные для пользователей цвета и символы;

· обладают такой же точностью и достоверностью, что и бумажные;

· дешевле, проще и легче в производстве, чем векторные;

· официально изданные растровые карты широко доступны;

· могут быть использованы для решения большинства навигационных задач,обычно выполняемых с помощью бумажных карт.

Недостатки:

· не представляют возможности избирательного ввода информации на экран дисплея;

· при наложении другой навигационной информации возможны искажения изображения;

· затрудненность в организации автоматических тревожных предупреждений о предельных глубинах и других опасностях;

· карту нельзя запросить без применения сформированной определенным образом дополнительной базы данных в рамках общей справочной системы;

· невозможность изменить ориентировку карты относительно экрана;

· нуждаются в большёй по объёму компьютерной памяти, чем векторные.

Преимущества векторных карт:

· карты выполнены слоями, которые можно выборочно выводить на экран;

· имеется возможность избирательного показа карт;

· легко осуществляется вывод данных без стыков карт;

· судоводитель имеет возможность укрупнять или уменьшать масштаб изображения (эффект "наезд /откат");

· возможность отмечать безопасные для собственного судна глубины или контур таких глубин и автоматически предупреждать о подходе к опасным;

· возможность получения по запросу дополнительной информации об объектах карты;

· в целом более быстрый вывод на экран, чем растровых карт;

· карта может быть повернута относительно экрана на любой угол;

· данные карты могут быть легко совмещены с информацией другого навигационного оборудования (например, САРП, РЛС, GPS и т. п.).

Недостатки:

· повышенная сложность изготовления карт, большая продолжительность по времени и стоимость их производства;

· неустойчивость официальных форматов векторных карт, их частая смена

· отсутствие данных по обширным морским районам, что, вероятно, продлится еще несколько лет;

· необходимость подготовки и сертификации штурманского состава для безопасной эксплуатации систем ECDIS;

· большие трудности в обеспечении качества и целостности выводимых на экран данных.

Одной из причин, сдерживающих в настоящее время широкое внедрение ECDIS в практику судовождения, является отсутствие достаточного количества ENC, отвечающих стандарту ШО S-57(e3). Многочисленные частные фирмы, производящие ECS различных видов, в качестве основного элемента этих систем используют неофициальные электронные карты собственных форматов, не отвечающие критериям эквивалентности бумажным картам.

Главными отличительными особенностями ENC, соответствующей стандарту S-57 (e3) являются:

· база данных ENC кодируется с помощью математических методов цепной узловой технологии;

· в качестве уровенной поверхности используется только эллипсоид WGS-84, другие координатные системы не применяются;

· для производства карты используется только двоичная форма представления данных. Использование алгоритмов сжатия запрещено, но база данных может защищаться от несанкционированного доступа соответствующими средствами;

· информация в базе данных для каждого картографического объекта хранится раздельно.

После нескольких лет работы с электронными картами и появления стандартов ECDIS производители хорошо понимают прочес изготовления базы данных ENC. В наиболее простом представлении он состоит из трех компонентов: источники, база данных и конечный продукт — электронная карта.

В качестве источника баз данных электронных карт (E.G. Database) служат материалы гидрографических съемок и промеров в аналоговой и цифровой форме, дигитаризации существующих бумажных карт, а также другие картографические и гидрографические данные. Как видно из рис.4, на базе данных могут производиться различные типы цифровых продуктов: карты упомянутых выше форматов СМ-93, Transas Marine и т.п. Электронные навигационные карты формата S-57(e3) является одним из таких продуктов.

В настоящее время все электронные карты, которые производятся и предлагаются пользователям, можно разделить на ряд категорий по типу, формату, соответствию спецификации на их изготовление и легитимности издания.