مخطط الخرائط

جهاز رسم الخرائط هو جهاز يستخدم في الملاحة البحرية يدمج بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع خريطة الملاحة الإلكترونية (ENC).

يعرض جهاز رسم الخرائط معلومات الملاحة الإلكترونية (ENC) بالإضافة إلى موقع السفينة واتجاهها وسرعتها، وقد يعرض معلومات إضافية من الرادار أو أنظمة التعريف الآلي (AIS) أو أجهزة استشعار أخرى. ^{[ 1 ]}

بحسب ما يناسب التطبيقات البحرية المحددة، قد تعرض أجهزة رسم الخرائط أيضًا بيانات من أجهزة استشعار أخرى، مثل أجهزة تحديد المواقع بالصدى أو السونار . ^{[ 1 ]}

تُعتبر أجهزة رسم الخرائط الإلكترونية بطبيعتها تطبيقات كثيفة الاستخدام لوحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات . تحتاج هذه الأجهزة إلى استرجاع إشارة الملاحة ( غاليليو ، GPS، غلوناس ، WAAS ، إلخ) وعرضها على الخريطة. عادةً ما تتراوح معدلات تحديث الشاشة في تحديثات الخرائط على الأجهزة المخصصة بين 5  هرتز و30  هرتز.

يمكن تشغيل بعض برامج الملاحة على أجهزة الكمبيوتر العادية (والهواتف المحمولة، وما إلى ذلك)، لكن معظم الأنظمة المتطورة تتطلب أجهزة مخصصة. خاصةً عندما يُنشئ جهاز رسم الخرائط شاشات ثلاثية الأبعاد، كما هو الحال في الصيد، فقد يتطلب ذلك قدرة معالجة كبيرة وذاكرة فيديو ضخمة.

كما هو الحال مع جميع الأنظمة البحرية، لا تُستخدم أجهزة رسم الخرائط البحرية عادةً بمفردها. ففي السفن التجارية، تُدمج ضمن نظام متكامل من الأدوات البحرية التي تُمكن السفينة من الإبحار في جميع الظروف. وتشمل هذه الأدوات الأخرى محولات السونار ، والتكامل مع أجهزة الاتصال اللاسلكي ثنائية الاتجاه، وأجهزة تحديد مواقع الطوارئ ( EPIRB ).

يُعدّ دمج هذه الأجهزة بالغ الأهمية، إذ يُصبح النظر إلى شاشات متعددة أمرًا مُشتّتًا للانتباه. لذا، يُمكن دمج بيانات الخرائط والرادار والسونار في نظام واحد، مما يُتيح للقبطان أدوات تحكم غير مسبوقة لتوجيه السفينة. وبفضل البنية التحتية الرقمية، شهدت هذه الأجهزة تطورًا كبيرًا في السنوات الأخيرة. فعلى سبيل المثال، تحتوي الأجهزة الأحدث على شاشات ثلاثية الأبعاد تُتيح الرؤية فوق السفينة وتحتها وحولها بالكامل، بما في ذلك صور الأقمار الصناعية.

تُعدّ الخريطة الإلكترونية الفردية، أو قاعدة بيانات الخرائط في أغلب الأحيان، جوهر جهاز رسم الخرائط. ولا يمكن أن تتجاوز دقة نظام رسم الخرائط دقة خرائطه. وبدون خرائط معتمدة من قبل الهيئات الحكومية المختصة، يُعتبر جهاز رسم الخرائط مثالاً على نظام رسم الخرائط الإلكتروني. وعندما تستوفي الخرائط المتطلبات الفنية للمنظمة البحرية الدولية والهيئات الهيدروغرافية الوطنية، يُمكن اعتبار جهاز رسم الخرائط نظام عرض ومعلومات الخرائط الإلكترونية. ويُمكن قانوناً استبدال الخرائط الورقية بنظام عرض ومعلومات الخرائط الإلكترونية أثناء الإبحار في الممرات المائية النشطة، ولكن يُشترط على السفن الاحتفاظ بخرائط ورقية إذا لم يكن جهاز رسم الخرائط الخاص بها يستخدم نظام عرض ومعلومات الخرائط الإلكترونية.

سيستخدم نظام عرض المعلومات الإلكترونية للخرائط والملاحة (ECDIS) تنسيقات موحدة وفقًا لمعايير المنظمة البحرية الدولية (IMO)، ولكن بعض أجهزة رسم الخرائط تتطلب تنسيقات بيانات محددة. قد يستخدم الميثاق أحد نوعي خرائط الملاحة الإلكترونية (ENC) أو كليهما.

• الخرائط النقطية: يعرض جهاز رسم الخرائط "صورة" لخريطة ورقية أو خريطة جغرافية. يمكن عرض موقع GPS على الخريطة النقطية، لكن الدقة تعتمد على عوامل عديدة، منها نوع الإسقاط (مثل الإسقاط المخروطي أو إسقاط ميركاتور) المستخدم في الخريطة الأصلية، ونظام الإسناد المستخدم (مثل NAD-27 أو WGS-84 ).
• المخططات المتجهة: يقوم جهاز رسم المخططات بإنشاء نسخة طبق الأصل من المخطط باستخدام البيانات الأولية من قاعدة البيانات. وتتمثل المزايا الرئيسية في تقليل كمية البيانات المطلوب تخزينها، وقدرة الجهاز على تحديد خصائص معينة (مثل عمق المياه) والتصرف بناءً عليها (مثل منع السفينة من الجنوح).

تشترك جميع أجهزة رسم الخرائط البحرية في شاشة عرض ملاحية أساسية. وبحسب الاستخدام المقصود وخصائص جهاز رسم الخرائط المحدد، قد تتوفر خيارات لعرض معلومات مثل تحديد مواقع الأسماك ثلاثية الأبعاد وخصائص قاع البحر المفيدة في الصيد.

يمكن عرض هذه الشاشات الاختيارية عبر أوامر موجهة إلى شاشة واحدة، مما يؤدي إلى استبدال الشاشة الرئيسية بالشاشة المطلوبة. كما قد توفر أجهزة رسم الخرائط أوضاع تقسيم الشاشة على شاشة فعلية واحدة، أو قد تدعم شاشات فعلية متعددة.

قد تكون أجهزة رسم الخرائط قابلة للبرمجة، ويمكن ضبطها لتوليد إنذارات صوتية ومرئية لحالات مثل الاصطدام المحتمل، والانحراف بشكل كبير عن المسار المخطط له، وما إلى ذلك.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لجهاز رسم الخرائط الكلاسيكي في مساعدة الطيار البشري على رسم مسار الرحلة واتباعه.

تُعدّ أنظمة التعريف الآلي (AIS) المتعلقة بالسلامة ، والمطلوبة في جميع سفن الركاب والسفن التي تبلغ حمولتها 300 طن فأكثر، أدوات مساعدة في الملاحة البحرية، ويمكن عرضها على جهاز رسم الخرائط. وتتمثل وظيفتها الأساسية في تجنب الاصطدامات، وتجنب المخاطر المعروفة كالشعاب المرجانية. وتعتمد هذه الأنظمة على تبادل البيانات بين السفن.

تتجاوز خدمات مراقبة حركة السفن (VTS) كونها أنظمة أمان، فهي تُشابه الوظيفة الاستباقية لأنظمة مراقبة الحركة الجوية. تُساعد خدمات مراقبة حركة السفن في توجيه السفن في المياه المزدحمة. ومن وظائف السلامة الأخرى المُعتمدة على السفن لتجنب التصادم، أجهزة المساعدة التلقائية لرسم الخرائط الرادارية (ARPA) ، والتي عادةً ما تكون مُكوّنًا من نظام الرادار أو مُلحقًا به، وتُستخدم مع مُدخلات نظام الرادار إلى جهاز رسم الخرائط.

• مركز معلومات أجهزة تحديد المواقع البحرية GPS