Formate elektronischer Seekarten

Für viele Skipper mutet die Vielzahl der verschiedenen Formate elektronischer Seekarten vermutlich zuerst wie ein undurchsichtiger Dschungel an. Dieser Artikel versucht etwas Klarheit zu schaffen, indem er die unterschiedlichen (Standard) Formate im Einzelnen erklärt, wobei natürlich auch solche Formate berücksichtigt werden, die von OpenCPN nicht angezeigt werden können. Elektronische Seekarten, die nur durch einen proprietären Algorithmus verschlüsselt sind, wie es heutzutage eigentlich alle kommerziellen Anbieter machen, stellen keine eigenständigen Formate dar!

Bevor es nun aber zu den einzelnen Formaten geht, zunächst erst einmal ein Blick auf die in diesem Zusammenhang häufig auftauchenden Begriffe und deren Definition:

• Elektronische Seekarte

  Der Begriff "Elektronische Seekarte" ist eine ungeschützte, generelle Bezeichnung für elektronische Systeme, die digitale Seekartendaten auf einem Bildschirm darstellen. Der Begriff als solcher sagt weder etwas über Herkunft oder Qualität des digitalen Kartenmaterials noch über die damit möglichen Navigationsfunktionen und Bedienmöglichkeiten aus. Grundsätzlich bieten alle Elektronischen Seekarten eine Zusammenschaltung mit GPS als Positionssensor und ermöglichen damit eine mit dem Schiff "mitfahrende" Anzeige des Kartenbildes.

• Rasterkarten

  Rasterkarten sind durch Scannen gewonnene digitale Seekartendaten, die eine Kopie der Papierseekarte auf einem Bildschirm liefern. Allerdings ist die Darstellung der großen, mit zahlreichen filigranen Symbolen versehenen Papierseekarte auf der relativ kleinen Anzeigefläche eines Monitors problematisch. Zudem sind die Karteninhalte wegen der weit schlechteren Auflösung auf dem Bildschirm nur im Originalmaßstab hinreichend gut zu erkennen. Die Folge: Zoomt man hinein, wird das Bild körnig; zoomt man hinaus, rücken viele Details ununterscheidbar dicht zusammen. Wegen dieser und anderer Nachteile wurde aus Sicherheitsgründen international festgelegt, dass ein elektronisches Seekartensystem, das ausschließlich Rasterkarten verwendet, nicht von der Ausrüstungspflicht mit Papierseekarten befreit.

  Eine Erklärung zur Rastergrafik findet man u.a. bei Wikipedia.

• Vektorkarten

  Der Begriff "Vektorkarte" beschreibt eine völlig andere Kategorie digitaler Karten. Alle in der Karte enthaltenen graphischen und geometrischen Elemente wie z.B. Linien, Flächen oder Seezeichen werden mit ihren Eigenschaften und ihrer geographischen Position in einer Datenbank gespeichert. Vektordaten sind also keine Bildpunkte, sondern "intelligente" Informationseinheiten – sogenannte Kartenobjekte. Das Kartenbild wird dadurch erzeugt, dass ausgewählte Kartenobjekte aus der Datenbank gelesen und gemäß ihren Eigenschaften entsprechenden Farben und Symbolen zugeordnet werden, die einer umfangreichen Darstellungsbibliothek angehören. Durch diese Trennung von Inhalt und Darstellung ist die Vektorkarte wesentlich flexibler und kann den Eigenheiten einer Bildschirm-Wiedergabe viel besser angepasst werden. Zudem können die Informationen, die zu jedem Kartenobjekt in der Datenbank enthalten sind, durch den Computer abgefragt und untersucht werden. Darum "weiß" das System z.B. wo es in Vektorkarten tief oder flach ist und somit eine potentielle Gefahr droht. Durch diese Zusatzfunktionen können Vektorkarten die Nachteile der kleinen Darstellungsfläche von Bildschirmen und deren geringer Auflösung ausgleichen. Um jedoch eine Papierseekarte vollständig zu ersetzen, muss ein elektronisches Seekartensystem mit international standardisierten Vektorkarten arbeiten und ganz bestimmte Navigationsfunktionen bieten.

  Eine Erklärung zur Vektorgrafik findet man u.a. bei Wikipedia.

• ENC

  ENC steht für "Electronic Navigational Chart", was übersetzt zwar "Elektronische Navigationskarte" heißt, aber eigentlich die offizielle Bezeichnung für amtliche hydrographische Vektorkartendaten ist. ENCs werden von den hydrographischen Diensten der Welt in dem von ihrer Dachorganisation IHO (International Hydrographic Organisation) festgelegten, einheitlichen Datenformat S-57 hergestellt. ENCs sind in sogenannten Zellen organisiert. Diese sind rechteckig und bedecken ein durch geographische Koordinaten festgelegtes Seegebiet. Die Zellen werden jeweils definierten Maßstabsbereichen mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad zugeordnet, den sogenannten usage bands. Zellen, die demselben usage band angehören, überlappen sich inhaltlich nicht. Trotzdem kann es für ein und dasselbe Seegebiet mehrere Zellen geben – allerdings in unterschiedlichen usage bands – ähnlich den von den Papierseekarten bekannten Maßstabsstufen. Zoomt man in die ENC-Daten eines Seegebietes hinein, lädt die Software automatisch die Zelle, die am besten zum gewählten Bildschirmausschnitt passt.

• ECDIS

  Für die Berufsschifffahrt hat die IMO (International Maritime Organisation) die Mindestanforderungen an das Bordgerät genormt, das die Darstellung der Seekartendaten realisiert und die darauf aufbauenden Navigationsfunktionen unterstützt. Dieses Navigationsgerät hat den Namen "Electronic Chart Display and Information System", kurz ECDIS, erhalten. ECDIS arbeiten wahlweise mit Raster- und Vektorkarten aus amtlichen und nichtamtlichen Quellen. Die Fähigkeiten eines ECDIS gehen dabei weit über die Seekartendarstellung auf einem Bildschirm hinaus. Eine vom BSH amtlich zugelassene ECDIS wird weltweit anerkannt; in der Berufsschifffahrt befreit ihr Einsatz an Bord unter bestimmten Voraussetzungen von der Pflicht, amtliche Papierseekarten mitzuführen. Der Einsatz von ECDIS findet in der Berufsschifffahrt rasch wachsende Verbreitung.

• ECS

  Der Begriff "Electronic Chart Systems" (ECS) bezeichnet solche Elektronischen Seekarten, die die Mindestanforderungen der IMO an ECDIS nicht erfüllen bzw. für die keine behördliche Zulassung als ECDIS existiert. In diese Kategorie fällt z.B. auch die in der Sportschifffahrt beliebte Seekartensoftware für PC's. Zu den IMO-Mindestanforderungen für ECDIS zählt auch zwingend die Verwendung amtlicher ENCs. Jede Art Elektronischer Seekarte, also auch eine baumustergeprüfte ECDIS, fällt daher bei Verwendung privat hergestellter, nichtamtlicher Seekartendaten in den ECS-Status. ECS können amtliche Papierseekarten nicht gleichwertig ersetzen. Die ausrüstungspflichtige Schifffahrt, soweit sie mit einem ECS fährt, muss also stets auch aktuelle amtliche Papierseekarten für die Navigation einsetzen.

Vektorkarten Formate und Standards

• S-52

  Die Darstellung der hydrographischen Objekte auf dem Bildschirm der ECDIS-Anlage beschreibt der S-52 Standard der IHO. Der Standard S-52 liefert Vorgaben für die Ausgabe und das Updating von ENCs und die Anzeige in ECDIS. In einer Presentation Library (Darstellungsbibliothek) wird für jedes Objekt die Anweisung zur Symbolisierung am Bildschirm definiert. Dabei wird durch Anweisungen zur Farbkalibrierung sichergestellt, dass die Objekte auf den Farbmonitoren unterschiedlicher Hersteller gleich aussehen.

• S-57

  Ein Datensatz, der dem S-57-Standard entspricht, wird als Electronic Navigational Chart (ENC) bezeichnet. S-57 wurde als offizieller IHO Standard von der 14. International Hydrographic Conference in Monaco im Mai 1992 angenommen. Die zur Zeit gültige Version 3.1 wurde entwickelt von der Transfer Standard Maintenance and Application Development Working Group (TSMAD) des IHO Committee on Hydrographic Requirements for Information Systems (CHRIS) und ist im November 2000 in Kraft getreten. Der Standard beinhaltet das Datenmodell, die Datenstruktur und den Objektkatalog sowie die Produktspezifikationen.

  Um den Standard S-57 nicht nur für ENCs, sondern generell für alle Arten von hydrographischen Daten tauglich zu machen, wird derzeit an einer neuen Version 4.0 gearbeitet.

• S-63

  p

• S-100

  p

Rasterkarten Formate und Standards

• PCX (.hdr) und RML (.rml) Format

  Bei den PCX und RML Formaten der Firma Maptech handelt es sich im Prinzip um jeweils eine sog. Header-Datei (daher auch die Dateiendung 'HDR'), die die gesamten Informationen, wie u.a. die Georeferenzierung, enthält und einer Reihe von Grafikdateien im PCX-Format (Dateiendungen 'A01', 'A02', 'A03' usw.), die zusammen das Bild der kompletten Karte ergeben. Der einzige Unterschied beim RML-, oder auch Superdisk Format ist, dass die Bilddateien hier komprimiert sind. Beide Formate stammen aus den 80er Jahren und wurden bis etwa Anfang der 90er Jahre verwendet. Sie waren die Vorläufer des BSB Formats und sind heutzutage nicht mehr gebräuchlich. Sie lassen sich aber in BSB Karten, die OpenCPN anzeigen kann, umwandeln.

• BSB Version 1, 2 und 3

  Das BSB Format stammt ebenfalls von der Firma Maptech und ist mittlerweile neben dem

• BSB Version 4 und 5

  Der Unterschied bei den neueren BSB Versionen 4 und 5 im Vergleich zu den Versionen 1 bis 3 ist, dass diese Karten verschlüsselt sind.

• HRCF

  Format des britischen Hydrographischen Dienstes (UKHO - United Kingdom Hydrographic Office) ebenfalls als offizieller Standard durch die IHO zugelassen/ anerkannt.