A evolução dos modelos de dados hidrográficos: da Cartografia Eletrónica de Navegação à multifuncionalidade em ambiente SIG

Abstract

A navegação marítima é um setor de atividade crucial no mundo moderno. Em simultâneo, é uma área com imensos desafios ao nível da segurança e dos meios, tanto das embarcações, como nos portos e nas rotas, pois as condicionantes de obstáculos escondidos pela água, juntando à variabilidade do estado do tempo e agitação marítima, tornam esta atividade de enorme risco. Desta forma, foi necessário um esforço conjunto internacional para a uniformização de normas, métricas, linguagens e modelo de dados. Para este âmbito, a Organização Hidrográfica Internacional (OHI) é a entidade internacional para a coordenação nesta matéria, em conjunto com muitas outras entidades, nomeadamente a Organização Marítima Internacional (IMO), responsável pela Convenção Internacional para a Salvaguarda da Vida Humana no Mar (SOLAS). Estas normas estabelecem que as embarcações devem recorrer a um sistema eletrónico integrado de cartografia eletrónica (ECDIS) a bordo, carregando as Cartas Eletrónicas de Navegação (ENC), modeladas pelas especificações da OHI S-57 e S-52, tornando-se um dos pilares para a segurança e eficiência da navegação marítima, assim como as inland ENC para navegação fluvial, em lagos e canais. O S-57 foi formalmente adoptado em 1992 e implementado pela OHI para permitir a troca de informação hidrográfica entre agências hidrográficas, fabricantes de ECDIS, navegadores e outros utilizadores, encontrando-se “congelado” desde a edição 3.1. Contudo, com crescentes necessidades resultantes da ampliação do setor e evolução tecnológica, foi sendo preparado um novo modelo universal de dados hidrográficos, denominado S-100. Dentro do universo do modelo S-100, existe a especificação S-101 para a produção de ENC e reflete a necessidade da navegação marítima evoluir para um sistema dinâmico e integrado de informação geoespacial. O S-101 não constitui uma reformulação radical em relação ao S-57. Todavia reflete alterações ao nível da estrutura e modelo de dados de modo a beneficiar de uma estrutura mais flexível, orientado de acordo com a série 19100 das normas ISO referentes à informação geoespacial, permitindo alcançar e implementar o conceito “e-navigation” apresentado e regulamentado pela IMO. Este estudo incide sobre as diferenças das especificações e dos software de compilação, edição e gestão desta informação geoespacial, num ambiente SIG com especificidade de cartografia náutica e dados marítimos. A conversão e adaptação do novo modelo S-100 é um desafio enorme para as agências hidrográficas, produtores de software e equipamentos, tendo em conta que qualquer falha pode tornar-se desastroso ou incorrer em imensos prejuízos. Existem apenas quatro pacotes de software para este efeito: ArcGIS Maritime, CARIS, SevenCs e dKart, os quais foram alvo de análise comparativa.

Maritime navigation is a crucial activity sector in the modern world. At the same time, it is an area with huge challenges at the level of safety and equipment, as well on vessels, ports and routes because of the conditions and hidden obstructions in water, joining the constant variability of weather conditions and maritime swell, makes this an activity of great risk. Thus, it was necessary to joint international efforts for a standardization of metrics, languages and standards. In this context, the International Hydrographic Organization (IHO) is the international main coordinating entity on this subject, in partnership with others agencies, as the International Maritime Organization (IMO), responsible for the International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS). These standards establish that vessels must use an integrated electronic mapping system (ECDIS) on board, carrying on the Electronic Navigational Chart (ENC), standardized by the IHO specifications S-57 and S-52, becoming one of the pillars for the safety and efficiency of maritime navigation, as well for river navigation, in lakes and canals. The S-57 standard was formally adopted in 1992 by IHO to grant the exchange of navigational information between hydrographic agencies, ECDIS manufacturers, navigators and others, being “freeze since 3.1 edition. Nevertheless, due to the growing needs of the sector's expansion and technological evolution, a new universal hydrographic data model, called S-100, was being prepared. In the S-100 model universe there is the S-101 specification for production of ENC and represent the needs for maritime navigation to evolve towards a dynamic and integrated geospatial information system. The S-101 is not a radical redesign of the S-57. However, its changes are more about structure and data model in order to benefit to a more flexible structure, accordingly with the 19100 series of ISO standards associated to geospatial information, allowing the achievement and implementation of the “e-navigation” concept presented and regulated by IMO. This study focuses on the differences of specifications and compilation software, editing and management of this geospatial information, in a GIS environment with specificity of nautical cartography and maritime data. The conversion and adaptation of the new S-100 model is a huge challenge for hydrographic offices, software and equipment producers, taking into account that any failure can become disastrous or incur huge damage. There are only four software packages for this purpose: ArcGIS Maritime, CARIS, SevenCs and dKart, which have been the target of comparative analysis.