HYDROGRAPHISCHE NACHRICHTEN - www.dhyg.de - Deutsche Hydrographische ...
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www.dhyg.de HN 98 • 31. Jahrgang • Juni/Juli 2014
HYDROGRAPHISCHE
NACHRICHTEN
Fachzeitschrift
Fachzeitschrift für
für Hydrographie
Hydrographie und
und Geoinformation
Geoinformation
Schwerpunkt Navigation
• S-100 – Auf dem Weg
zum Weltmodell
• E-Navigation – ein Überblick
• E-Navigation – Integrity in
the maritime traffic system
• Produktion von
maßgeschneiderten
elektronischen Seekarten
für die deutschen Lotsen
• eLORAN – Renaissance
eines Ortungsverfahrens
• Untersuchung Inertialer
Navigationssysteme
Binnengewässer
Projekt GeNeSee –
Der Schlammkörper
im Neusiedler See
Wissenschaftsgespäch
»Wir waren schon überall« –
Werner und Andres Nicola
im Interview
MEERESTECHNIK IN DER TIEFE
EXPLORE AND RECOVER
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HYDROGRAPHISCHE SYSTEME LAUNCH & RECOVERY SYSTEME SERVICE & SUPPORT
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Vorwort — 06-2014 — HN 98
Liebe Leserinnen und Leser,
bekanntlich hat sich die Hydrographie der »Sicher- Um bei der Kommunikation und beim Datenaus-
heit und Leichtigkeit der Schifffahrt« verschrieben. tausch keinen Schiffbruch zu erleiden, ist ein Da-
Manche Darstellung vermittelt einem sogar den tenstandard gefragt, der den Rahmen für die Mo-
Eindruck, dass der Daseinszweck der Hydrogra- dellierung und Codierung von Geodaten vorgibt.
phie in der Hauptsache darin besteht, Daten für Mit S-100 hat die IHO einen solchen Standard ge-
die Seekarten bereitzustellen. Der Aspekt der Na- schaffen. Genau darauf baut E-Navigation auf. Ma-
vigation wird immer sehr deutlich betont. thias Jonas vom BSH führt im Detail aus, wie sich
Das machen wir in dieser HN-Ausgabe auch. Ei- S-100 – als ursprünglich hydrographisches Daten-
nen Großteil dieses Hefts widmen wir der Navigati- modell! – anschickt, zum Weltmodell zu werden. 3
on. Aber nicht der Navigation, wie wir sie seit Jahr-
tausenden kennen. Nein, wir gehen einen Schritt Auch viele andere Beiträge in dieser Ausgabe
weiter. Wir erkunden etwas Neues. Die Rede ist kreisen um das Thema Navigation. Friedhelm Lars Schiller
von »E-Navigation«. Moggert-Kägeler zeigt, was heute schon möglich
ist. Mittlerweile sind die elektronischen Seekarten
Verknüpfen Sie schon eine konkrete Vorstellung maßgeschneidert und ermöglichen eine immer
mit diesem Wort? präzisere Navigation auf engsten Wasserstraßen.
In Gesprächen haben wir festgestellt, dass die Wir verschließen aber auch vor den Tücken der Ein neues Wort
meisten an ganz unterschiedliche Dinge denken, Navigation nicht die Augen. In einer Zeit, da GPS Im Englischen schreibt man:
e-navigation. Doch wie sollen
wenn ihnen der Ausdruck »E-Navigation« begeg- gestört werden kann und die Schiffe unbemerkt wir das deutsche Äquivalent
net. Daher haben wir uns vorgenommen, den Be- vom Kurs abkommen könnten, macht sich Man- schreiben?
griff mit Inhalt zu füllen. fred Bauer Gedanken über Ersatzsysteme. Mit In den deutschen Sprachraum
eLORAN könnte die Renaissance der Hyperpelor- hat der Begriff bisher kaum
Einzug gehalten. Daher gibt es
Gleich drei Beiträge beschäftigen sich mit E-Na- tung ausgerufen werden. auch keine Empfehlung, wie
vigation. In einem Überblicksartikel stellt Ihnen Mit Navigationstücken ganz anderer Art haben man das Wort schreibt. Drei
Jan-Hendrik Oltmann von der GDWS in Kiel den wir es bei der hydrographischen Vermessung zu Schreibweisen konkurrieren
Denkrahmen für E-Navigation vor, wie ihn die tun, wenn das Inertiale Navigationssystem plötz- miteinander: e-Navigation,
eNavigation und E-Navigation.
Weltschifffahrtsbehörde IMO ersonnen hat. Die lich verrückt spielt. Stefan Benecke hat solche Sys- Wir haben uns für die
Ziele klingen bedeutungsvoll, sind aber abstrakt. teme untersucht und erklärt, welche Produkte sich rechtschreibkonforme
Irgendwie soll der Schiffsverkehr von Bord und effizient bei der Vermessung einsetzen lassen. Schreibung mit großem E
von Land aus neu gelenkt werden. Zum Konzept Längst nicht alle, so sein Fazit, denn die Systeme entschieden, in Anlehnung an
andere aus dem Englischen
gehört daher auch eine andere Art der Kommu- liefern nicht in jeder Situation, was sie versprechen. übernommene Ausdrücke wie
nikation – sowohl an Bord als auch mit den Stati- Der Artikel birgt durchaus Sprengstoff. Von Inte- E-Mail, E-Learning, E-Bike.
onen an Land. grität im Sinne von E-Navigation sind wir jedenfalls Die Schreibung überlässt
Etwas konkreter werden Evelin Engler, Frank noch ein wenig entfernt. Ihnen, wie Sie das Wort
aussprechen wollen, ob
Heymann und Ralf Ziebold vom DLR in Neustre- englisch, wie in E-Book, oder
litz. Sie beschäftigen sich mit der »Integrität« des Ich wünsche Ihnen eine erkenntnisreiche Lektüre deutsch, wie in E-Buch.
neuen Verkehrssystems. Dabei geht es um zuver- dieser Schwerpunktausgabe.
lässige Echtzeitinformationen, die direkt für die Na-
vigation verwendet werden können. Die Integrität Ihr
ist gegeben, wenn die Daten wie erwartetet be-
reitgestellt werden – rasch genug, im richtigen
Format und genau genug –, um die Navigations-
aufgabe wie vorgegeben richtig, vollständig und
zeitgerecht umzusetzen.
HN 98 — 06-2014 — Inhaltsverzeichnis
Schwerpunkt:
Von der Navigation zur E-Navigation
Forschung & Entwicklung Berichte
6 S-100 – Auf dem Weg zum Weltmodell 24 Produktion von maßgeschneiderten
Das universelle hydrographische elektronischen Seekarten für
Datenmodell der IHO die deutschen Lotsen
von Mathias Jonas von Friedhelm Moggert-Kägeler
14 E-Navigation – Ein Überblick 26 eLORAN – Renaissance eines
von Jan-Hendrik Oltmann Ortungsverfahrens
Teil II – Ein Blick voraus auf eLORAN
20 E-Navigation – Integrity in the von Manfred Bauer
4 maritime traffic system
by Evelin Engler, Frank Heymann 31 Untersuchung Intertialer
and Ralf Ziebold Navigationssysteme
Positionsgenauigkeit und Effektivität
im Vermessungseinsatz
von Stefan Benecke
Wir können nicht
übers Wasser gehen.
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damit umgehen.
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Inhaltsverzeichnis — 06-2014 — HN 98
Binnengewässer DHyG intern
37 Projekt GeNeSee 52 Hydrographie und Hanse
Mächtigkeit und Verteilung des Auf dem 28. Hydrographentag in Lübeck wurde
Schlammkörpers im Neusiedler See der DHyG Student Excellence Award vergeben
von Erwin Heine, Ilse Kogelbauer, von Lutz Christiansen
Thomas Zechmeister und Willibald Loiskandl
Veranstaltungen
54 CARIS 2014 legt Schwerpunkt 5
auf »Blue Economy«
von Erin Roberts und Ottokarl
Büchsenschutz-Nothdurft
55 Besuch der Oceanology International 2014
von Markéta Pokorná
Literatur
Geodatenmanagement 56 Atlas der abgelegenen Inseln
von Lars Schiller
42 Internetportal für bathymetrische
Daten der Ostsee 57 The IHO-IOC GEBCO Cook Book
von Thomas Dehling von Hartmut Pietrek
Wissenschaftsgespräch Nachrichten
44 »Wir waren schon überall« 58 MB-System: Entwicklertreffen
Ein Wissenschaftsgespräch mit in Moss Landing
Werner und Andres Nicola von Hartmut Pietrek
von Lars Schiller
59 HCU kooperiert mit Firmen und Instituten
von Markéta Pokorná, Vasiliki Kekridou
und Babajide Maiyegun
62 Neues HCU-Gebäude direkt am Wasser
von Markéta Pokorná und Delf Egge
Die nächste HN-Ausgabe wird im
Oktober/November 2014 erscheinen.
Redaktionsschluss: 15. September 2014
Anzeigenschluss: 15. September 2014
HN 98 — 06-2014 — Forschung & Entwicklung
S-100 – Auf dem Weg zum Weltmodell
Das universelle hydrographische Datenmodell der IHO
Ein Beitrag von Mathias Jonas
Kaum hatte vor zehn Jahren die weltweite ENC-Produktion so richtig begonnen, wurde
beschlossen, den IHO-Datentransferstandard S-57 gründlich zu modernisieren. S-100
war geboren. Heute gilt der neue IHO-Standard als modernster verfügbarer Transpor-
ter für Geodaten. Mit S-100-kompatiblen Datensätzen lassen sich nun auch hydrogra-
phische Daten problemlos in das riesige Umfeld der raumbezogenen Anwendungen
einfügen. Wichtigste Neuerung ist die »Registry«, eine Art Online-Aktenschrank, die es
erlaubt, äußerst flexibel
auf neue Anforderun- S-100 | S-57 | ENC | ECDIS | Elektronische Seekarte | E-Navigation | Datenmodell | Registry | Register
gen in puncto Struktur ISO 19100 | Geospatial Information Registry | Marine Information Registry | UHDM
und Inhalt von Daten-
satzdefinitionen zu 1 Elektronische Seekarten system – dem mit ENCs arbeitenden sogenannten
6 reagieren. Diese Funk- setzen sich durch ECDIS (Electronic Chart Display and Information
tionalität soll einen grö- Die Männer und Frauen auf dem Gruppenfoto System) – waren dementsprechend verhalten. Der
ßeren interdisziplinären der Jahrestagung des IHO Committee on Hydro- überwiegende Marktanteil bei der Ausstattung
Nutzerkreis ansprechen graphic Requirements and Information Standards elektronischer Seekartensysteme lag bei den An-
– um hydrographische (CHRIS) im Sommer 2005 in Rostock schauen zu- bietern privater Seekartendaten.
Daten mit z. B. ozeano- versichtlich drein. Sie sind sich der Bedeutung der 2014 zeigt sich ein verändertes Bild: Alle Indus-
graphischen und me- soeben getroffenen Entscheidung, den IHO-Da- triestaaten mit schiffbaren Territorialgewässern
teorologischen Daten tentransferstandard S-57 in den kommenden Jah- stellen regelmäßig ENCs her; viele Schwellenlän-
intelligenter als bisher ren technisch grundlegend zu erneuern, offenbar der sind inzwischen hinzugekommen und die kar-
verknüpfen zu können. bewusst, weswegen sie beschlossen haben, ihn tographisch ›weißen Flecken‹ beschränken sich im
mit einer eingängigen Nummer als S-100 heraus- Wesentlichen auf die Krisenregionen wie zum Bei-
zugeben – als sinnfälliges Zeichen für den Ände- spiel am Horn von Afrika. Die IHO konnte den Mit-
rungsumfang mit erweiterter Zweckbestimmung gliedsstaaten der Weltschifffahrtsorganisation der
als universelles Datenmodell. Was zu diesem Zeit- Vereinten Nationen (IMO) bereits im Jahr 2010 mel-
punkt als modernisierende Fortschreibung des den, dass die Überdeckung mit ENCs etwa dem
Standards für die digitale Seekartographie ange- Umfang des weltweit verfügbaren gedruckten
Autor legt war, hat sich nun – fast ein Jahrzehnt später Seekartenwerks entspricht und dass für den über-
Dr. Mathias Jonas ist – zu einem aussichtsreichen Kandidaten eines uni- wiegenden Anteil der weltweit verfügbaren ca.
Vizepräsident des BSH und versellen Datenmodells für den gesamten mariti- 12 000 ENCs regelmäßig Aktualisierungen bereit-
National Hydrographer. men Bereich entwickelt. gestellt werden (Abb. 1). Dieser enorme Fortschritt
Außerdem ist er Vorsitzender Im Jahr 2005 war jedoch noch keineswegs aus- war für die IMO letztendlich ausschlaggebend, die
des IHO-Standardisierungs-
kommittees HSSC gemacht, dass sich der Vorläuferstandard S-57 ECDIS-Ausrüstungspflicht für die internationale
überhaupt global als Grundlage für alle digitalen Schifffahrt einzuführen, die 2012 für neu gebaute
Kontakt unter: amtlichen Seekarten – die ENCs – durchsetzen Tanker und Fahrgastschiffe eingesetzt hat und bis
mathias.jonas@bsh.de würde. Sowohl die Hydrographischen Dienste 2018 alle wesentlichen Schiffsklassen der in Fahrt
als auch die Hersteller von Navigationssystemen befindlichen Tonnage erfassen wird.
und letztlich auch die Nutzer hatten mit erhebli-
chen Schwierigkeiten zu kämpfen. Die Überfüh- 2 S-57: Globale Standardisierung
rung der Produktionsverfahren für Geodaten der für global agierende Nutzer
zuständigen Hydrographischen Dienste von der Ein wichtiger Anteil an der Schaffung einer glo-
analogen in die digitale Welt verlief schleppend; bal standardisierten Datenbasis hydrographischer
die nur selten angebotene Produktionssoftware Daten für die Navigation in der Seeschifffahrt ge-
arbeitete nicht fehlerfrei; um die Distribution und bührt dem IHO-Standard S-57, dessen Wurzeln in
um die Verschlüsselung der Daten war internati- einem in Hamburg unter Mitwirkung des dama-
onal gerade eine heftige Kontroverse entbrannt. ligen Schifffahrtsinstitutes SUSAN und des BSH
Dementsprechend wuchs die ENC-Überdeckung durchgeführten Forschungsprojektes Anfang der
weltweit nur langsam; die Daten waren qualitativ neunziger Jahre liegen. Mit S-57 hat die Hydrogra-
zum Teil unzureichend und zu teuer; die Endge- phie damit schon früh auf GIS-Konzepte gesetzt,
räte arbeiteten mitunter instabil und Rasterdaten die erst ein Jahrzehnt später erfolgreich im Land-
als digitale Faksimile der Papierkarten erfreuten bereich eingeführt wurden:
sich einer weit größeren Akzeptanz als die in ENCs • Vektordaten, deren geometrische Elemente
enthaltenen Vektordaten. Die Rufe nach einer Aus- Punkte, Linien und Flächen sind,
rüstungspflicht der internationalen Seeschifffahrt • topologisch geschlossene Beschreibung von
mit einem amtlichen elektronischen Seekarten- Flächen,
Forschung & Entwicklung — 06-2014 — HN 98
• Digitalisierung in Form geometrischer Ob- kann für die aktuellen ENCs nur mühselig
jekte, denen spezielle Eigenschaftsobjekte und sehr zeitverzögert umgesetzt werden,
zugeordnet sind, da jede Änderung des Objektkatalogs und
• Aufstellung von Objekt- und Attributka- der Datendarstellung Eingriffe in die Daten-
talogen und Spezifizierung der erlaubten produktionssoftware an Land und die Ap-
Zuordnungen in einer Produktspezifikation, plikationssoftware an Bord erfordern. Dies
• darstellungsfreie binäre Codierung, ist bedingt durch den erschwerten Zugriff
• ISO-konforme Datenkapselung. auf Schiffe in der internationalen Fahrt oft
nur mit großer zeitlicher Verzögerung und
Weltweit haben sich drei Anbieter etabliert, die manchmal gar nicht mit akzeptablem Auf-
ENC-Produktionssoftware liefern können. Der wand umsetzbar. Selbst einfache Anpassun-
Leistungsumfang reicht von der objektorientier- gen wie die kartographische Darstellung der
ten Digitalisierung von Papierseekarten bis zur von der IMO ab Juli 2005 vorgeschriebenen
Komplettlösung einer hydrographischen Produk- Wegeführung in ökologisch empfindlichen
tionsdatenbasis, die die Herstellung von analogen Inselwelten (Archipelagic Sea Lanes) bedurf-
und digitalen Seekartenprodukten in einem inte- ten fast vier Jahre bis zu ihrer Umsetzung in
grierten Workflow verspricht und dabei interessan- ENC-Erweiterungen und deren Darstellung
terweise auch intern auf dem Objektkonzept des in Bordgeräten. Papierseekarten konnten
S-57-Standards aufbaut. Ist die Anzahl der Wettbe- das Problem natürlich weitaus schneller 7
werber in diesem Bereich leicht überschaubar, so lösen.
zeigt die Applikationsseite ein anderes Bild: Über • Der Mehrwert elektronischer Seekartensys-
fünfzig der in der Berufs- und Freizeitschifffahrt teme besteht unter anderem in der Kom-
tätigen Hard- und Softwareanbieter unterstützen bination der Ortsinformation in Form von
den Import S-57-basierter ENCs, es gibt Konverter Geodaten mit operativen Informationen aus
und Freeware. Und die Anwendung von ENCs hat Radar, AIS (Automatic Identification System
sich inzwischen neue Felder in der Erforschung, – UKW-basiertes Kommunikationssystem
der Administration und der Exploration der mari- zum kooperativen Datenaustausch zwischen
timen Umwelt erobert. Schiffen) und synoptischen Quellen für das
Der IHO-Datentransferstandard S-57 und das Wetter, den Strom und den Seegang. Eine
einzige bisher daraus abgeleitete Produkt – die interaktive Zusammenfassung dieser Infor-
ENCs – sind zweifellos ein Erfolg, aus dem sich mationen auf Funktionsebene gelingt mit
zwangsläufig die Frage nach der Notwendigkeit den S-57-basierten ENCs nur unzureichend.
seiner Überarbeitung als Anlass für die Entwick-
lung von S-100 ergibt. Die folgenden Nachteile der 3 Was soll S-100 können?
S-57-basierten Produkte sollen mit S-100 ›geheilt‹ S-100 setzt auf strikte Konformität mit den ISO-
werden: 19100-Standards für Geoinformation (IHO 2010).
• Bezogen auf die themenspezifische Stan- Diese Serie bildet alle Elemente des Umgangs mit
dardisierung von Geoinformationen und der geographischen Daten unabhängig von ihrer the- Abb. 1: Derzeitige Über-
resultierenden Datenspezifikation, ist S-57 matischen Ausrichtung ab und erlaubt damit die deckung europäischer
eine proprietäre Lösung. Das macht die Her- Einbindung hydrographischer Daten in das erwei- Gewässer mit ENCs
stellung und die Pflege von Softwarekompo-
nenten für die Produktion und die Anwen-
dung von ENCs sehr aufwendig und teuer.
• In einer ENC sind die Datenstruktur und das
Datenformat (ISO 8211) eng miteinander
verwoben, was einer Produktdiversifizierung
entgegensteht.
• ENCs sind als binärcodierte Vektordaten kom-
pakt – eine intelligente Kompression könnte
aber die zu übertragenden Datenvolumina
deutlich reduzieren und damit ihre vermehrte
drahtlose Übertragung an Bord unterstützen.
• Eine ENC ist konzeptionell eine digitale
Nachbildung der traditionellen Seekarte.
Moderne Datenstrukturen aus der Seever-
messung wie Gitterdaten, zeitvariante Vor-
hersagedaten und Visualisierungstechniken
aus dem Internet- und dem Computerspiele-
bereich sind damit nicht umsetzbar.
• Die Anforderungen an die Karteninhalte
sind auch in der digitalen Seekarte nicht
statisch. Der fortlaufende Anpassungsbedarf
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terte Umfeld raumbezogener georeferenzierter • Portrayal Register – thematische Sammlun-
Anwendungen: gen von Darstellungsregeln,
• Datenmanagement (einschließlich Definition • Metadata Register – thematische Sammlun-
und Beschreibung), gen für Metadatenstrukturen,
• Akquisition, Prozessierung, Analyse, Zugriff • Data Producer Code Register – Datenwörter-
und Darstellung, buch für originäre ENC-Producer-Codes,
• Datenübertragung zwischen Systemen und • Product Specifications Register – Sammlung
Nutzern. von Produktspezifikationen.
S-100 kann deshalb eine Vielzahl von modernen Alle Register können in Unterregister für bestimm-
Anwendungen für hydrographische Informatio- te Thematiken unterteilt sein, z. B: Seekartographie
nen abdecken: Bilddaten, Gitterdaten, 3D- und (Hydro), textgebundene nautische Publikationen
zeitvariante Informationen werden in Datenforma- (NPubs), Eisbedeckung (Ice), Seezeichen (AtoN)
ten angeboten werden können, die über die klas- und Verkehrsleitsysteme (VTS). Die Liste der Unter-
sische Seekartographie hinaus ganz neue Anwen- register ist erweiterbar.
dungen erschließen.
4 Welche Vorteile hat S-100?
3.1 Neue Terminologie und Betrachtet man nur den Umfang der Verände-
8 neue Kernelemente rungen in der Terminologie, erscheinen die Un-
Die Anbindung von S-100 an die ISO-19100-Serie terschiede zu S-57 zunächst nicht gravierend.
macht es gegenüber S-57 erforderlich, einige De- Tatsächlich bietet die Umstellung auf ISO 19100
finitionen und Strukturen zu verändern. In der Ta- jedoch eine ganze Reihe grundlegender Vorteile,
belle sind die wichtigsten Benennungen in S-100 die S-100 zu einer stark erweiterten Bedeutung in
und S-57 gegenübergestellt. der datenmäßigen Beschreibung der maritimen
Umwelt verhelfen könnten:
S-100 S-57 • Konformität mit ISO 19100: Neue Kompo-
Registry
Keine Entsprechung
nenten werden nicht länger für isolierte
Register Fachanwendungen entwickelt. Stattdessen
Feature Object wird das Spektrum der Anwendbarkeit
Feature Attribute Attribute hydrographischer Informationen über die
Enumerated values Attribute values Hydrographischen Dienste und ECDIS hinaus
Curve Edge
auf alle ISO-basierten Fachanwendungen für
Geoinformationen vergrößert.
Point Node
• Anwendbarkeit kostengünstiger standar-
Surface Face disierter Software für die Datenerzeugung
Feature concept dictionary Oject catalogue und die aufbauenden GIS-Applikationen bei
Portrayal catalogue Keine Entsprechung niedrigeren Implementierungskosten.
Application schema Application profile • »Plug and Play«-Aktualisierungen von
Datenformat-, Symbol- und Softwareerwei-
terungen durch Erweiterungsmöglichkeiten
3.2 Die »Registry« und die Register des Kernstandards ohne die Notwendigkeit,
Das bedeutendste neue Element hinsichtlich der neue Versionen von Produktspezifikationen
Herstellung der ISO-Konformität ist der Aufbau zu erzeugen. Bei Änderungen des Datenmo-
einer »Registry«, die eine hierarchisch geordnete dells bzw. der Darstellungsregeln werden
Struktur von Registern enthält. Für den Begriff der diese Elemente in maschinenlesbarer Form
»Registry« gibt es keine deutsche Übersetzung, gemeinsam mit dem angepassten Datensatz
sie ist als ein Online-Aktenschrank beschreibbar, ausgeliefert. Die Applikationssoftware kann
dessen Schubladen verschiedenen Themenge- so ›vor Ort‹ angepasst werden.
bieten zugeordnet sind. Diese Schubladen sind
die Register. Die Register enthalten thematische Insbesondere der Registry-Ansatz unterstützt
Sammlungen und Wörterbücher (dictionaries) zu diese Anforderungen viel flexibler als die bisherige
jeweils einem speziellen Schwerpunkt (domain) Technologie, die auf veränderte Anforderungen
des Themengebietes. Die dictionaries enthalten an Struktur und Inhalt einer ENC nur mit erhebli-
den vereinbarten (standardisierten) »Wortschatz« cher Verzögerung reagieren konnte:
zur datentechnischen Beschreibung des Themen-
schwerpunktes. Die IHO hat auf ihrer Webseite Erweiterbare Feature Concept Dictionaries (FCDs)
eine solche ISO-konforme »IHO Geospatial Infor- Diese Datenwörterbücher verwalten jeweils erwei-
mation (GI) Registry« installiert (http://registry.iho. terbare Definitionen von Objekten, Objektattribu-
int/s100_gi_registry/home.php), die folgende Re- ten und – als neues Element – Aufzählungen (Enu-
gistertypen (Schubladen) umfasst: merations) als frei kombinierbare Basiselemente
• Feature Concept Dictionary (FCD) Register – aller georeferenzierbaren Informationen, die auf
Datenwörterbücher für Objekte und Attribute, irgendeine Weise für den ›nassen Bereich‹ relevant
Forschung & Entwicklung — 06-2014 — HN 98
sind. Dazu gehören Inhalte darstellungs- und text- zifikationen erzeugen zu müssen. Ungültige (non
orientierter nautischer Veröffentlichungen ebenso valid) Einträge werden gespeichert, um ihre er-
wie Umweltinformationen, Strömungsinformatio- neute ungerechtfertigte Einführung zu vermeiden
nen, Eisbedeckungen und andere. Aus Kombinati- bzw. die vormalige Zurückweisung erkennbar zu
onen der in den Dictionaries enthaltenen Basisele- machen.
mente werden spezifische Objektkataloge (feature
catalogues) für Produktspezifikationen erzeugt, Geometrien
die im Product Specifications Register gesam- Die ein- und zweidimensionale Geometrie in S-57,
melt werden. Die zweckdienliche Erweiterung der bestehend aus Knoten und Kanten, wird in S-100
Feature Concept Dictionaries steht grundsätzlich erweitert. Hinzu gekommen sind komplexe Kur-
jedem offen; das Management der Einträge wird vaturen (composite curves) und Oberflächen (sur-
einer Expertengruppe bzw. -organisation übertra- faces), die Schwierigkeiten bei der Teilfüllung von
gen, die nicht notwendigerweise der IHO zuge- Flächen an den Datengrenzen beheben sollen. Da-
ordnet ist. durch wird es auch an Datengrenzen möglich, ei-
ner attributierten Fläche eine eindeutige Geome-
Feature-Kataloge trie zuzuordnen, während dies in S-57 nur durch
Die Flexibilität gegenüber dem aus S-57 bekann- die Aneinanderreihung mehrerer Flächenobjekte
ten Objektkatalog erhöht sich durch folgende einschließlich eigener Geometrien möglich war.
Neuerungen: 9
• Feature-Kataloge für individuelle Produkt- Gitterdaten und Bilddaten
spezifikation können aus der Kombination Seevermessungsdaten sind Linien oder Wolken
von FCD-Einträgen und bereits bestehenden einzelner Messpunkte. Sie können in Form irregu-
Feature-Katalogen zusammengestellt wer- lärer Gitter und durch eine zwischengeschaltete
den. Modellierung als reguläre Gitter mit konstanter
• Die Definition der Kombination zwischen Zellgröße aufbereitet werden. S-100 stellt dafür
Features und Attributen wird durch die Hin- die erforderliche Definition für Datencontainer zur
zufügung der Wertebereiche numerischer Verfügung. Dies gilt auch für Bilddaten, wie sie bei-
Attribute ergänzt. spielsweise die Fernerkundung, LIDAR oder auch
• Ein neues Feature vom Typ »Information« das Scannen von Papierkarten liefern.
wird eingeführt. Es hat keinen eigenen
Raumbezug, sondern wird von georeferen- Variable Codierung
zierten Features assoziiert. Dies kann z. B. für Die S-100-Datenstruktur ist vollständig vom Da-
die Digitalisierung einer Textinformation im tenformat getrennt, das heißt, dass verschieden-
Zusammenhang mit einer Pipeline verwen- artig formatierte Verwertungsformen des identi-
det werden. schen Inhalts möglich sind. S-100 wird aktualisierte
• Ein neuer Typ eines komplexen ISO-Attributs Schemata für eine ISO-8211-Formatierung, aber
als »Attribut eines Attributs« wird eingeführt. auch GML (ein auf Geodaten spezialisiertes XML-
Derivat) zur Unterstützung von Web Mapping und
Portrayal-Kataloge und Darstellungsregeln Web Feature Services enthalten. Weitere Formate
Ähnlich wie die FCD-Register enthält das Portrayal- für neue Anforderungen werden bei Bedarf ent-
Register Sammlungen von Symbolisierungen und wickelt. Die erforderliche Software – der »feature
komplexen Darstellungsregeln. Symbolkataloge, catalogue builder« und der »portayal catalogue
die aus diesen Elementen bestehen, stehen im builder« befinden sich in der Testphase. Sie un-
Portrayal-Register bereit und können als Elemente terstützen die Auswahl nahezu beliebiger Kom-
von Produktspezifikationen in gleicher Weise wie binationen von feature-attribute-Kombinationen
Feature-Kataloge registriert werden. und die Zuordnung von grafischen Elementen
(Symbole, Linien, Flächen, Text), die zudem mit
Flexible Versionskontrolle bestimmten Randbedingungen für ihren Aufruf
Ein wesentlicher Vorteil des Registerkonzeptes ist wie den Zuweisungen von Mindesttiefen für die
seine Flexibilität. Verschiedene Versionen eines »safety contour« verknüpft werden können. Diese
Dictionary-Eintrags können durch eine einheitli- Zusammenstellungen erfolgen über eine Soft-
che Nomenklatur identifiziert und klassifiziert wer- ware, die auf die Registerbestände zugreift und
den: den resultierenden Katalog in den genannten For-
• valid (aktuell gültige Version) matierungen maschinenlesbar exportiert.
• superseded (vorhergehende Version)
• retired (nicht mehr in Gebrauch) Standardisierte Produktspezifikationen
• non valid (vorgeschlagen, aber noch nicht Eine Produktspezifikation ist die komplette Be-
akzeptiert, oder nicht mehr akzeptiert). schreibung aller Elemente eines Geodatenproduk-
tes. Sie umfasst die Datenstruktur, also alle Objekte,
Durch diese Vereinbarung ist es möglich, die auf Attribute und deren Beziehungen einschließlich
den Eintrag verweisenden Produktspezifikationen der Anweisung zur Herstellung, Distribution und
aktuell zu halten, ohne neue Versionen dieser Spe- Pflege der Datensätze und – bei Bedarf – die Dar-
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stellungsregeln. Die standardisierten Elemente ei- für die Benennung der Register Manager und stellt
ner Produktspezifikation in S-100 gliedern sich wie Schnittstellen für die Register-Nutzer bereit. Im
folgt: konkreten Fall ist die IHO Registry Owner und Re-
• Produktbeschreibung, gister Owner gleichermaßen.
• Dateninhalte und Struktur,
• Koordinatenreferenzsystem, Registry bzw. Register Manager
• Datenqualität, Der Register Manager ist ein vom Registry bzw.
• Datengewinnung, Register Owner benannter Fachmann, der die
• Datenpflege, Datenbankeinträge der Register administriert, Än-
• Darstellung, derungsvorschläge umsetzt, seine Aktivitäten mit
• Codierung, dem Registry bzw. Register Control Body koordi-
• Datendistribution. niert und dem Registy bzw. Register Owner regel-
mäßig über alle Aktivitäten, die die Registry und
Produktspezifikationen können auch auf Einträ- die enthaltenen Register betreffen, berichtet.
ge anderer Register referenzieren, wenn sie ISO-
19100-konform sind. Registry Control Body
Das Gremium wird durch die Leiter der ver-
Metadaten schiedenen technischen Arbeitsgruppen des
10 Hydrographische Dienste dienen zunehmend Hydrographic Standards and Services Committee
auch als nationale Kataster der Territorialgewässer. (HSSC) der IHO sowie die Vertreter anderer Orga-
Für den steigenden Umfang der zu archivierenden nisationen gebildet, die sich der IHO-Registry be-
Daten sind Aussagen über deren Herkunft, das an- dienen. Es entscheidet über Grundsatzfragen der
gewandte Messverfahren und die Datenqualität Struktur und der Nutzung der Registry.
von hoher Bedeutung. Die S-100-Metadatenkom-
ponente stellt Strukturen bereit, die entsprechend Register Control Body
den speziellen Anforderungen eines Datensatzes Gemeint ist eine Gruppe von technischen Exper-
ergänzt werden können. Das angelegte Register ten, die vom Register Owner benannt wurde und
ist in erster Linie für die Markierung digitaler Da- die über die vorgeschlagenen Änderungen und
tenbestände in Form entsprechender Sammlun- Ergänzungen der Registereinträge wacht und den
gen ausgelegt; eine Ausweitung auf gedruckte Register Manager entsprechend beauftragt. Typi-
Karten, textorientierte Dokumente und andere scherweise handelt es sich hier um Mitwirkende
nicht explizit raumbezogene Quellen ist jedoch der verschiedenen technischen Arbeitsgruppen
möglich. des HSSC der IHO.
Kontinuierliche Fortschreibung Submitting Organisations
S-100 wird im Gegensatz zu S-57 nicht auf einem Damit werden alle Körperschaften bezeichnet, die
bestimmten Entwicklungsstand für einige Zeit entsprechend dem Wissen und der Aufsichtsfunk-
›eingefroren‹, sondern kann in seinen einzelnen tion des Register Managers kompetent sind, so-
Elementen beständig weiterentwickelt werden – wohl Änderungs- und Ergänzungsvorschläge für
allerdings übt die IHO als Eigentümerin des Regis- die bestehenden Register zu machen als auch die
ters eine strenge Versionskontrolle aus. Alle Ände- Einrichtung neuer Register anzuregen.
rungen müssen einem der nachfolgenden Typen
zuzuordnen sein: 6 Plan zur S-100/S-101-Entwicklung
• Clarification (Klarstellung), und -Implementierung
• Correction (Korrektur), Der Basisstandard S-100 »IHO Universal Hydro-
• Extension (Erweiterung). graphic Data Model« (UHDM) ist gemäß den
Regularien der IHO nach Abstimmung der 80
5 Das Registry- bzw. Mitgliedsstaaten verabschiedet und seit dem
Register-Management 1. Januar 2010 formell etabliert worden. Ähnlich
Die inhaltliche Verantwortung für ein Register wird wie S-57 die Basis für die Definition der gegen-
durch folgende Instanzen ausgeübt: wärtig genutzten »ENC Product Specification«
• den Registry bzw. Register Owner, als separates Dokument liefert, soll S-100 als Rah-
• den Registry bzw. Register Manager, menwerk für eine ganze Familie von Produktab-
• die Registry bzw. Register Control Bodies, leitungen mit unterschiedlichen thematischen
• die Submitting Organisations. Schwerpunkten dienen. Die wichtigste auf S-100
basierende Produktspezifikation aus Sicht der IHO
Registry bzw. Register Owner wird S-101 sein – die ENC-Produktspezifikation der
Diese Körperschaft hat die Verantwortung für die nächsten Generation. Abb. 2 zeigt den aktuellen
Registry bzw. das Register als Ganzes, d. h. sie steu- Stand der »S-101-Roadmap« für die Entwicklung
ert die Einrichtung, den Betrieb und deren konzep- und den Test bis zur Marktreife von S-101. Wird
tionelle Ausrichtung. Der Register Owner beruft das »Year 0« mit dem Jahr 2014 gleichgesetzt, so
das Steuerungsgremium (»Control Body«), sorgt ergibt sich bis zur Einführung ein Zeitraum vonForschung & Entwicklung — 06-2014 — HN 98
weiteren dreieinhalb Jahren bis zum Beginn des eine Aufgabe der schiffsausrüstenden Industrie,
Jahres 2018. durch die Verdeutlichung von Produkt- und Kos-
Ein solcher Zeitraum erscheint in Zeiten be- tenvorteilen den Umstieg zu beschleunigen. Dafür
schleunigter technologischer Veränderung un- bietet die Entgrenzung des S-100-Konzepts über
angemessen lang – jedoch ist der Bereich der die Hydrographie hinaus attraktive Möglichkeiten.
Navigationsausrüstung für die internationale See-
schifffahrt aus Sicherheitsgründen außerordent- 7 Der Zauber der Interoperabilität
lich stark reglementiert und Anpassungen sind Von Anfang der Entwicklung an wurde die Ab-
dementsprechend zeitaufwendig. Zudem erfor- leitung von S-100-basierten Datenprodukten für
dert auch die Umstellung der Datenproduktions- einen vergrößerten themenübergreifenden Nut-
systeme bei den staatlichen Hydrographischen zerkreis – z. B. in der Ozeanographie und dem inte-
Diensten einen entsprechenden zeitlichen Vorlauf grierten Küstenzonenmanagement – angestrebt.
– und selbst in solchen Zeiträumen ist noch mit er- Die offensichtlichen Vorteile des S-100-Konzepts
heblichen Schwierigkeiten zu rechnen. S-101 wird sind unterdessen schon von weiteren Interessen-
S-57 als Basisstandard für ENCs zwar vermutlich im gruppen akzeptiert worden. Einige Produktablei-
Jahr 2018 ablösen – aber auch danach wird es wei- tungen sind bereits in der Umsetzungsphase; für
terhin ein paralleles Angebot von S-57-ENCs für andere wurde zumindest der Namensraum zu-
Bestandsgeräte geben müssen. Noch ist unklar, in künftiger Datenstandards bereits festgelegt (HSSC
welcher Weise die Produktionssysteme diese Par- 2013, Annex G): 11
allelität unterstützen werden.
Für einen gewissen Zeitraum ist auch eine Kon- International Hydrographic Organization IHO
vertierung denkbar, die gegebenenfalls auch beim S-101 to S-199
Datenprovider durchgeführt wird. Solche Konver- • IHO S-101 ENC (in Bearbeitung),
tersoftware ist bereits in einer Testphase. Dieses • IHO S-102 Bathymetric Surface
Konzept versagt jedoch dann, wenn S-101-ENCs (bereits verfügbar),
vom Hersteller zukünftig Eigenschaften mitgege- • IHO S-103 Sub-surface Navigation,
ben werden, die in S-57 nicht vorgesehen sind. • IHO S-111 Surface Currents,
Dazu gehören neue Geometriemöglichkeiten • IHO S-121 Maritime limits and boundaries
und bestimmte Attributierungen. Fraglich ist, (in Bearbeitung),
ob die IMO in diesem Fall die Ausstattung der in • IHO S-122 Marine Protected Areas,
Fahrt befindlichen Schiffe mit S-101-kompatiblen • IHO S-123 Radio Services,
ECDIS-Systemen forcieren wird, denn mit einem • IHO S-124 Navigational warnings,
Softwareupdate vorhandener Systeme wird eine • IHO S-125 Navigational services,
Aufwärtskompatibilität in den meisten Fällen nicht • IHO S-126 Physical Environment,
möglich sein. Vielmehr muss stattdessen erwartet • IHO S-127 Traffic Management,
werden, dass es im Seebereich für einen gewissen • IHO S-1xx Marine Services,
Zeitraum eine Zweiklassengesellschaft von Schif- • IHO S-1xx Digital Mariner Routeing Guide,
fen mit S-57-kompatibler und S-100-kompatibler • IHO S-1xx Harbour Infrastructure,
Navigationstechnik geben wird. Hierin liegt auch • IHO S-1xx (Social/Political).
Abb. 2: Value added Roadmap
für die Entwicklung und
Implementierung von S-101,
Stand Mai 2014 (IHO 2014)HN 98 — 06-2014 — Forschung & Entwicklung
International Lighthouse Authority IALA • maritime Informations- und Datendienste
S-201 to S-299 der Landseite (»Maritime Service Portfolios«),
• IALA S-201 Aid to Navigation Information, • die Kommunikationstechnologie,
• IALA S-20x Inter-VTS Exchange Format, • die hochverfügbare Bestimmbarkeit von
• IALA S-20x Application Specific Messages, Position, Kurs und Zeit,
• IALA S-20x (Maritime Safety Information). • die landseitige Infrastruktur.
International Oceanographic Commission IOC Das S-100-Register ist in seiner gegenwärtigen
S-301 to S-399 Struktur für diesen über die Hydrographie hinaus
• … enorm erweiterten thematischen Umfang nicht
eingerichtet. Der Autor dieses Artikels hat deshalb
Various vorgeschlagen, die S-100-Register-Definition auf-
S-401 to … zuweiten. Ziel ist die Transformation der gegen-
• IEHG S-401 Inland ENC, wärtigen »Geospatial Information Registry« in eine
• JCOMM S-411 Sea ice (bereits verfügbar), »Marine Information Registry« unter Beibehaltung
• JCOMM S-412 Met-ocean forecasts. der grundsätzlich in S-100 vorgegebenen Struk-
turen und technischen Realisierungen. Zu diesem
Auf dem langen Weg von der Vision des S-100- Zweck sollten folgende Registertypen eingeführt
12 Ansatzes zu dessen Realisierung in Form abgelei- werden:
teter Datenproduktdefinitionen ist dabei vor allem • Feature (Objektklassen und Attribute),
der Vorteil der Interoperabilität der Datensätze • Exchange (Datenaustausch),
unterschiedlicher Themengebiete als wirklich be- • Portrayal (Visualisierung),
deutender Technologieschritt immer deutlicher • Interaction (Bedienerschnittstelle),
Literatur
geworden. Bei konsequenter Anwendung können • Metadata (Daten über Daten).
HSSC (2013): HSSC5 Final nun auf der Anwenderseite auf vergleichsweise
Minutes, Shanghai, einfache Art Informationen aus Wissensgebieten Diese Registertypen können zu einer Gruppe zu-
November 2013 miteinander verknüpft werden, die sich bisher sammengefasst werden, die das »Basic Register«
IHO (2010): IHO S-100 Standard zwar immer thematisch, aber selten technisch bildet. Das Gruppenelement »Exchange« wurde
Version 1.0.0 – January 2010
IHO (2014): IHO S-100 Value nahe waren. Offensichtliche Assoziationen sind eingefügt, um Datenaustauschformate aufzu-
added Roadmap, May 2014 hier die Hydrographie, die Ozeanographie und nehmen. Ebenfalls neu ist das Gruppenelement
IMO (2009): IMO-MSC86/26: die Meteorologie. Die E-Navigation-Strategie »Interaction«. Es beheimatet Vereinbarungen über
Report of the Maritime der IMO könnte allerdings den Anlass bieten, die ergonomische Anforderungen an Bedienknöpfe,
Safety Committee on
its eighty-sixth Session, S-100-Architektur thematisch noch erheblich wei- über Menüs und Ähnliches in Hard- und Software.
London, 12 June 2009 ter ausgreifen zu lassen. Neben dem »Basic Register« wird ein »Product Re-
gister« aufgebaut. Es soll Produktspezifikationen
8 E-Navigation baut auf S-100 auf enthalten, die – in Abwandlungen des gegenwär-
Der Ausdruck »E-Navigation« tauchte erstmals tigen S-100-Konzepts – nicht auf Datenaustausch-
2008 auf dem Arbeitsplan des Schiffssicher- formate beschränkt sind, sondern auch komplexe
heitsausschusses MSC der IMO auf (IMO 2009). Modelle von Dienstleistungen und physischen Ge-
Die seinerzeit eingerichtete Korrespondenzar- räten abbilden können. Möglicherweise bedarf es
beitsgruppe unter norwegischer Leitung erfuhr hier auf einer weiteren Ebene der Unterscheidung
enorme Zustimmung und führt seitdem eine zwischen »Services« und »Devices«. Daraus würde
leidenschaftliche Debatte, wie die seemänni- sich z. B. ergeben, dass für ECDIS eine komple-
sche Schiffsführung im Zusammenwirken mit xe maschinenlesbare Funktionsbeschreibung als
der von Land aus betriebenen Verkehrslenkung Produktspezifikation im »Product Register« bzw.
im 21. Jahrhundert technisch ausgestaltet sein »Product Device« enthalten sein könnte. Die Spe-
könnte. Eine der wenigen allgemein akzeptierten zifikationen für Datenaustauschformate der Geo-
Ergebnisse dieser noch andauernden Diskussion spatial Information Registry würden in den Regis-
ist das Erfordernis der Definition eines übergrei- tertyp »Exchange« verschoben. Die Spezifikation
fenden E-Navigation-Datenmodells, welches alle für S-101-ENCs würde sich dann unter dem Eintrag
schifffahrts- und umweltbezogenen Thematiken »Basic Register/Exchange/Environment/Hydrogra-
strukturell abbilden kann. phy« wiederfinden.
Diese sogenannte »Common Maritime Data Um tatsächlich alle Felder des E-Navigation-
Structure« (CMDS) soll laut Beschluss der IMO auf Konzepts in einer Registerstruktur abbilden zu
dem S-100-Rahmenwerk der IHO aufbauen. Die können, sollten – bis auf den Bereich »Metadata«
CMDS bildet eine der sogenannten »sieben Säu- – alle Registertypen in weitere thematische Haupt-
len der E-Navigation« (siehe den Beitrag auf S. 14). kategorien gegliedert werden:
Möglicherweise ist sie das bedeutendste Element, • Environment,
denn sie liefert den verbindenden ›Zement‹ für die • Infrastructure,
anderen sechs Trägerelemente: • Units,
• die generelle Systemarchitektur, • Operation,
• die technische Schiffsausrüstung, • Load.Forschung & Entwicklung — 06-2014 — HN 98
Der Vorschlag unterstellt, dass diesen fünf thema- cation based services« – als detailreiche ergänzen-
tischen Hauptkategorien jedwede maritime The- de Informationen zum aktuellen Aufenthaltsort in
matik, Gegebenheit und Aktivität zugeordnet wer- Handys gehen konzeptionell weit über den von
den kann! Natürlich müssen die Hauptkategorien ECDIS bekannten »pick report« als Abfrage der
für detaillierte Registereinträge noch weiter verfei- Objekteigenschaften an einer geographischen
nert werden. Das folgende Beispiel soll diese Ver- Position hinaus. S-100 wird die Implementierung
feinerung illustrieren, wobei zu bedenken ist, dass solcher Funktionserweiterungen der Bordsysteme
das Registerkonzept insgesamt auf den weiteren ebenso unterstützen wie »Augmented reality«:
Ausbau ausgelegt ist, wenn die Modellierung dies die Fusion kartographisch aufbereiteter Geodaten
erfordert (vgl. Abb. 3): und dreidimensionaler fotografierter oder com-
• Environment putergenerierter Abbilder der Realität, die bereits
Hydrography, Oceanography, Meteorology … für die Navigation im Nebel erfolgreich erprobt
• Infrastructure wurden. Die sich im Landbereich sehr dynamisch
Waterways, Harbour facilities, WWRNS, AIS, entwickelnden mobilen GIS-Systeme werden
LRIT, Communication systems (all relevant dank S-100 ihre anwendungsgerechten Adaptio-
frequency bands) … nen im Seeeinsatz wiederfinden. Derzeit steht vor
• Units allem die Dynamisierung des Kartenbilds durch
Vessel, Floating unit, Group of units, Offshore die Auswertung aktueller Strom- und Gezeiten-
installation, Aircraft … daten ganz oben auf der Wunschliste der Anwen- 13
• Operation der. Hier wird die Interoperabilität der Datensätze
Voyage, Crew, ISM, Pilotage, Security, VTS, ebenso für Fortschritte sorgen wie auch bei einer
MIS, SAR … integrativen Verwertung ozeanographischer und
• Load meteorologischer Daten, die die unzeitgemäße
Cargo, Passenger, Fuel, Waste … Separation der Hydrographie, der Ozeanographie
und der Meteorologie überwinden und den Be-
Die nächste Ebene könnte folgendermaßen verfei- darfsträgern ganz neue thematische Verknüpfun-
nert sein (vgl. Abb. 3): gen von Informationen des Seeraumes anbieten
• Vessel könnte. Ein darüber noch hinausreichendes Ziel
Navigation, Voyage, Engine, Facilities, Spare könnte die Modellierung aller marinen Aspekte im
parts … Rahmen der E-Navigation-Strategie der IMO sein.
Die Umsetzungsschritte des daraus abgeleiteten
Die notwendige Granularität der Registerstruktur Programms sind unter den IMO-Mitgliedsstaaten
hängt von den spezifischen Anforderungen der zu jedoch derzeit umstritten. Vom Verlauf dieser Dis-
modellierenden Entität ab. In überlappenden The- kussion wird abhängen, wann sich der Blick wie-
mengebieten müsste das Registermanagement der auf die Notwendigkeit der Ertüchtigung von
für eindeutige Zuweisungen sorgen. Beispiele S-100 als maritimes Weltdatenmodell richten wird.
dafür wären die Registerbereiche »Hydrography« Die IHO muss die verbleibende Zeit nutzen, um
Abb. 3: Vorschlag für
unter der Aufsicht der IHO und »Oceanography« Realisierungen des S-100-Konzepts in Form von eine Registerstruktur zur
in der Zuständigkeit der IOC. Seezeichen und Ver- S-100-konformen Datendiensten auf den Weg zu objektorientierten Beschrei-
kehrsleitdienste könnten dagegen von der IALA bringen. “ bung der Entität »Vessel«
betreut werden usw. Die Koordinierung dieser
Registeraufsicht könnte durch die bereits durch
die IMO eingerichtete »IMO/IHO Harmonization
Group on Data Modeling« (HGDM) erfolgen, die
ihre Tätigkeit jedoch noch nicht aufgenommen
hat. Für die am stärksten im Fokus der Modellie-
rung stehende Einheit – das »Schiff« (»Vessel«) –
könnte das Registermanagement direkt im Auf-
trag der IMO ausgeübt werden. Abb. 3 zeigt ein
Beispiel, wie die entsprechende Struktur in einer
zukünftigen »Marine Information Registry« aufge-
baut sein könnte.
Ausblick
Die Elektronische Seekarte kann für sich das histo-
rische Verdienst beanspruchen, das erste mobile
digitale Geoinformationssystem gewesen zu sein,
das die Mobilität seines Trägers aktiv steuert. Wur-
den im Seeeinsatz zunächst einige Entwicklungen
vorweggenommen, die später im Landbereich re-
üssierten – z. B. die Routenplanung –, so scheint
sich dieser Trend gegenwärtig umzukehren. »Lo-HN 98 — 06-2014 — Forschung & Entwicklung
E-Navigation – ein Überblick
Ein Beitrag von Jan-Hendrik Oltmann
Dieser Aufsatz stellt die E-Navigation-Strategie der Weltschifffahrtsbehörde IMO in ei-
nem Überblick vor. Ausgehend von den Grundprinzipien dieser Strategie, namentlich
die Harmonisierung der maritimen Datenwelt, wird in einem ersten Teil die abstrakte
Definition der IMO für E-Navigation erläutert, anschließend werden deren Ziele darge-
stellt. Der zweite Teil widmet sich der konkreten Ausgestaltung und den beabsichtigten
konkreten Umsetzungsschritten für E-Navigation: Zunächst werden die »sieben Säulen
von E-Navigation« im Einzelnen vorgestellt. Anschließend werden die wesentlichen
Inhalte des gegenwär-
tig in einer Entwurfs- E-Navigation-Denkrahmen | Harmonisierung | Standardisierung | Maritime Dienste-Angebote – MSPs
fassung vorliegenden Gemeinsame Maritime Datentruktur – CMDS | PNT (Position, Navigation, Timing) | Kommunikationsmittel
»E-Navigation-Strate- Nachhaltiges Maritimes Transportsystem – SMTS | Schiffsausrüstung | Landinfrastruktur | S-100 | S-99
gie-Implementierungs- Strategy Implementation Plan – SIP | Funknavigationssystem – WWRNS | Seenotrettungssystem – GMDSS
Plans« (SIP) der IMO
14 summarisch dargestellt. 1 Die Harmonisierung der Liegeplatz zu Liegeplatz und damit zusammen-
Der Aufsatz schließt maritimen Datenwelt – oder: hängender Dienste, zur Verbesserung der Sicher-
mit einer Einschätzung die »drei Seiten der Münze« heit auf See in jeder Hinsicht und zum Schutz der
zu den zu erwarten- Seit 2008 arbeitet die Weltschifffahrtsbehörde maritimen Umwelt (Übersetzung des Autors).
den Auswirkungen von IMO (International Maritime Organisation) mit Sitz
E-Navigation. in London an der Ausgestaltung ihrer E-Navigati- In dieser Definition treten nun folgende Einzelhei-
on-Strategie. ten hervor:
Kurz und bündig zusammengefasst ist das Neue • E-Navigation ist eine Strategie, die einen
an E-Navigation, dass man die gemeinsame Sicht neuen Denkrahmen schafft, also ein strate-
auf die Schiffsseite, die Landseite und auf die zwi- gisches Konzept. Es gibt also kein E-Naviga-
schen beiden erforderlichen Kommunikationsmit- tion-Gerät oder E-Navigation-System, das
tel und Kommunikationsbeziehungen auf dem man irgendwo kaufen könnte oder müsste.
Weg der maritimen Welt in das »digitale Zeitalter« Natürlich hat jeder (neue) Denkrahmen frü-
konsequent zum Ausgangspunkt macht und zum her oder später Auswirkungen auf konkrete
Autor obersten Gestaltungsprinzip erhebt. Installationen und Anwendungen. Die be-
Jan-Hendrik Oltmann ist Die Abb. 1 illustriert die so entstandene Sicht als reits erkennbaren Auswirkungen dieser Art
Dezernent für Maritime Ver- die »drei Seiten der Münze« – derselben Münze. sollen in diesem Aufsatz vorgestellt werden.
kehrstechnik in der General- Dieser Denkrahmen erfordert notwendigerweise • E-Navigation bezieht sich auf Daten und
direktion Wasserstraßen und überall »Harmonisierung«, und so ist Harmonisie- Informationen. Insofern Daten und Infor-
Schifffahrt in Kiel
rung auch bei E-Navigation ein häufig gebrauch- mationen nicht an sich Gegenstand einer
Kontakt unter: tes Wort. fachlichen Betrachtung oder eines (Daten-)
jan-hendrik.oltmann Produktes sind, bezieht sich E-Navigation
@wsv.bund.de 2 Die abstrakte Definition auf die informationstechnischen Abbilder
von E-Navigation (»Datenmodelle«) von realen Objekten. Inso-
Mit dieser Zusammenfassung als Ausgangspunkt fern sollte sich jeder, der mit (elektronischen)
kann man sich nun der abstrakten Definition von Abbildern der physischen Realität, wie sie z. B.
E-Navigation nähern, um das Anliegen, das die in elektronischen Seekarten vorliegen, um-
IMO mit E-Navigation verfolgt, noch umfassender zugehen gewohnt ist, im Denkrahmen von
zu erfassen: E-Navigation grundsätzlich zu Hause fühlen.
»E-navigation is the harmonized collection, inte- • Die einzelnen Funktionen, die man auf ma-
gration, exchange, presentation and analysis of ma- ritime Daten und Informationen anwenden
rine information on board and ashore by electronic kann und die mittels E-Navigation harmo-
means to enhance berth to berth navigation and nisiert werden sollen, werden benannt als
related services for safety and security at sea and pro- deren Sammlung, Integration (d. h. Zusam-
tection of the marine environment« (IMO 2009). menführung oder Verknüpfung), deren
Austausch, Darstellung und Analyse.
Die deutsche Übersetzung der Definition lautet: • Eine ganzheitliche Sicht auf die Bord- und
E-Navigation ist die harmonisierte Sammlung, Landseite und die elektronischen Mittel zur
die harmonisierte Integration, der harmonisierte Datenübermittlung ist bereits in der Definiti-
Austausch, die harmonisierte Darstellung und die on von E-Navigation angelegt; dadurch wird
harmonisierte Analyse von schifffahrtsbezoge- grundsätzlich auch der Datenpfad insgesamt
ner Information an Bord von Schiffen und auf der in den Blick genommen: Es wird unterstellt,
Landseite durch elektronische Hilfsmittel mit dem dass es eine Datenquelle und eine Datensen-
Ziel der Verbesserung der Fahrt von Schiffen von ke für jedes Datenobjekt gibt, deren Eigen-Forschung & Entwicklung — 06-2014 — HN 98
schaften im Idealfall einer weltweit harmo- benannt, was im Deutschen aber nur mit »Si-
nisierten Beschreibung entsprechen (sollen), cherheit« oder »Sicherheit in jeder Hinsicht«
und dass dies auch für die oben genannten wiedergegeben werden kann.
Datenverarbeitungsfunktionen entlang des • Der »Schutz der maritimen Umwelt« wird
Datenpfades zutrifft. nicht eingegrenzt auf ein bestimmtes Ver-
• Dabei wird die Konnektivität zwischen mari- ständnis von »Schutz der maritimen Umwelt«.
timen Teilnehmern nicht eingeschränkt; im • Per Definition nimmt E-Navigation zwar die
Gegenteil: Es werden bewusst alle grund- Fahrt eines Schiffes »von Liegeplatz zu Liege-
sätzlich denkbaren Datenpfade – wie z. B. platz« in den Blick, aber es ist auch erklärtes
ausschließlich an Bord des eigenen Schiffes, Ziel von E-Navigation, Transport und Logistik
zwischen verschiedenen Schiffen, zwischen insgesamt zu unterstützen (siehe unten).
Schiff und Land (in beide Richtungen) und • Beiden letztgenannten Aspekten gleichzei-
auch zwischen Land-Systemen – einbezogen. tig Rechnung tragend, wurde E-Navigation
• E-Navigation bezieht sich auf »elektronische inzwischen selbst in den größeren Zusam-
Hilfsmittel«. Das ist weder ausschließlich menhang des vom Generalsekretär der
gleichzusetzen mit »digital«, noch wird damit IMO propagierten »Nachhaltigen Maritimen
ausgeschlossen, dass der von E-Navigation Transportsystems« (Sustainable Maritime
inzwischen aufgespannte Denkrahmen auch Transportation System, SMTS) gestellt, näm-
nicht-elektronische Hilfsmittel der Schifffahrt, lich als ein wesentlicher Beitrag zu diesem 15
z. B. im visuellen Bereich, in den Blick nimmt, (IMO 2013).
nämlich um diese mit dem Denkrahmen von
E-Navigation zu harmonisieren. 3 Die abstrakten Ziele
• Die Bedeutung von »navigation« im Eng- von E-Navigation
lischen ist wesentlich umfassender als die Diese Definition wird entfaltet und untermau-
Bedeutung des Worts »Navigation« im Deut- ert durch eine präzise und nach wie vor gültige
schen: Im Deutschen stellt »Navigation« eine Ziel- und Inhaltsbeschreibung der IMO für ihre
Untermenge der Nautik dar und bedeutet im E-Navigation-Strategie (IMO 2008, vgl. IMO 2009,
Wesentlichen die Standortbestimmung und wo der Wortlaut identisch ist). Die elf »Kernziele«
Routenplanung auf See. Im Englischen gibt von E-Navigation lauten übersetzt (und im engli-
es kein Wort für »Nautik«, und es wird daher schen Original-Wortlaut):
der Ausdruck »navigation« verwendet. Daher • die in jeder Hinsicht sichere Fahrt von Schif-
ist in der Definition von E-Navigation das fen unter Berücksichtigung von hydrogra-
englische Wort »navigation« im Deutschen phischen, meteorologischen und navigatori-
mit »Fahrt« (von Schiffen) zu übersetzen, schen Informationen und Risiken zu fördern
was im Übrigen aus dem Zusammenhang (»facilitate safe and secure navigation of vessels
mit »berth-to-berth« als von »Liegeplatz zu having regard to hydrographic, meteorological
Liegeplatz« in der Definition hervorgeht. and navigational information and risks«);
• Im englischen Wortlaut werden sowohl • die Beobachtung und das Management des
»Safety« als auch »Security« ausdrücklich als Schiffsverkehrs durch landseitige Einrichtun-
Teil der Zweckbestimmung von E-Navigation gen zu fördern, wo angebracht
Abb. 1: Die »drei Seiten der
Münze« von E-Navigation –
derselben Münze
»harmonisierte Sammlung, die »harmonisierter Austausch« »harmonisierte Sammlung, die
harmonisierte Integration, der mittels virtueller harmonisierte Integration, der
harmonisierte Austausch, die und physischer harmonisierte Austausch, die
harmonisierte Darstellung und die Verbindungen harmonisierte Darstellung und die
harmonisierte Analyse von (mit geeigneten harmonisierte Analyse von
maritimer Information an Bord« Technologien) maritimer Information an Land«Sie können auch lesen
