전자해도 표준과 뷰어 (최규성)

2017. 3. 4.
㈜ 이지매핑 대표 최규성
kyusung.choi@gmail.com
전자해도 표준과 뷰어를 이용한 시각화
OSGeo 한국어 지부 기술세미나

2전자해도 표준과 뷰어를 이용한 시각화
순 서
1. 전자해도 표준에 관한 이해
• 전자해도 관련 IHO 표준 (기존)
• 전자해도 관련 IHO 표준 (향후)
2. 뷰어를 이용한 전자해도 시각화
• 전자해도 데이터 구하기
• 무료 전자해도 뷰어 프로그램
3. 전자해도 커뮤니티 매핑
• OpenSeaMap

1.
전자해도 표준에 관한 이해
• 전자해도 관련 IHO 표준 (기존)
• 전자해도 관련 IHO 표준 (향후)

전자해도
 전자해도(ENC)
• 전자(항법)해도: Electronic Navigational Chart, ENC
• 전자해도표시시스템(Electronic Chart Display and Information System,
ECDIS)에서 사용을 위해 국가 수로관청에서 생산하는 공식적인 데이터베이스
• ENC로써 인증 받기 위해서는 국제수로기구(International Hydrographic
Organization, IHO)에서 명시한 S-57 표준에 순응해야 함
• 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO) 성능 표준을 준수하도록
오직 ENC만을 ECDIS 안에서 사용할 수 있음
 ECDIS :
전자해도를 보여주는 장비로써
국제해사기구(IMO)와 IHO에 의해
정해준 표준 사양서(S-52)에 따라
제작된 것만을 ECDIS라 한다.
(국립해양조사원)

전자해도 관련 IHO 표준 (기존)
발간서 표준 위원회/실무그룹
S-52 ECDIS 컨텐츠 및 묘화(시각화) 사양 CSMWG
S-57 수로 데이터 구축 사양 TSMAD
S-63 암호화(인코딩) 및 디지털 사인 DPSWG
 S : Standards & Specifications
• CSMWG: Colors and Symbols Maintenance Working Group
• TSMAD: Transfer Standard Maintenance and Application Development Working Group
• DPSWG: Data Protection Scheme Working Group
 ECDIS 지원을 위한 IMO 성능 표준

관련 표준 (기존) 요약
구분 S-52 S-57 S-63
정식 명칭
Specification for Chart Content
and Display Aspects of ECDIS
IHO Transfer Standard for
Digital Hydrographic Data
IHO Data Protection Scheme
요약 ECDIS 컨텐츠 및 묘화(시각화) 수로 데이터 구축/교환 표준 암호화(인코딩) 및 디지털 사인
초안 1988년 11월 1992년 5월 2003년 10월
현재 Ed. 6.0, 2010년 3월 Ed. 3.1, 2000년 11월 (동결) Ed. 1.2.0, 2015년 1월
내용
• 정보 시각화 고려요소
• 점/선/면/주기 심볼 사양
• 색상 사양
• 화면 디스플레이 사양
• 이론적 데이터 모델
• 데이터 구조 및 형식
• ISO/IEC 8211
• 캡슐화
• 객체 및 속성 카탈로그
• ENC 제작 사양
• 압축
• 암호화
• 라이센스화
• 인증
• 데이터 관리
• 디렉터리 및 파일 구조
• 스키마 관리 프로세스
• 데이터 서버 프로세스
• OEM 및 데이터 클라이언트
프로세스
• 오류 코드와 설명
 ISO/IEC 8211 :
정보교환을 위한 데이터
서술 파일(DDF) 사양

 최초 초안 발행: 1988년 11월
 실용 Edition: 1994년 11월
 Edition 6.0: 2010년 3월
 Colors & Symbols Specification 에서
기원
Appendix: S-52 : Specification for Chart Content and Display Aspects of ECDIS

Appendix: S-52 문서 구성

Appendix: S-57 : IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data
 최초 발행: 1992년 5월
 Edition 3.0 공표: 1996년 11월
 Edition 3.1: 2000년 11월 (동결)
 요약
• 수로 데이터 교환 표준
• 이론적 데이터 모델
• 데이터 구조 및 형식
• ISO/IEC 8211
- 캡슐화
- 객체 및 속성 카탈로그
- ENC 제작 사양
 ISO/IEC 8211 :
정보교환을 위한 데이터 서술 파일(DDF) 사양

Appendix: S-63 : IHO Data Protection Scheme
 Edition 1.0: 2003년 10월
 Edition 1.2.0: 2015년 1월
 구성
• 압축
• 암호화
• 라이센스화
• 인증
• 데이터 관리
• 디렉터리 및 파일 구조
• 스키마 관리 프로세스
• 데이터 서버 프로세스
• OEM 및 데이터 클라이언트 프로세스
• 오류 코드와 설명

전자해도의 구성
Code No. 내용 축척
1 총도 : Overview Chart ≤ 1,500,000
2 일반도 : General Chart 350,000 ~ 1,500,000 (-)
3 연안도 : Coastal Chart 90,000 ~ 350,000 (-)
4 항만접근도 : Approach Chart 30,000 ~ 90,000 (-)
5 항만도 : Harbor Chart 75,000 ~ 30,000 (-)
6 정박도 : Berthing Chart < 75,000
 출처: 국립해양조사원 – http://www.khoa.go.kr

전자해도 목록
 국립해양조사원 수로도서지목록(2016)중 전자해도
www.khoa.go.kr/kcom/file/selectFileDownLoad.do?id=enc_20130715

전자해도 번호부여 방법 (파일 명칭)
 명명 규칙
• A : 전자해도 생산국가 코드 (한국: KR, 미국: US)
• B : 전자해도 항해목적별 코드 (슬라이드 #10 표의 Code No.)
• C : 각 국가가 정한 셀 코드 (5자리)
• D : 전자해도 업데이트 번호 (초판: 000, 제 1판: 001)
 예시
• KR5F2K34.000
• US5NC21M.005
C C N x x x x x n n n
A B C D

S-57 한계점과 대안 모색 (S-100, S-101)
 S-57 한계점
• 항해를 위한 ECDIS 사용 목적의 전자해도(ENC) 제작 사양
• 2000년 이후 개정판 사양 동결 (수정 불가)
- 새롭게 대두되는 요구사항 대응에 어려움
- 유지관리 편의성 결여
• 현재적 기술요건 충족 미흡
- 격자 수심 데이터
- 시계열 정보
- 영상정보 및 혼합 데이터 셋
 S-57 Edition 4.0 초안  S-100
• 2005년, IHO 제17차 CHRIS 회의
(Committee on Hydrographic Requirements for Information Systems)
• S-100: 수로데이터를 위한 지리공간 정보 표준 – Universal Hydrographic Data Model
• S-101: S-100 기반 전자해도(ENC) 표준제작 사양

 ECDIS 지원을 위한 IMO 성능 표준
전자해도 관련 IHO 표준 (향후)
발간서 표준 위원회/실무그룹
S-100 수로 데이터 모델 TSMAD
S-101 전자해도(ENC) 사양 SNPWG
S-102 수심 표면 데이터 사양 SNPWG
 S : Standards & Specifications
• TSMAD: Transfer Standard Maintenance and Application Development Working Group
• SNPWG: Standardization of Nautical Publications Working Group

S-100 : IHO Universal Hydrographic Data Model
 표준 제정: 2010년 1월
 Edition 2.0: 2015년 6월
 특징 요약
• ISO/TC211 19100 지리공간 정보표준을
수로, 해양 분야에 확장 적용
• S-57 수로 데이터 교환은 물론 영상정보,
격자 데이터, 메타데이터, 다중 인코딩 형
식 지원
• 전용 온라인 등록기(registry)를 통해 유연
하고 동적인 정보 유지관리 체계
• 차세대 전자해도(ENC) 제작을 위한 데이
터 프레임워크 제공
• ISO/TC211 19135 딕셔너리 등록 표준
• S-100 기반 제품 사양서  S-1xx

S-100 구성체계

S-100 표준의 의의
 수로 데이터를 지리정보 분야의 산업용 SW 및 응용 프로그램에 쉽게 적용
 영상정보, 격자 데이터, 메타데이터, 다중 인코딩 형식, 표준관리 유연성
 수로정보 제작, 처리, 분석, 접근, 표현 전 과정 지원
 3차원 데이터 표현, 위도/경도, 수심, 시계열 데이터 처리, 웹서비스 제공
 XML(eXtensible Markup Language) 표기언어로 작성
 ISO/TC211 19100 지리공간 정보표준을 수로, 해양 분야에 맞게 확장, 적용
(ISO 표준의 프로파일을 생성)

S-101 : Electronic Navigational Chart Product Specification
 초안 (Phase 1): 2009년 5월
 초안 (진행중): 2013년 12월
 특징 요약
• S-100 기반 전자해도(ENC) 제작 표준
사양 (차세대 전자해도 사양)
• SNPWG 분과에서 개발 주도
• 향후 ECDIS 공식적 사용을 위해 S-57
대체 예정

S-102 : Bathymetric Surface Product Specification
 초안 (진행중): 2011년 6월
 특징 요약
• S-100 기반 수심 데이터 표준 사양
• SNPWG 분과에서 개발 주도
• 커버리지(S-100 Part 8)와 정보유형(S-
100 Part 4) 혼합
• 커버리지는 4변형 격자 구조
• ENC와 함께 사용 또는 단독으로 사용

2012-2015 2016 - 2022 2022 이후
S-57  S-101 변환 데이터
S-101 테스트 베드
2015년 2022년
 테스트 베드 항목
• S-57 to S-101 오픈소스 데이터 변환기
• S-101 오픈소스 데이터 에디터
• S-101 오픈소스 데이터 뷰어
• S-100/101 ECDIS 참조 테스트 베드
 S-57에서 S-101로 표준 데이터 이전 일정
S-57 데이터
S-101 데이터
 출처: IHO S-101, The Next Generation ENC Product Specification
• 무료 오픈소스
• NOAA & Esri 합동 개발
• 진행 현황
 버전 0.8.9 : 2015년 6월
 버전 0.8.14 : 2016년 9월

S-101 테스트 베드

그 외 유용한 표준 사항
 RNC (Raster Navigational Chart, 래스터해도)
• IHO S-61 표준: Product Specification for Raster Navigational Charts (RNC), 1999년 1월
 국립해양조사원 정의
- 종이해도와 같은 이미지파일로 제작하여 전자항해에 이용할 수 있도록 만든 도면
- 래스터해도는 일정 이미지로 이루어져 있어, 해상도에 따라 일정규모 이상 확대할 경우
내용을 알아볼 수 없음
- 레스터해도는 정식 항해용 해도가 아니므로 법적으로 보호받을 수 없음
 종이해도 규정
• IHO S-4 표준: Regulations for International (INT) Charts and Chart Specifications of
the IHO, 2016년 4월
- INT 1 : Symbols, Abbreviations and Terms used on Charts
- INT 2 : Borders, Graduations, Grids and Linear Scales
- INT 3 : Use of Symbols and Abbreviations

RNC 예시 화면
 출처: e-Navi Story - http://m.blog.naver.com/jollyjim/140115442941

Appendix: 전자항법 (e-Navigation)
 전자항법(e-Navigation)
• 선박의 출항부터 입항까지 전 과정의 안전과 보안을 위한
관련 서비스 및 해양환경 보호 증진을 위해
• 전자적인 방법으로 선박과 육상 관련 정보의 수집, 통합, 교환,
표현 및 분석을 융합하고 통일하여 수행하는 체계
 전자항법(e-Navigation) 표준
• 2005. 11. 영국 교통부, 도입 필요성 제기
• 2005. 12. 국제해사기구(IMO) MSC 81차 회의
- 실무 프로그램 승인
- 2014까지 전자항법 전략이행계획 완성 목표수립
• 2014. 7. IMO, NCSR 1차 회의, 전자항법 전략이행 보고서 검토
• 2014. 11. IMO, MSC 94차 회의, 전자항법 전략이행 보고서 승인
• 2018. 전자항법 시행 (계획)

Appendix: 전자항법 전략이행계획
 e-Navigation Strategy Implementation Plan (SIP)
 Source - http://www.imo.org/en/OurWork/safety/navigation/pages/enavigation.aspx
2009년 완료
2012년 완료
2014년
이행계획 완료

Appendix: 전자항법 운영 개념도

Appendix: ECDIS 관련 국제기구 참여관계
전자항법
IMO 주도
전자해도
IHO 주도

2.
뷰어를 이용한 전자해도 시각화
• 전자해도 데이터 구하기
• 무료 전자해도 뷰어 프로그램

전자해도 데이터 구하기
 미국 해양대기국(NOAA) 연안탐사실(Office of Costal Survey)
• http://www.charts.noaa.gov/InteractiveCatalog/nrnc.shtml#mapTabs-2

예제 데이터 : US5NY50M

예제 데이터 : US5NC21M

무료 전자해도 뷰어 프로그램 (데스크탑)
 OpenCPN
• S-57 전자해도 및 BSB 래스터해도 인쇄, 항법 프로그램 (Chart Potter Navigation, CPN)
• 오픈소스 (GPL v2)
• Windows, Mac, Ubuntu, Fedora, Debian, Gentu Linux, OpenSUSE 지원
• https://opencpn.org/OpenCPN/info/downloads.html
 SeeMyENC (SevenCs GmbH 제공, 독일)
• 무료 S-57 전자해도 뷰어
• Windows 지원
• https://www.sevencs.com/products/software-downloads
 Geomaris ENC Viewer (Geomaris GmbH 제공, 독일)
• 무료 S-57 전자해도 뷰어
• Windows 지원
• http://www.geomaris.com/index.php/products/wf-menu-profiles/geomaris-viewer
 Caris Easy View (Teledyne CARIS, Inc. 제공, 캐나다)
• S-57 전자해도를 포함한 다양한 공간 종류 데이터 뷰어
• Windows 지원
• http://www.caris.com/products/easy-view

전자해도 뷰어 프로그램/솔루션 (데스크탑)
 QGIS Desktop + GDAL/OGR 플러그인
• GDAL을 통해 벡터 레이어로 바로 추가
• 그러나, S-52 인식 제약
 Esri 상용 솔루션
• Esri S-57 Viewer (무료) – ArcGIS Desktop 보유 필수 애드온 (ArcMap add-on)
• ArcGIS for Maritime: Charting (솔루션) – ArcGIS Desktop (Advanced) 보유 필수
• Esri Production Mapping: Nautical (솔루션) – ArcGIS Desktop (Standard 또는 Advanced)
보유 필수

전자해도 온라인 서비스
 NOAA ENC Online – https://www.nauticalcharts.noaa.gov/ENCOnline/enconline.html
ArcGIS Server REST 서비스
+
ArcGIS API for JavaScript

3.
전자해도 커뮤니티 매핑
• OpenSeaMap

OpenSeaMap
 무료로 사용하는 전자해도 데이터
• 전세계를 대상으로 하는 해도 구축 프로젝트 및 그 성과물
• 다운로드하여 오프라인 용도로도 사용
• 2009년 개시(런칭)
• www.openseamap.org , map.openseamap.org
 OpenStreetMap과의 관계
• OpenStreetMap(OSM) 프로젝트의 일환
• OSM과 동일한 데이터베이스 사용
• 추진 주체: OSM 재단 소속의
OpenSeaMap 회원
• 컨텐츠 라이선스: CC BY-SA
• 개방 데이터베이스 라이선스
(ODbL, Open Database License)

OpenSeaMap – www.openseamap.org

전체 화면 (온라인 해도 서비스) – map.openseamap.org

OpenSeaMap 매핑 – JOSM
 데이터 매핑(편집) 도구  JOSM (Java OpenStreetMap Editor)
• Java 환경을 이용한 OpenStreetMap (OSM) 편집기
• GPL 라이선스를 따르는 오픈소스
• 윈도우용, Mac OS X용
• https://josm.openstreetmap.de
 JOSM 주요 기능
• OSM 데이터 (노드, 노선, 관계) 및 메타데이터 편집
• 배경 영상
• GPX 트랙 로딩
• 확장 기능 (Extension)
- 플러그인 (Plugin)
- 프리셋 (Preset)
- 룰 (Rule)
- 스타일 (Style)
- 배경 (Background)
 JOSM은 OpenStreetMap 이나 OpenSeaMap 모두 편집에 사용

OpenSeaMap 매핑 – JOSM SeaMapEditor
 JOSM 설정을 SeaMapEditor 로 선택
 프리셋 메뉴
• Seamark
• Harbour
• Watersports
• ScubaDiving
 Seamark
• IHO 표준을 준수:
S-57, S-100, S-4(INT 1)
• http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Seamarks/Seamark_Objects

참고 자료
 e-Navigation 국제표준화 동향과 우리나라 산업에 미치는 영향
• 이광일, 장병태: ETRI 조선해양IT융합연구실
• TTA Journal, Vol. 159 (2015)
 차세대 전자해도 표준과 국제 동향
• 이희용: ㈜지엠티사이버네틱스
• TTA Journal, No. 131 (2010)
 국립해양조사원 (KHOA) – www.khoa.go.kr
 국제수로기구 (IHO) – www.iho.int
 국제해사기구 (IMO) – www.imo.org
 미국 해양대기청 (NOAA) – www.noaa.gov

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