POMORSKI FAKULTET U SPLITU

HIDROGRAFSKO INŽENJERSTVO

(predavanja 2019./20.)

doc.dr.sc. Ivica Pavić

1

HIDROGRAFSKO INŽENJERSTVO

UVOD

U svrhu definiranja hidrografske djelatnosti potrebno je pojmovno odrediti, te

analizirati, pravne i tehničko-tehnološke aspekte povezane s hidrografskom djelatnosti.

Budući da ova djelatnost ima izražen međunarodni karakter, u njenom temelju su

međunarodni pravni propisi. Gotovo svaki proizvod hidrografskih organizacija ima

međunarodnu namjenu i značaj. Zato je nužno da proces njegove izrade bude u skladu

s tim propisima i zahtjevima.

Hidrografsku djelatnost provode nacionalne hidrografske organizacije. Analizira

se organizacija hidrografske djelatnosti u Velkioj Britaniji, Sjedinjenim Američkim

Državama i Njemačkoj. Također se analizira organizacija i djelatnosti Hrvatskog

hidrografskog instituta. Iznimno važnu ulogu u brojnim segmentima hidrografske

djelatnosti ima Međunarodna organizacija za hidrografiju pa se analizira njezina uloga u

tome području.

U procesu izrade proizvoda hidrografskih organizacija zahtijeva se

višedisciplinarni pristup. Iz tog razloga potrebno je pojmovno odrediti hidrografiju, ta

analizirati stanje vezano za hidrografski premjer. Svaki podatak u proizvodima

hidrografskih organizacija zahtijeva određenu točnost, te propisanu metodologiju

prikupljanja i obrade. Proizvodi hidrografskih organizacija moraju biti pouzdani. Za

njihovu pouzdanost važna je metodologija hidrografskog premjera. Pored hidrografskog

premjera valja analizirati i reambulaciju, kao pomoćnu metodu provjere točnosti

prikupljenih podataka.

Stanje i promjene podvodnog okoliša prikazuju se na različitim proizvodima

hidrografskih organizacija, kao što su pomorske karte i publikacije, te batimetrijske

karte. U tom smislu središnje mjesto zauzima batimetrija. Zato se pojmovno određuje

batimetrija, analiziraju se batimetrijska mjerenja, te korištenje tehničko-tehnoloških

sredstava i suvremenih metoda u batimetriji. Međunarodna hidrografska organizacija

razvila je koncept batimetrije iz javnih izvora. Koncept se temelji na dragovoljnom

2

sudjelovanju brodova u sustavu prikupljanja podataka o dubinama tijekom plovidbe. Taj

koncept batimetrije iz javnih izvora obrađuje se u materijalima.

Također se analizira kartiranje morskog okoliša, te razvoj suvremenih načina

prikupljanja, organizacije i prikaza geoprostornih podataka. U tom smislu analizira se

mogućnost primjene Geografsko-informacijskog sustava u kartiranju morskog okoliša te

se analiziraju sustavi za automatsko kartiranje.

Razvoj suvremene tehnike i tehnologije značajno utječe i na hidrografsku

djelatnost. Nacionalne hidrografske organizacije proizvode i održavaju elektroničke

navigacijske karte. Međunarodna organizacija za hidrografiju razvila je seriju standarda

koji reguliraju sva tehnička pitanja vezana za proizvodnju, značajke, distribuciju,

održavanje i zaštitu podataka elektroničkih navigacijskih karata. Taj segment se

analizira u zadnjem dijelu ovih materijala.

3

PRAVNI OKVIR MEĐUNARODNE HIDROGRAFSKE DJELATNOSTI

Međunarodna hidrografska djelatnost ima iznimno važnu ulogu u pomorskoj

djelatnosti. Ona obuhvaća cijeli niz poslova, od normiranja, izrade karata i publikacija,

pa sve do obuke. Iako danas ne postoje jedinstveni međunarodni standardi, može se

reći da je postignut visok stupanj standardizacije u području hidrografije, a osobito u

području hidrografskog premjera. Propisi i standardi koji reguliraju tu djelatnost sadržani

su u odredbama Konvencije Ujedinjenih naroda o pravu mora 1982. (United Nations

Convention on Law of the Sea 1982 – UNCLOS), ugovorima i preporukama

Međunarodne organizacije za pomorstvo (International Maritime Organization – IMO),

standardima Međunarodne organizacije za hidrografiju (International Hydrographic

Organization – IHO) i u nacionalnim propisima.

Hidrografska djelatnost danas je dio ukupne pomorske politike zemalja koje imaju

izlaz na more. Zbog svojih specifičnosti i izraženog međunarodnog karaktera te

djelatnosti u ime država obavljaju isključivo ovlaštene hidrografske organizacije.

Analizom podataka iz Godišnjaka IHO-a zaključuje se da su nacionalne hidrografske

organizacije u vlasništvu država, te da u njihovo ime obavljaju sve poslove vezane za

hidrografsku djelatnost.

Izmjenama i dopunama Međunarodne konvencije o zaštiti ljudskog života na

moru (International Convention on the Safety of Life at Sea – SOLAS) iz 2002. (koje su

stupile na snagu 2004.) države ugovornice imaju pravnu obvezu provoditi hidrografska

istraživanja, proizvoditi i održavati ažurnima pomorske karte i navigacijske publikacije.

Pomorska karta posebno je konstruirana karta namijenjena da udovolji

zahtjevima za pomorsku navigaciju. Na njoj su (uz ostalo) prikazane dubine mora, vrsta

dna, visine terena i različitih struktura kao što su svjetionici, ili tornjevi, konfiguracija i

karakteristike obale, te navigacijske opasnosti.

Sadržaj pomorske karte ovisi o njenoj namjeni i razmjeru. Budući da se jedna

oznaka na karti može pojaviti više puta, ukupan broj prikazanih oznaka kreće se od

nekoliko desetaka do približno 50.000.

Pouzdanost pomorske karte izravno utječe na sigurnost plovidbe, zato propisi

IMO-a i IHO-a zahtijevaju da pomorske karte budu redovito ažurirane.

4

Hidrografski uredi zaduženi su za prikupljanje i distribuciju informacija važnih za

održavanje pomorskih karata.

Hidrografska djelatnost ima izrazito međunarodni karakter i zato su međunarodni

propisi i standardi njezina okosnica.

Konvencija Ujedinjenih naroda o pravu mora

Konvencija Ujedinjenih naroda o pravu mora temeljni je pravni dokument vezan

za razgraničenje obalnih država u morskim područjima i pitanjima sigurnosti plovidbe.

Konvencija također potiče na razvoj međunarodne i nacionalnih hidrografskih

djelatnosti. U tom smislu, pomorska karta vrlo je bitan element brojnih tehničkih i pravnih

pitanja sadržanih u UNCLOS-u. Također, može se reći da je tumačenje, ali dobrim

dijelom i razumijevanje UNCLOS-a, gotovo nemoguće bez valjanih pomorskih karata.

Pored brojnih pitanja UNCLOS se na pomorske karte referira u pitanjima morskih

pojasa, polaznih crta, unutrašnjih voda, ušća rijeka, zaljeva, luka, sidrišta, razine mora,

pomorskih ruta, shema odvojene plovidbe, zatvorenih i poluzatvorenih mora, itd. (Slika

1.)

Granice na moru određuju se od polaznih crta naznačenih na pomorskim

kartama, koje obalna država službeno priznaje. Obalna država može izdavati vlastite

pomorske karte, ali može koristiti i karte izdane u drugoj zemlji. Temelj za određivanje

tih granica jesu polazne crte, od kojih se određuje vanjska granica teritorijalnog mora,

gospodarskog i epikontinentskog pojasa

Konvencija u svojim odredbama traži od obalnih država da jedan primjerak svake

takve karte (ili popisa koordinata) deponira kod Glavnog tajnika UN-a.

5

Slika 1. Podjela morskih područja prema UNCLOS-u

U pogledu sigurnosti plovidbe Konvencija od obalne države izričito zahtijeva da u

svome teritorijalnom moru objavi na prikladan način svaku opasnost za plovidbu koja joj

je poznata. Također, odredbama UNCLOS-a zahtijeva se da pomorske rute i sheme

odvojene plovidbe budu naznačene na pomorskim kartama.

U Prilogu VI UNCLOS-a (Rezolucija o razvoju nacionalnih infrastruktura u

području znanosti o moru, pomorske tehnologije i oceanografskih službi) koji je sastavni

dio Konvencije. UN potiče države na razvoj znanosti o moru, pomorske tehnologije i

oceanografskih službi, jer je ''svrha Konvencije o pravu mora uspostavljanje novog

režima za mora i oceane koji će pridonijeti ostvarivanju pravednog i pravičnog

međunarodnog ekonomskog poretka omogućujući miroljubivu uporabu morskog

prostora, pravično i djelotvorno gospodarenje i iskorištavanje njegovih bogatstava, te

proučavanje, zaštitu i očuvanje morskog okoliša''. Također se potiče ''sve države članice

da daju odgovarajuću prednost u svojim planovima razvoja poboljšavanju znanosti o

moru, pomorskoj tehnologiji i oceanografskim službama''.

U sklopu pravnog sustava UN-a međunarodnoj hidrografskoj djelatnosti pridaje

se posebna pozornost kroz Otvoreni neformalni konzultativni proces o oceanima i pravu

Polazna crta

UMV

12M

TM

Gospodarski pojas ≤ 200 M

Epikontinentalni pojas ≤ 200 M (350M)

Otvoreno more

Otvoreno more

Zona

6

mora (Open-ended Informal Consultative Process on Oceans and the Law of the Sea) i

njegovu Upravu za pitanja oceana i pravo mora (Division for Ocean Affairs and the Law

of the Sea – DOALOS), koji godišnje izvješćuju Glavnog tajnika o pitanjima prava mora.

Opća skupština UN-a je na 53. sjednici održanoj 24. studenoga 1998. usvojila

Rezoluciju nazvanu ''Oceans and the Law of the Sea'', koja u članku 21. eksplicitno

''Poziva države na suradnju u provedbi hidrografskih istraživanja i nautičkih službi sa

svrhom osiguranja sigurne plovidbe, kao i osiguranja najveće moguće uniformnosti

karata i navigacijskih publikacija i koordiniranja njihovih aktivnosti kako bi hidrografske i

nautičke informacije bile dostupne na svjetskoj razini''. Ova Rezolucija usvojena je (uz

ostalo) i zbog važnosti pouzdanih hidrografskih i nautičkih informacija u povećanju

sigurnosti plovidbe.

Iz navedenog slijedi da je hidrografska djelatnost iznimno važna, a njezin temeljni

proizvod – pomorska karta – puno više od pukog navigacijskog pomagala.

Odredbe IMO-a, rezolucije i preporuke IHO-a

Pod okriljem IMO-a razvijene su odredbe koje se odnose na hidrografsku

djelatnost. Te odredbe sadržane su u Dijelu V SOLAS konvencije. Dio V, nazvan

Sigurnost plovidbe, u Pravilu 2, Stavak 2, donosi definiciju pomorske karte ili nautičke

publikacije. ''Pomorska karta ili nautička publikacija je karta ili publikacija posebne

namjene, ili posebno kompilirana baza podataka iz koje je ta karta ili publikacija

derivirana, koja je službeno izdana od ili po ovlasti vlade ovlaštenog hidrografskog

ureda ili relevantne vladine institucije i koja je dizajnirana da zadovolji zahtjeve

pomorske plovidbe.'' Ova definicija pokriva papirnate i elektroničke karte. Objašnjenje

spomenutog Pravila eksplicitno upućuje da se pri njihovoj izradi trebaju slijediti

odgovarajuće rezolucije i preporuke IHO-a.

Pravilo 4 (Navigational Warnings) zahtijeva od država distribuciju radijskih

oglasa. ''Svaka vlada ugovornica poduzima sve potrebne korake kako bi osigurala da

obavijesti o bilo kojoj opasnosti (primljena od bilo kojeg pouzdanog izvora) budu čim

prije distribuirane zainteresiranima i prenesene drugim vladama koje to može

interesirati.'' Distribucija tih oglasa treba biti u skladu sa Smjernicama IMO/IHO

7

WWNWS (Worldwide Navigational Warning Service), koje su regulirane u Rezoluciji

IMO.a A.706(17).

Pravilo 9 (Hidrografske službe) u svoja četiri stavka regulira hidrografsku

djelatnost država članica. Sukladno Pravilu (Stavak 1), države članice imaju pravnu

obvezu prikupljanja, kompilacije, obrade, razmjene i ažuriranja svih nautičkih informacija

nužnih za sigurnu plovidbu.

Odredbama Stavka 2 od država članica zahtijeva se da osiguraju provedbu

hidrografskog premjera, izdaju pomorske karte i publikacije i distribuiraju oglase za

pomorce te osiguraju odgovarajući sustav upravljanja podacima za potporu tim

uslugama. ''Posebno, države ugovornice obvezuju se surađivati, u najvećoj mogućoj

mjeri, u obavljanju sljedećih nautičkih i hidrografskih usluga (na način koji je

najprikladniji za pomoć u plovidbi), kako bi:

- što je više moguće, osigurale provedbu hidrografskog premjera, koji

odgovaraja zahtjevima sigurne plovidbe,

- pripremale i izdavale pomorske karte, upute za plovidbu, popise svjetala,

tablice morskih mijena i druge nautičke publikacije (gdje je to primjenjivo),

koje zadovoljavaju potrebe sigurne plovidbe,

- objavljivale oglase za pomorce kako bi nautičke karte i publikacije, što je

moguće više bile ažurirane i

- osigurale aranžmane upravljanja podacima za potporu tim uslugama.''

U Stavku 3 zahtijeva se najveća moguća uniformnost u izradi karata i publikacija,

uzimajući u obzir, kad god je to moguće, relevantne međunarodne rezolucije i

preporuke.

Stavak 4 od vlada ugovornica zahtijeva koordiniranje aktivnosti na najvećem

mogućem stupnju da bi se osigurala pravodobna, pouzdana i nedvojbena dostupnost

hidrografskih i nautičkih informacija na svjetskoj razini.

I ovo Pravilo se u napomeni referira na odgovarajuće rezolucije i preporuke IHO-

a.

8

Najznačajnija novina Pravila 9 je uvođenje obveze državama članicama da izdaju

pomorske karte i publikacije, što prije 2002. nije bilo propisano. Do stupanja na snagu

revidiranih odredbi SOLAS-a od država se zahtijevala samo provedba hidrografskih

istraživanja i suradnja s drugim vladama (u pitanjima sigurnosti plovidbe) gdje je to

nužno, ali ne i obveza proizvodnje navigacijskih karata.

Pravilom 19 (Zahtjevi za brodske navigacijske sustave i opremu) zahtijeva se od

svih brodova, bez obzira na veličinu, posjedovanje navigacijskih karata i publikacija, s

tim što se smatra da posjedovanjem Informacijskog sustava s prikazom elektroničkih

navigacijskih karata (Electronic Chart Display and Information System – ECDIS) brod

udovoljava zahtjevima ovoga Pravila.

Pravilo 27 (Pomorske karte i navigacijske publikacije) propisuje da pomorske

karte i nautičke publikacije trebaju biti pogodne i ažurne. IMO je još 1980. uveo obvezu

uporabe ažurnih pomorskih karata.

Pored razvoja standarda u području hidrografske djelatnosti važno mjesto

zauzimaju rezolucije Međunarodne organizacije za hidrografiju (International

Hydrographic Organization – IHO). Sve rezolucije IHO-a nalaze se u publikaciji M-3

Resolutions of the International Hydrographic Organization. Publikacija M-3 nadopunjuje

se i ažurira u skladu s dinamikom usvajanja novih rezolucija, izmjene ili dopune

postojećih i brisanja onih koje se stavljaju izvan snage.

Rezolucije IHO-a u Publikaciji M-3 organizirane su u tri programa. Program 1

''Korporativni poslovi'' (Corporate Affairs) sadrži administrativne, financijske i upravne

rezolucije.

Program 2 ''Hidrografske službe i standardi'' (Hydrographic Services and

Standards) sadrži opće rezolucije, rezolucije o morskim mijenama i razinama morske

vode, te rezolucije o kartama i publikacijama. Rezolucije koje se odnose na karte

organizirane su u tri međusobno povezana dijela. Prvi dio sadrži opće rezolucije. Drugi

dio odnosi se na digitalne/elektroničke navigacijske karte. Ovdje se posebno upućuje na

sukladnost tih karata sa standardima IHO-a, zaštitu podataka, a daju se i načela

Svjetske baze podataka elektroničkih navigacijskih karata (Worldwide Electronic

Navigational Chart Database) kako bi se udovoljilo zahtjevima SOLAS-a i standardima

9

IMO-a za ECDIS. Treći dio sadrži rezolucije koje se odnose na izradu, nadzor i propise

o međunarodnim kartama.

Program 3 ''Međuregionalna koordinacija i potpora'' (Inter Regional Co-ordination

and Support) sadrži rezolucije o regionalnim hidrografskim komisijama i izgradnji

kapaciteta s ciljem uspostave i poboljšanja regionalne suradnje i koordinacije u širokom

spektru poslova hidrografske djelatnosti.

10

ORGANIZACIJA HIDROGRAFSKE DJELATNOSTI U SVIJETU

Hidrografske organizacije u svijetu organizirane su kao vladina tijela, čija su

djelatnost i pravni status regulirani nacionalnim propisima. Glavnu ulogu u osnivanju

hidrografskih organizacija imale su glavne pomorske sile i njihove ratne mornarice.

Danas se nacionalne hidrografske organizacije uglavnom nalaze u sastavu ministarstva

zaduženog za obranu, ministarsva zaduženog za pomorstvo, ministarstva zaduženog za

promet, ministarstva zaduženog za okoliš i sl. Dalje se analizira pravni status

hidrografskih organizacija u Velikoj Britaniji, Njemačkoj i Sjedinjenim Američkim

Državama. Ove organizacije odabrane su na temelju njihova značaja u sklopu

međunarodne hidrografske djelatnosti i pripadnosti glavnim svjetskim pravnim

sustavima. Također se analizira organizacija i djelatnosti Hrvatskog hidrografskog

instituta.

Hidrografski ured Ujedinjenog Kraljevstva

Hidrografski ured Ujedinjenog Kraljevstva (United Kingdom Hydrographic Office –

UKHO) najpoznatija je nacionalna hidrografska organizacija u svijetu, koja je osnovana

još 1795. za potrebe Britanske kraljevske ratne mornarice. Uloga UKHO mijenjala se

tijekom vremena. Danas UKHO osigurava hidrografske informacije za Britansku

kraljevsku ratnu mornaricu i glavninu svjetske trgovačke flote. Također, ima središnju

ulogu u ispunjenju obveza Velike Britanije prema SOLAS konvenciji u smislu osiguranja

hidrografskih službi za vode pod njezinom nacionalnom odgovornosti. U pravnom smislu

UKHO je vladina organizacija, koja od 1990. djeluje kao izvršna agencija u sastavu

britanskog ministarstva obrane. UKHO od 1. travnja 1996. djeluje kao vladin trgovački

fond.

U pitanjima nadležnosti za provedbu hidrografskih istraživanja UKHO ima

dvojaku ulogu, ovisno o tome radi li se o istraživanjima za potrebe obrane ili civilnih

organizacija. Hidrografska istraživanja za potrebe obrane provodi posebna služba

(Royal Navy Surveying Service), vlastitim hidrografskim brodovima. UKHO koristi te

podatke i objavljuje karte, publikacije, ali i posebna izdanja za Britansku kraljevsku ratnu

11

mornaricu. Hidrografska istraživanja u vodama pod britanskim suverenitetom (United

Kingdom Home Waters) za civilne potrebe provode se pod Civilnim hidrografskim

programom (Civil Hydrography Programme – CHP) kojim upravlja Agencija za

pomorstvo i obalnu stražu (Maritime and Coastguard Agency – MCA). U nadležnosti

MCA su i komercijalna istraživanja. UKHO osigurava planiranje, tehnički nadzor i

procjenu tih istraživanja i odgovoran je za arhiviranje dobivenih podataka. Kako bi

dobiveni podaci bili iskoristivi i udovoljili zahtjevima za sigurnu plovidbu, sva istraživanja

koja provodi CHP moraju minimalno odgovarati Prvoj a odredbi Standarda

hidrografskog premjera IHO-a. UKHO zajedno s MCA određuje prioritete za područja

koja će se istraživati.

Budući da su proizvodi UKHO danas široko prihvaćeni u svjetskom pomorstvu,

on ima sklopljene ugovore sa oko osamdeset državnih hidrografskih ureda i proizvodi

više od 3500 papirnatih, više od 3000 rasterskih pomorskih karata, više od 15750

elektroničkih navigacijskih karata (vektorskih), te više od 200 navigacijskih publikacija u

papirnatom obliku (Slika 2.). UKHO je do listopada 2017. proizveo 86 navigacijskih

publikacija u elektroničkom obliku. UKHO izdaje više od 1800 navigacijskih upozorenja

te 5400 oglasa za pomorce. Arhiva Ureda sadrži više od 600.000 karata, publikacija,

izvešća itd. U arhivi su pohranjeni podaci o više od 60.000 hidrografskih premjera.

12

Slika 2. Područja pokrivena kartama UKHO

Djelatnosti UKHO

UKHO je danas zadužen za ispunjavanje obveza Velike Britanije prema SOLAS

konvenciji, potporu provedbi nacionalne sigurnosne strategije te druge zakonske obveze

Ureda kao javnog tijela.

13

Ispunjavanje obveza Velike Britanije prema SOLAS konvenciji

Za zadovoljavanje postavljenih odredbi UKHO mora raditi hidrografske premjere

svojih teritorijalnih voda u svrhu zaštite ljudskih života na moru i sigurnosti plovidbe. Isto

tako je zadužen za ispravljanje svojih publikacija u skladu s navedenim istraživanjima.

U ovome segmentu UKHO je jedini ovlašten procjeniti, analizirati, arhivirati i

održavati hidrografske, oceanografske, geofizičke i astronomske podatke koji su

potrebni za poboljšanje sigurnosti plovidbe i zaštite morskog okoliša.

Potpora provedbi nacionalne sigurnosne strategije

UKHO je dužan osigurati korištenje hidrografskih informacija kako bi se

unaprijedila obrana teritorijalnog mora. Pored navedenog, uloga UKHO je i sudjelovanje

u poboljšanju strategije obrane kroz korištenje hidrografskih, oceanografskih, geofizičkih

i drugih informacija, raznih usluga te savjeta tijelima Britanske vlade.

Druge zakonske obveze UKHO kao javnog tijela

Druge zakonske obveze UKHO su arhiviranje novih i održavanje arhiva ranijih

podataka, od nastanka organizacije do danas.

UKHO također predstavlja Britansku vladu u ekspertnim pitanjima u području

hidrografije, oceanografije, pomorske kartografije, pomorskih granica te kompjuterske

astronomije. U ovom području valja naglasiti i pružanje savjeta vezanih za hidrografski

premjer i kartiranje te utjecaje odlaganja otpada i radova na morskom dnu. Pored

navedenih, UKHO daje savjete obalnoj straži i općoj populaciji u vezi raznih publikacija i

karata.

14

Civilni hidrografski program

Sustavni pregled voda Velike Britanije provodi MCA, uz tehničku pomoć UKHO-a. MCA

osigurava dugoročne poslovne ugovore s različitim subjektima. Preko tih ugovora

provode se hidrografska istraživanja u području unutrašnjih morskih voda, teritorijalnih

voda, te voda u kojima Ujedinjeno Kraljevstvo ima suverena prava i jurisdikciju. Cilj je

provedba hidrografskog premjera i kontrolnih mjerenja, kako bi se osigurala točnost

hidrografskih informacija koje se prikupljaju za ažuriranje pomorskih karata i

navigacijskih publikacija. Rutinske ispravke i ponovna mjerenja se rade na područjima

gdje morsko dno brzo mijenja oblik. Analiziraju se promjene te se na temelju rezultata

mjerenja unose u odgovarajuće publikacije. Isto tako svake godine se radi revizija

vezana za povećanje točnosti hidrografskog premjera u takvim područjima. Primjer

ažuriranja hidrografskog premjera prikazan je na Slici 3.

15

Slika 3. Hidrografski premjer Doverskog kanala 2014. (batimetrija)

16

Slika 4. Hidrografski premjer Doverskog kanala 2014. (batimetrijske promjene)

Na slikama 3. i 4. prikazana su usporedna mjerenja istog područja (Dover), te

promjene dubina zbog nanosa sedimenta na morsko dno.

17

MCA prikuplja batimetrijske podatke pod okriljem CHP-a od 2004. Od tada CHP

je napravio premjer oko 12% svojih voda. Svi hidrografski premjeri su dostupni i

arhivirani u digitalnom i papirnatom obliku.

Istraživanja CHP-a su isto tako dostupna i na Google Earth-u koji prikazuje

konture morskog dna snimane višesnopnom dubinomjerskom tehnikom. Korištenjem

Google Earth-a CHP je dobio na jednostavnosti te je lakše doći do traženih informacija.

CHP batimetrijski atlas (Bathy Atlas) je poseban tip atlasa koji sadrži karte posebno

razvijenih boja kako bi se što točnije prikazali batimetrijski podaci. Podaci su dobiveni

hidrografskim premjerom uporabom višesnopnog dubinomjera (Slika 5.).

Slika 5. Batimetrijski atlas Doverskog kanala (dostupan na Google Earth)

18

Područje odgovornosti MCA za obavljanje civilnih hidrografskih istraživanja

U područje odgovornosti MCA svrstavaju se teritorijalne vode Velike Britanije (Slika

6.), koje su podijeljene na 11 geografskih područja u kojima treba obaviti hidrografski

premjer, te četiri područja u kojima se obavlja periodički hidrografski premjer.

Slika 6. Teritorijalne i unutrašnje vode Velike Britanije (područje odgovornosti MCA)

19

Savezna pomorska i hidrografska agencija Njemačke

Savezna pomorska i hidrografska agencija (Bundesamt für Seeschiffahrt und

Hydrographie – BSH) Njemačke odgovorna je za cijeli niz poslova vezanih uz

pomorstvo, te u sklopu toga i za provedbu hidrografskih istraživanja i kartiranje u

njemačkom dijelu Sjevernog i Baltičkog mora.

Povijesni pregled razvoja hidrografske djelatnosti u Sjevernom i Baltičkom moru

Prvom njemačkom pomorskom kartom smatra se ''Preussen’s See-Atlas'',

objavljen 1841. Godine (Slika 7). Karta je temeljena na tadašnjim znastvenim

hidrografskim istraživačkim metodama. Prikazivala je tadašnju njemačku Baltičku obalu.

Proizvedena je na osnovu hidrografskih istraživanja provedenih između 1833. i 1838. od

strane studenata navigacije i pomoraca.

Slika 7. Prva njemačka pomorska karta "Preussen's See-Atlas"

20

Nakon nje, 1846. objavljena je prva njemačka karta Sjevernog mora, temeljena

na trigonometriji. S obzirom na razvoj trgovačkih brodova i uspostave pomorske baze u

Wilhelmshavenu 1854., bilo je nužno razviti precizne navigacijske karte koje bi pokrivale

cijeli Njemački zaljev. To je vodilo daljnjim preciznijim hidrografskim mjerenjima obalnih

voda, te je nedugo nakon toga došlo do objave publikacije pod nazivom ''See-Atlas der

Jade, Weser und Elbe Mundungen'' (Pomorski atlas estuarija Jade, Wesera i Elbe) od

strane Pruskog admiraliteta.

Godine 1861. Kraljevsko ministarstvo pomorstva osniva ''Hidrografski ured

ministarstva kraljevske mornarice'' čiji je zadatak bio razvijanje nautičkih karata

njemačkih obalnih voda i prilaza lukama. Na osnovu već postojećih istraživanja, obalne

vode Sjevernog i Baltičkog mora ponovno su premjerene kroz idućih nekoliko godina.

Kako su se ratna mornarica i trgovačko brodarstvo sve više razvijali 1870.-ih,

tako im je bila potrebna što veća preciznost karata. Rad na uniformnosti metoda kojima

su se vršila hidrografska istraživanja u lokalnim vodama počeo je 1884. Zbog velikih

količina sedimenta na morskome dnu Baltičkog mora, već tada je donesna odluka da se

na godišnjoj razini obavlja hidrografski premjer istočnih njemačkih voda Baltičkog mora.

Prije Prvog svjetskog rata obavljeni su brojni hidrografski premjeri Baltičkog i

Sjevernog mora. Između Prvog i Drugog svjetskog rata nastavljen je premjer tih

područja. Pored navedenih premjera, provedena su i brojna istraživanja izvan tih

područja. Jedno od najvažnijih istraživanja je ''German Atlantic Expedition'' na brodu

METEOR, koje je trajalo od 1925. do 1927. Plovilo je bilo pionir u istraživanju Južnog

Atlantskog oceana. U toj ekspediciji obavljen je premjer Atlantika između 2° sjeverne i

63° južne zemljopisne širine. Istraživanja su provedena između istočne obale Južne

Amerike i zapadne obale Afrike.

Nakon završetka Drugog svjetskog rata, hidrografska istraživanja su prestala te

je ukinuta hidrografska služba. Zbog nužnosti nastavka hidrografskog premjera u Baltiku

i Sjevernom moru saveznici su već krajem 1945. osnovali Deutsches Hydrographisches

Institut (DHI). DHI je osnovan na inicijativu britanskih agencija i radio je hidrografski

premjer sve do 1950. za cijelo područje prijeratne Njemačke.

21

Godine 1950. snovan je Seehydrographischer Dienst (SHD), kao hidrografska

organizacija u Demokratskoj Republici Njemačkoj. Odgovornosti ove organizacije su bile

provođenje hidrografskih premjera te proizvodnja karata i navigacijskih publikacija za

teritorijalno more Demokratske Republike Njemačke. Od 1950. u dvije njemačke države

djelovale su dvije zasebne hidrografske organizacije (DHI i SHD).

Nakon ujedinjenja dviju njemačkih država, 1990. došlo je do spajanja DHI i

Saveznog odbora za baždarenje brodova. Novoj organizaciji priključen je SHD te druge

pomorske agencije, meteorološki uredi i Nacionalna uprava za jaružanje i spašavanje

DDR-a. Tim spajanjem nastala je nova organizacija, BSH.

Djelatnosti BSH

BSH je vladina agencija koja djeluje u sastavu saveznog ministarstva prometa,

izgradnje i urbanog razvoja.

Pravni status BSH reguliran je Saveznim zakonom o odgovornostima u

pomorstvu (Gesetz über die Aufgaben des Bundes auf dem Gebiet der Seeschiffahrt –

Seeaufgabengesetz). Prema Zakonu, hidrografska djelatnost, proizvodnja i objavljivanje

službenih pomorskih karata i navigacijskih publikacija i službena distribucija

navigacijskih upozorenja i drugih informacija o sigurnosti plovidbe u isključivoj su

nadležnosti Savezne države i od nje ovlaštene Agencije – BSH.

Iako se nigdje u Zakonu izrijekom ne spominju standardi po kojima se obavlja

hidrografski premjer, Članak 9d. upućuje kako se imaju smatrati službenima oni

standardi IMO-a i drugih međuvladinih organizacija koje su prihvatila mjerodavna

njemačka tijela. Ovom općom formulacijom obuhvaćeni su i standardi IHO-a.

U nadležnosti BSH je i izdavanje odobrenja za obavljanje odobalnih (offshore)

djelatnosti (npr. postavljanje instalacija za iskorištavanje energije vjetra, podmorskih

cjevovoda i kabela) u njemačkom gospodarskom pojasu u Sjevernom i Baltičkom moru.

Zbog stalnih promjena morskog dna uzrokovanih morskim strujama, koje premještaju

sedimente, BSH provodi periodičke izmjere u njemačkim teritorijalnim vodama, čime se

osigurava ažuriranje podataka nužnih za izradu pouzdanih pomorskih karata. BSH je

22

predstavnik Njemačke u IHO i član je regionalnih komisija IHO-a za Baltičko i Sjeverno

more.

Specifičnosti hidrografskog premjera BSH

Mnoga područja, posebno plitke vode, neprestalno se mijenjaju i zahtijevaju

ponovni premjer u razdoblju od jedne do tri godine. Kako promjene morskog dna nisu

vidljive, premjeri moraju biti sustavno provedeni (jednosnopnim dubinomjerima ili

''sweep'' sustavima) kako bi održali realnu sliku morskog dna na kartama. Na Slici 8.

mogu se vidjeti promjene morskog dna tijekom tri godine.

Slika 8. Usporedba promjena na morskom dnu istih područja temeljem hidrografskog

premjera BSH iz 1997. i 2000.

23

Područje odgovornosti BSH

Područje koje BSH pokriva uključuje njemačko teritorijalno more i gospodarski

pojas (Slika 9.), koje zauzima 57.000 km², ili jednu petinu teritorija Savezne Republike

Njemačke. Njemački zaljev i jugozapadni dio Baltičkog mora su plitke vode. Periodički

premjeri su nužni zbog stalnih promjena morskog dna uzrokovanih morskim strujama.

Većina obalnih voda Njemačkog mora premjerava se svake treće godine, a pojedini

dijelovi jednom godišnje.

Slika 9. Područje odgovornosti BSH

24

Hidrografska služba u Sjedinjenim Američkim Državama

Hidrografska služba u Sjedinjenim američkim državama je najsloženija služba na

svijetu. Ona se sastoji od tri odvojene organizacije, koje djeluju u sastavu četiri

ministarstva.

Povijesni pregled

Hidrografska služba u Sjedinjenim Američkim Državama (SAD) osnovana je

1866. Služba je nazvana Hidrografski ured SAD. Ured je osnovan kao dio Ureda za

navigaciju koji se nalazio u sastavu Ratne mornarice SAD-a.

Prije nego je osnovan Hidrografski ured, pomorci u SAD su gotovo u potpunosti

ovisili o Britanskim kartama. Nekoliko poduzeća je pripremalo i izdavalo karte.

Stoga je osnovan hidrogafski ured kako bi unaprijedio sredstva za navigaciju,

učinio navigaciju sigurnijom za brodove ratne mornarice i američku trgovačku flotu,

osiguravajući jeftine i točne pomorske karte i druge nautičke publikacije kako bi olakšali

navigaciju američkim i ostalim pomorcima toga vremena.

Poticaj za osnivanje Hidrografskog ureda je došao 1863. godine od strane

Američke brodovlasničke zajednice, koja je napisala peticiju Američkom Kongresu.

Američki Senat je izradio izvješće i prihvatio ideju o osnivanju hidrografskog ureda. Cilj

je bio osnažiti odjel američke ratne mornarice te dati trgovačkim brodovima i mornarici

informacije o pomorskom premjeru i istraživanjima na temelju prikupljenih podataka od

strane Ureda. Ured nije bio zamišljen kao konkurencija britanskom ili francuskom

hidrografskom uredu koji su bili jedni od najjačih hidrigrafskih ureda u svijetu, nego

opskrbiti pomorce nautičkim kartama i uputama koje su bile dostupne tada po cijeni za

pokriće troškova tiskanja i papira.

1880. godine ured je podjeljen na pet zavoda, tako su nastali Zavod za arhivu,

Zavod za karte, Meteorološki zavod, Zavod za izradu i graviranje i Zavod za zemljopisnu

dužinu. Ured je do tada objavio više od 700 karata.

25

1889. godine proveden je sustavni premjer obalnog područja SAD-a. Ured je

djelovao je u sastavu Ministarstva obrane. On je ukinut 1962. godine, a zamijenio ga je

Nautičko-oceanografski ured.

Trenutačna organizacija hidrografske službe u SAD

Hidrografsku djelatnost u SAD obavljaju tri organizacije. Za civilne potrebe tu

djelatnost obavlja Nacionalna oceanska služba (National Ocean Service - NOS), koja se

nalazi u sklopu Nacionalne uprave za oceane i atmosferu (National Oceanic and

Atmospheric Administration – NOAA). NOS djeluje u sastavu Ministarstva trgovine i

zadužen je za cijeli niz poslova vezanih uz istraživanja, zaštitu i nadzor oceana i obale

Sjedinjenih Američkih Država. Posebno mjesto zauzima hidrografska djelatnost u sklopu

koje se obavljaju hidrografska istraživanja. NOS je zadužen za očuvanje i jačanje

nacionalnih obalnih resursa i ekosustava duž 153 000km (95 000 milja) obalne granice,

9 100 000 km2 priobalja, velikih jezera i oceana.

Misija NOS-a je omogućiti znanstveno utemeljena rješenja u suradnji s

partnerskim agencijama za boljitak i očuvanje ekosustava obale i oceana. NOS surađuje

sa mnogim agencijama kako bi osigurali da oceanska i obalna područja budu sigurna,

zdrava i produktivna. NOS je znanstvena i tehnička organizacija sa 1700 znanstvenika,

biologa i specijalista u raznim područjima djelovanja.

On je jedna od šest službi koje djeluju pod NOAA. NOS primjenjuje najnovije

studije upravljanja nacionalnim morskim i obalnim resursima. Također radi na

mjerenjima i predviđanjima obalnih i morskih fenomena, zaštiti velikih oceanskih

površina, povećanju sigurnosti plovidbe te pruža informacije i usluge kako bi se očuvala

obalna područja pod suverinitetom Sjedinjenih Američkih Država.

U sastavu NOS-a djeluje još sedam ureda zaduženih za svoja područja

djelovanja i dva izdvojena ureda.

U sastavu NOS-a nalazi se Ured za obalna istraživanja (Office of Coast Survey –

OCS), koji obavlja hidrografska istraživanja, prikuplja, obrađuje i upravlja dobivenim

podacima i proizvodi 1000 papirnatih pomorskih karata u Sjedinjenim Američkim

Državama. OCS je jedan od najvažnijih odjela hidrografske djelatnosti jer obuhvaća

26

širok spektar poslova koji se tiču hidrografije, pomorskog premjera morskog dna i

izdavanja karata i publikacija za tržište Sjedinjenih Američkih Država.

OCS obavlja hidrografski premjer morskog dna za vode pod suverenitetom SAD-

a, prikuplja podatke o dubinama vode, olupinama i velikim stjenama na morskom dnu te

drugim značajkama morskog dna koje mogu predstavljati opasnost za sigurnu

navigaciju. Prikupljene podatke koriste za ažuriranje pomorskih karata. Koristeći nove

tehnologije povećavaju učinkovitost hidrografskog premjera, prikupljanja i obrade

podataka te izrade pomorskih karata.

Za potrebe Ministarstva obrane i Ministarstva domovinske sigurnosti Sjedinjenih

Američkih Država, te za potporu u provedbi vojnih operacija, hidrografsku službu obavlja

Nacionalna geoprostorna obavještajna agencija (National Geospatial Intelligence

Agency – NGA). NGA se nalazi u sastavu Ministarstva obrane. Ona osigurava

pomorske, zrakoplovne i topografske karte, upute za plovidbu, popise svjetala, oglase

za pomorce, pomorske i geodetske podatke, te proizvode i usluge iz svoga područja

odgovornosti za potrebe Oružanih snaga Sjedinjenih Američkih Država, drugih

federalnih agencija, trgovačke mornarice i pomoraca općenito. Budući da je NGA dio

obavještajnog aparata Sjedinjenih Američkih Država javnosti je dostupan samo dio

njezinih proizvoda, dok je drugi dio namijenjen isključivo ovlaštenim saveznim

agencijama i oružanim snagama.

U sastavu Ministarstva za Ratnu mornaricu i pod zapovjedništvom Ratne

mornarice Sjedinjenih Američkih Država djeluje služba pod nazivom Zapovjedništvo za

pomorsku meteorologiju i oceanografiju (Commander, Naval Meteorology and

Oceanography Command – CNMOC). CNMOC prikuplja, analizira i prikazuje

oceanografske, meteorološke, hidrografske i geofizičke podatke u funkciji potpore

operacijama Ratne mornarice Sjedinjenih Američkih Država.

CNMOC je vojni ekvivalent civilnoj Nacionalnoj oceanskoj službi, s time što ne

proizvodi pomorske karte i navigacijske publikacije, iako u svom sastavu ima brodove za

oceanografska i hidrografska istraživanja. Sve tri organizacije članice su IHO-a, a svaka

od njih utemeljena je i djeluje prema posebnim propisima. One svoje aktivnosti u

pitanjima hidrografskih istraživanja međusobno usklađuju. Tako je na temelju Zakona o

unapređenju hidrografskih službi iz 1998., s amandmanima iz 2002., NOAA odgovorna

27

za osiguranje potpune geografske pokrivenosti hidrografskim službama, održavanje

nacionalne baze hidrografskih podataka, te razvoj i implementaciju međunarodnih

standarda za hidrografske podatke i hidrografske službe u suradnji s ostalim federalnim

agencijama. Tim Zakonom su i u Sjedinjenim Američkim Državama prihvaćeni standardi

IHO-a.

HRVATSKI HIDROGRAFSKI INSTITUT

Organizirana i znanstveno utemeljena hidrografska djelatnost na istočnoj obali

Jadrana jedna je od najstarijih na svijetu. Ta aktivnost započela je za vrijeme francuske

vladavine na ovom području. Nastavljena je za vrijeme austrijske vladavine i za vrijeme

jugoslavenske vladavine. Hidrografska djelatnost nastavljena je odmah nakon

osamostaljenja Republike Hrvatske, te danas zauzima značajno mjesto u ukupnoj

pomorskoj politici Republike Hrvatske.

Povijesni pregled hidrografskih istraživanja na istočnoj obali Jadranskog mora

Prvo sustavno, znanstveno utemeljeno, hidrografsko, oceanografsko i

geomagnetsko istraživanje na Jadranu obavio je znameniti francuski hidrograf Charles

François Beautemps-Beaupré. Tada je ustvrdio kako su netočna načela po kojima su do

tada izrađivane pomorske karte, iz razloga što su temeljene na podacima iz brodskih

dnevnika zapisivanih od pomoraca prema njihovim trenutačnim opažanjima. Istraživanja

su obavljena u dvije kampanje, u prvoj iz 1806. godine i u drugoj koja je trajala od 1808.

do 1809. godine. Glasoviti francuski hidrograf koji se smatra "ocem znanstveno

utemeljene hidrografije" u svojim je pohodima istraživao i opisivao istočni Jadran a

rezultat njegova rada kasnije će predstavljati temelj svih hidrografskih istraživanja

Jadranskog mora.

Na temelju rezultata njegovih istraživanja, izrađene su brojne pomorske karte

jadranskih luka, kanala i zaljeva od Pirana do Boke Kotorske, a i prvi put u povijesti je

na Jadranu primijenjeno geometrijsko pravilo perspektive. Na osnovu radova

sastavljeno je i "Izvješće" koje je u počecima svjetskoj javnosti bilo nepoznato i

28

nedostupno te tretirano kao vojna tajna. Kasnije su ti radovi bili dostupni svjetskoj

javnosti preko prvog broja francuskog "Hidrografskog godišnjaka". Hidrografski izvornici

većih dimenzija danas se čuvaju u pariškom Centre historique des Archives nationales,

a dio koji se odnosi samo na kampanju iz 1806. godine smješten je u zagrebačkoj

Nacionalnoj i sveučilišnoj knjižnici. Na temelju takvih izvornika za vrijeme austrijske

vladavine od 1820. do 1821. godine, izrađena je serija plovidbenih karata koja postaje

trajno dostupna svim pomorcima.

Nakon francuske vladavine, odredbama Bečkog kongresa iz 1814. i 1815.

godine, vlast na Jadranskom moru i obali preuzima Austrijska Carevina, koja od 1867.

godine djeluje pod nazivom Austro-Ugarska Monarhija. Na krilima prethodne vlasti ona

nastavlja sa vrlo osebujnim razvojem hidrografske djelatnosti odrađujući prvi sustavni

hidrografski premjer za istočnu obalu Jadranskog mora 1859. godine. U njihovo doba

hidrografska djelatnost je i institucionalizirana i to 1860. godine u Trstu te se u to doba

izdaje i prvi peljar za Jadransko more. Austo-Ugarska Monarhija trajala je sve do Prvog

svjetskog rata kada i Pula kao glavno središte hidrografske djelatnosti Rapalskim

ugovorom pripada Italiji. Na taj način izgubljeno je mnogo hidrografskih izvornika i

ostalih hidrografskih materijala za Jadransko područje.

Hidrografska djelatnost na istočnoj obali Jadrana institucionalizirana je 27. 04.

1860. godine, otvaranjem Hidrografskog zavoda (Hydrographische Anstalt) u Trstu.

Ubrzo nakon toga, 1861. godine, osniva se i podružnica tog zavoda u Puli, koja se s

vremenom sve više razvija i postaje glavno vojno-pomorsko središte. Novosnovani

zavod proširuje svoje djelatnosti i obuhvaća područja sigurnosti plovidbe, oceanografiju,

navigaciju, astronomiju i meteorologiju. Almanah ratne mornarice zajedno s Popisom

svjetala Sredozemnog mora publiciran je 1862. godine.

Hidrografski zavod smješten u Trstu, 1866. godine se ukida te se premješta u

Pulu. Premještanjem svih odjela vezanih za pomorstvo u Pulu, raste težnja za razvojem

brojnih mornaričkih službi, kao što su spremišta karata i navigacijskih instrumenata,

služba motrenja i mornarička knjižnica. Pula je u to vrijeme sa svojim arsenalom,

pomorskom flotom i razvijenom brodogradnjom bila najznačajnija luka na Jadranskom

moru. Sedamdesetih godina XIX. stoljeća dovršena je zgrada Hidrografskog zavoda, te

se ustrojila organizacija kroz odjel Zvjezdarnice, Instrumenata, Pomorskih karata (koji je

29

posjedovao više od 17.000 karata) i Mornaričke knjižnice. Najnoviji odsjek

Hidrografskog zavoda postala je Zvjezdarnica osnovana 1871. godine. Iste godine

Zvjezdarnica je započela sa redovitom izdavačkom djelatnošću izdajući Oglase za

pomorce, Popise svjetala, Kataloge karata i priručnika te Astronomske vijesti. To je bio

odjel koji je uključivao astronomska opažanja i geodetske izmjere. Pregled vremena i

sinoptička situacija redovito se izdaju od 1874. godine, a također u narednom vremenu

se izdaje i prilog o poznavanju morskih mijena na Jadranskom moru.

Prva meteorološka stanica na Jadranu osnovana je u Trstu 1841. godine a druga

na otoku Hvaru 1858. godine. Meteorološka služba do kraja XIX. stoljeća posjeduje 150

meteoroloških postaja a 1869. godine uvedeno je obavezno motrenje, mjerenje i

zapisivanje meteoroloških podatka na brodovima. U Trstu i Puli instaliraju se mareografi

1850. godine, dok u Veneciji mareograf radi od 1859. godine. Kad je mareografska

služba prešla u nadležnost Hidrografskog zavoda, ustrojava se u narednim godinama

gusta mreža mareografskih stanica na istočnoj obali Jadrana, što je u konačnici

rezultiralo da 1907. godine rade 32 mareografske stanice.

Pula je postala znanstveno-tehničko središte za izobrazbu kadra za potrebe

austro-ugarske mornarice. Godine 1869. pulski Hidrografski zavod mijenja ime u

Hidrografski ured (Hydrographische Amt). U Puli je do početka Prvog svjetskog rata

objavljeno preko 100 znanstvenih i stručnih radova, od kojih su značajniji Nautičko-

tehnički rječnik mornarice (Nautisch-technische Wörterbuch der Marine), Peljar po

Jadranu (Segelhandbuch de Adria), O pomorskoj taktici (Über Seetaktik), O pomorskom

ratu (Über den Seekrieg). Na brodovima su se u to doba također razvijale i brodske

pokretne knjižnice. Temeljna zadaća Hidrografskog ureda bila je istraživanje i

sakupljanje svih dostupnih znanstvenih i stručnih radova koji su se odnosili na

hidrografiju i navigaciju, te implementiranje dostignuća u rad tadašnje ratne mornarice.

Uz skrb o nautičkim pomagalima imao je i zadaću objavljivanja ažuriranih hidrografskih

vijesti, te tiskanje pomorskog almanaha na godišnjoj bazi.

Daljni napredak u kartiranju Jadrana u narednim godinama ovisio je o novim

hidrografskim istraživanjima. Ona se iniciraju 1859. godine, a usmjerena su samo na

područja od ušća rijeke Po do rijeke Piave, kad je publicirano 18 pomorskih karata u

mjerilu 1:57.000, dok je između 1866. i 1870. godine istraživanjima obuhvaćen cijeli

30

Jadran. U Beču je 1865. godine osnovana Stalna komisija za istraživanje Jadrana

(Jadranska komisija). Organizator novih istraživanja bila je tadašnja Austrijska ratna

mornarica, koja je u koordinaciji sa tadašnjim šefom hidrografskog ureda Thobiasom

Oesterreicherom, u sklopu novoosnovane komisije, provela spomenuta istraživanja od

1866. do 1870. godine. Godine 1870. završen je sustavni premjer cijelog Jadrana a

1872. godine izdane su generalna karta Jadranskog mora mjerila 1:1.000.000, 4 kursne

karte mjerila 1:350.000, 30 obalnih karata mjerila 1:40.000 do 1:100.000 (Slika 10.), te 8

planova luka i prolaza mjerila 1:20.000 do 1:40.000.

Slika 10. Obalna pomorska karta br. 16 iz 1872.

31

Ubrzo nakon tiskanja karata i primjene istih u pomorskoj plovidbi uočene su

brojne manjkavosti. One su se očitovale u nezadovoljavajućoj gustoći profila, malom

broju izmjerenih dubina i lošem prikazu reljefa morskog dna. Iznesene činjenice bile su

razlog da se napravi revizija hidrografskog premjera, koja je trajala između 1880. i 1885.

godine. Osim što je revizijom došlo do raznih preinaka i dorada koje su podigle kvalitetu

izrađenih karata, u to vrijeme se uvodi i metarski sustav koji je zamijenio stari sustav

mjerenja. 1892. godine u Puli, izrađen je prvi pravi peljar Jadrana, pod nazivom

Segelhandbuch für das Adriatische Meer. Novi hidrografski i drugi premjeri Jadrana

slijedili su u razdoblju između 1906. i 1910. godine, kad je premjereno područje od otoka

Premude do Rogoznice i Boke kotorske. Ovo su ujedno bili zadnji sustavni premjeri

istočne obale Jadrana prije početka Prvog svjetskog rata.

Nakon završetka Prvog svjetskog rata, 1918. vlast na području Jadrana dobiva

Država Slovenaca, Hrvata i Srba, a iste godine se spomenuta Država pripaja Kraljevini

Slovenaca, Hrvata i Srba (Kraljevina SHS), koja od 1929. godine djeluje pod imenom

Kraljevina Jugoslavija. Hidrografsko središte postaje Tivat pa Dubrovnik, da bi

naposlijetku to bio 1929. godine Split. Hidrografska djelatnost je sve više jačala dok nije

bila prekinuta Drugim svjetskim ratom. Za vrijeme Drugog svjetskog rata Institut je

djelovao na Hvaru, Visu i Monopoliju (Italija). Krajem 1944. godine središte hidrografske

djelatnosti postaje opet Split u kojemu se od tada do danas neprekidno nalazi sjedište

Instituta. Nakon Drugog svjetskog rata nastavljena je organizirana hidrografska

djelatnost. Hidrografska organizacija preimenovana je u Hidrografski institut

Jugoslavenske ratne mornarice. Institut je pod tim nazivom djelovao do osamostaljenja

Republike Hrvatske.

Za vrijeme Domovinskog rata Hidrografski institut dislocirao je veliki dio opreme i

uređaja koji su time bili spašeni, ali unatoč tome doživljava dosta velike materijalne

gubitke. Osamostaljenjem Republike Hrvatske i proglašenjem Zakona o hidrografskoj

djelatnosti, Hrvatski hidrografski institut (HHI) postaje pravni nositelj svih ovlasti vezanih

za polje hidrografske djelatnosti.

32

Organizacija Hrvatskog hidrografskog instituta

HHI je trenutačno organiziran na principu odjela. To su Hidrografski,

Oceanološki, Nautički, Kartografski, Reprodukcijski, Informatički, Računovodstveni,

financijski i komercijalni, Pravni, kadrovski i opći, te Odjel plovnih objekata i

managementa. Mjerenja i istraživanja na moru obavlja osoblje Hidrografskog i

Oceanološkog odjela te u priobalnom području često sudjeluje osoblje Nautičkog i

Kartografskog odjela. Podaci dobiveni mjerenjem dalje se prosljeđuju Informatičkom

odjelu koji iste pohranjuje u suvremene baze podataka. Pomoću suvremenih računalnih

programa, zadaća Kartografskog i Nautičkog odjela je projektiranje, izrada i održavanje

suvremenih pomorskih karata i nautičkih publikacija. Reprodukcijski odjel izrađene

pomorske karte i nautičke publikacije tiska i publicira. Pošto je HHI javna ustanova

Republike Hrvatske, za pravilno i učinkovito funkcioniranje Instituta u sklopu njegove

organizacije nalaze se i Pravni, kadrovski i opći odjel te Računovodstveni, financijski i

komercijalni odjel, ali i Odjel plovnih objekata i managementa kojem je temeljna zadaća

održavanje brodova, brodske tehnike i opreme te brodskih uređaja.

Hidrografski odjel je stručno-znanstvena jedinica Hrvatskog hidrografskog

instituta kojem je osnovna zadaća hidrografski premjer te modeliranje topografije

morskog dna. Konačni cilj odjela je izrada hidrografskih izvornika, koji se izrađuju

otprilike svakih 5 do 20 godina, a na temelju kojih se izrađuju pomorske karte i planovi

te nautičke publikacije. Dopunska djelatnost odjela su hidrografsko-geološki premjeri za

potrebe polaganja cjevovoda i kabela, te premjeri već premjerenih područja, koja su

mjerena zastarjelom tehnologijom, čiji rezultat u današnje vrijeme ne može biti

vjerodostojan i kompatibilan sa minimalnim standardima IHO-a. Hidrografski odjel u

svojim mjerenjima dobiva podatke obalne crte na kopnu, otocima, otočićima i hridima

koje su važne u području sigurnosti plovibe, podatke dubina i topografije morskog dna

zbog izrade batimetrijske karte premjerenog područja, podatke o podmorskim i

nadmorskim preprekama koje svojim prisustvom mogu ugroziti sigurnost plovidbe i

sigurnost podvodnih instalacija, podatke o lociranju feromagnetičkih i eksplozivnih

naprava na morskom dnu ili ispod njega, podatke u obliku videozapisa pomoću kojih se

33

vrši kontrola i pregled postavljenih instalacija te precizne podatke o sastavu površinskog

sloja morskog dna.

Oceanološki odjel Hrvatskog hidrografskog instituta predstavlja odjel kojem je

zadaća proučavanje fizičkih, kemijskih i geoloških procesa u moru te osnovnih

meteoroloških parametara. Osnovni cilj istraživanja ovog odjela je doprinos u sigurnosti

plovidbe, izrada višenamjenskih aplikacija pojednih parametara koje su korisne pri

hidrografskom premjeru, doprinos u kartografiji te doprinos u zaštiti okoliša. Ovaj odjel

istražuje morske struje, morske mijene, površinske i unutarnje valove, fizička svojstva

morske vode, kemijska svojstva morske vode te geološke značajke morskog dna i

podmorja. Također se uz to obavljaju i osnovna meteorološka mjerenja i motrenja. Odjel

djeluje na zavidnoj znanstvenoj razini izdajući razne istraživačke radove, ekološke

studije, izvješća te znanstvene radove. Stručni i znanstveni rad ovog odjela obavlja se

preko Laboratorija fizike mora, Laboratorija kemije mora, Laboratorija marinske

geologije i Meteorološkog laboratorija. Laboratorij fizike mora prikuplja podatke o

termohalinskim svojstvima, morskim strujama, optičkim svojstvima mora,

dugoperiodičnim oscilacijama razine mora i površinskim valovima uzrokovanim vjetrom.

Laboratorij kemije mora u funkciji zaštite okoliša prikuplja podatake o hranjivim solima,

stupnju zasićenosti kisikom, pH vrijednostima i slanostima. Laboratorij marinske

geologije je laboratorij kojem je zadatak otkrivanje sedimenata na morskom dnu i ispod

njega te određivanje njihovog sastava i podrijetla. Jedan od temeljnih zadataka tog

laboratorija je izrada karata sedimenata morskog dna, na temelju kojih se omogućava

geološko kartiranje. Zadaća Meteorološkog laboratorija je in-situ prikupljanje podataka

zbog istraživanja međudjelovanja procesa u moru i atmosferi.

Nautički odjel HHI-a je odjel koji provodi unapređenje navigacije na Jadranu u

skladu s nacionalnim i međunarodnim propisima i koji obavlja poslove vezane uz

informiranje javnosti o podacima vezanim za sigurnost plovidbe. U nadležnosti odjela je

planiranje izrade, uređivanje, sastavljanje, održavanje te izdavanje pomorskih karata i

navigacijskih priručnika, sudjelovanje u terenskim zadacima kod hidrografskog premjera

te sudjelovanje u znanstveno-istraživačkim zadacima. Odjel je "Nacionalni koordinator

za navigacijske obavijesti", što znači da obavlja prijem, analizu, obradu i distribuciju

podataka vezanih za sigurnost plovidbe. Odjel surađuje s lučkim kapetanijama,

34

Ministarstvom pomorstva, prometa i infrastrukture, obalnim radiopostajama, Hrvatskom

ratnom mornaricom, poduzećem "Plovput", koordinatorom za područje NAVAREA III i

drugim srodnim nacionalnim i međunarodnim institucijama. Nautički odjel radi na

izobrazbi pomoraca ali i na razvijanju programske podrške u prihvatu, obradi, razmjeni,

čuvanju i ažuriranju podataka.

Kartografski odjel je odjel kojem je temeljna zadaća projektiranje i izrada

pomorskih karata i planova, grafičkih prikaza i shema za nautičke publikacije te

elektroničkih navigacijskih karata (ENC). Također je odjel zadužen i za redovito

održavanje izdanih materijala kako bi u svako doba bili vjerodostojni i primjenjivi sa

aspekta sigurnosti plovidbe. U sastavu ovog odjela djeluje i "Arhiv originala izmjere i

karata" u kojem se čuvaju svi hidrografski i kartografski izvornici te elaborati istraživanja.

U nadležnosti odjela je također i stručno-tehničko rješavanje različitih zadataka za

potrebe državne uprave i njenih tehničkih odjela. Elektroničke pomorske karte (ENC)

predstavljaju baze različitih hidrografskih podataka koje su potrebne za sigurnu

pomorsku navigaciju. One se koriste preko ECDIS-a, a na njima se nalaze različiti

podaci koje jedna pomorska karta može sadržavati. Početkom sustavne digitalizacije

pomorskih karata u Republici Hrvatskoj smatra se trenutak kad je pod pokroviteljstvom

HHI izdana prva ENC ćelija 2007. godine. U ožujku 2016. godine izdana je i stota ENC

ćelija za hrvatski dio Jadranskog mora, što je nesporni pokazatelj da je digitalizacija

pomorskih karata naišla na plodno tlo, podižući na taj način sigurnost plovidbe na višu

razinu. Do danas je HHI izdao ukupno 115 ENC ćelija.

Reprodukcijski odjel je odjel kojem je zadaća obavljanje izdavačko-tiskarske

djelatnosti u koordinaciji sa drugim uredničkim odjelima. Osnovna zadaća odjela je

grafička priprema, tisak i grafička dorada svih papirnatih tiskovina HHI, te grafička

potpora ostalim odjelima unutar organizacije. Unutar reprodukcijskog odjela kod

hidrografskih organizacija, nalazi se grafički sustav, koji može biti klasični ili suvremeni,

gdje još uvijek dominira klasična tehnika tiskanja off-set, koju u novije vrijeme pomalo

zamjenjuju digitalne tehnologije.

Zadaća Informatičkog odjela HHI je osiguravanje informacijske strukture, znanja i

resursa radi uspostave sveobuhvatnog informacijskog sustava o moru i podmorju.

Informacijski sustav se sastoji od informacijskog sustava za mjerenje i prikupljanje

35

podataka na moru i računalnog sustava za obradu i prikaz podataka na kopnu.

Informacijski sustav na brodu objedinjuje sustave za hidrografska, oceanološka i ostala

automatizirana mjerenja podataka, koji se zatim prosljeđuju u bazu podataka

računalnog sustava na kopnu.

Odjel plovnih objekata i managementa predstavlja stručni pomorsko-tehnički

odjel u čijem se sastavu nalaze istraživački brodovi Hidra i Palagruža, koji služe za

obavljanje hidrografskih, geoloških, oceanografskih, kartografskih i drugih istraživanja.

Ovi brodovi, prema Zakonu o hidrografskoj djelatnosti, imaju status javnih brodova

Republike Hrvatske. Osnovna zadaća odjela je održavanje brodova, brodske tehnike i

opreme te brodskih uređaja. U nadležnosti odjela je i briga o poštivanju zakonskih

propisa radi stjecanja potrebnih dozvola za rad, te briga o izobrazbi i usavršavanju

članova posade. Istraživački brod Hidra upotrebljava se za rad u obalnom, priobalnom i

međuotočnom području Jadrana te u teritorijalnom moru Republike Hrvatske.

Istraživački brod Palagruža znatno je veći i opremljeniji, te je namijenjen za rad na

otvorenom moru Jadrana i Sredozemnom moru, s autonomnošću od 25 dana. Brodovi

su namijenjeni terenskom radu s ciljem popunjavanja i održavanja baze hidrografskih

podataka, te su opremljeni suvremenom računalnom i instrumentalnom tehnikom.

Djelatnosti Hrvatskog hidrografskog instituta

Institut obavlja sljedeće djelatnosti:

– hidrografsku izmjeru mora, marinsku geodeziju, geodetska i druga snimanja

objekata u priobalju, mora, morskog dna i podmorja, geologiju i geofiziku mora,

oceanologiju i zaštitu okoliša u dijelu od značaja za hidrografiju i hidrografsko-

navigacijsko osiguranje plovidbe, istraživanja i druge poslove u svezi s

obavljanjem hidrografske djelatnosti,

– hidrografsko-navigacijsko osiguranje plovidbe plovnih objekata; službu

navigacijskih obavijesti (radiooglasa), prikupljanje, obradu i razmjenu

hidrografskih i navigacijskih obavijesti radi održavanja u ažurnom stanju

36

službenih pomorskih navigacijskih karata i publikacija, te objavljivanje izmjena i

dopuna tih podataka u "Oglasu za pomorce",

– obavljanje poslova Nacionalnog koordinatora u prijemu, analizi, obradi i

distribuciji pomorskih sigurnosnih informacija (MSI), u skladu s preporukama IHO

i IMO,

– projektiranje, izrada, izdavanje i održavanje službenih pomorskih navigacijskih

karata i publikacija, njihovo usklađivanje s IHO i IMO-preporukama, te održavanje

i pohranjivanje izvornika,

– opisivanje i ucrtavanje geodetski određene granice suvereniteta Republike

Hrvatske na moru, uvažavajući druge propise kojima se regulira državna granica,

održavanje i praćenje baze službenih podataka o moru iz područja: navigacije,

hidrografije (objekti na moru i podmorju), kartografije, geologije, geofizike i

oceanologije (kolebanje razine mora, valovi, struje mora, termohalinska,

hidroakustička i optička svojstva mora, hidrometeorologija i sl.),

– predstavljanje Republike Hrvatske u IHO-u i drugim međunarodnim

organizacijama za područje svoje djelatnosti, s kojima samostalno surađuje,

– ostale djelatnosti koje uključuju: uspostavu i upravljanje hidrografsko

informacijskim sustavom, organiziranje mreža stalnih i povremenih objekata

hidrografije za prikupljanje podataka, stručni nadzor pouzdanosti mjernih metoda

iz područja hidrografske djelatnosti, pregled i ovjeru hidrografskih

originala/podloga ovlaštenih pravnih osoba, poslove iz područja hidrografske

djelatnosti utvrđene posebnim propisima, nakladničku i tiskarsku djelatnost, te

podjelu i prodaju pomorskih navigacijskih karata i publikacija,

znanstvenoistraživačku djelatnost i aktivnosti te stručne poslove zaštite morskog

okoliša prema posebnim propisima iz toga područja.

Izdavačka djelatnost Hrvatskog hidrografskog instituta

Među najosnovnijim djelatnostima koje obavlja HHI smatra se izrada, izdavanje i

održavanje pomorskih karata i nautičkih publikacija. Karte HHI-a izrađene su u

Mercator-ovoj projekciji te ovisno o navigacijskoj namjeni posjeduju određena mjerila i

37

karakteristike. Popisi svih pomorskih karata i nautičkih publikacija koje izdaje HHI nalaze

se u publikaciji koja se naziva "Katalog pomorskih karata i nautičkih publikacija 2013".

Pomorske navigacijske karte prikazuju određena plovidbena područja sa svim

elementima potrebnim za sigurnu navigaciju tim područjima. Pomorske navigacijske

karte koje izdaje HHI dijele se na pregledne karte, generalne karte, obalne karte i

prilazne karte i planove.

HHI izdaje četiri pregledne karte. One obuhvaćaju Jadransko more, Jonsko more

i Sredozemno more sa dijelom Crnog mora. Mjerila su od 1:800.000 do 1:2.250.000 i

posjeduju oznake 101(Slika 11), 102, 108/INT301 i 109 / INT 302.

Slika 11. Pregledna karta: 101 Jadransko more

38

HHI izdaje sedam generalnih karata. One obuhvaćaju Jadransko more i dio Jonskog

mora. Mjerila su 1:300.000 i posjeduju oznake od 300-31 do 300-37 (slika 12.).

Slika 12. Generalna karta: 30-33 Pescara - Split

39

HHI izdaje 52 obalne karte. One obuhvaćaju Jadransko more. Mjerila su od

1:100.000 do 1:250.000. Imamo 3 obalne karte oznaka INT 3410, INT 3412 i INT 3414,

4 obalne karte oznaka od 151 do154 (Slika 13.), 16 obalnih karata oznaka od 100-15 do

100-30 i 29 obalnih karata (Male karte) oznaka od MK-1 do MK-29. Zbog svojih

karakteristika unutar 52 karte spadaju i Male karte (Slika 14.). Ima ih 29, mjerila su

1:100.000 i zbog svog malog formata prikladne su za manja plovila. Prodaju se u

kompletima MK-I (od MK-1 do MK-12) i MK-II (od MK-13 do MK-29).

Slika 13. Obalna karta: 151 Rijeka - Venezia

40

Slika 14. Obalna karta (Mala karta): MK-18 O. Brač

HHI izdaje 24 tiskovine koje objedinjuje naziv Prilazne karte i planovi. Tu se

nalaze prikazi luka i lučica, zaljeva, uvala, prolaza i dijelova istočne obale Jadranskog

mora. Mjerila su od 1:1.500 do 1:55.000. Oznake koje nalazimo na ovim tiskovinama su

50-3, 50-4, 50-20 (Slika 15), 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 20 (Slika 16.), 22, 32, 37, 47, 50,

63, 83, 512, 518, 525, 533, 534 i 535.

41

Slika 15. Prilazna karta: 50-20 Dubrovnik

Slika 16. Planovi luka: 20 Kvarner - Velebitski kanal

42

Pored navedenih karata koje služe u pomorskoj navigaciji, HHI izdaje

informativne i pomoćne karte, koje nisu navigacijske karte ali mogu biti korisne u

kombinaciji sa njima.

HHI izdaje 20 informativnih karata. One sadrže specifične podatke koji su važni

pa plovidbu Jadranskim i Jonskim morem. Mjerila su od 1:28.800 do 1:1.000.000. Među

njima se nalazi "Jadransko more, batimetrijska karta", oznake B100, koja prikazuje

dubine čitavog Jadranskog mora, pomoću hipsometrijske ljestvice boja. Također se

među njima nalazi i "Jadransko more, informativna karta", oznake 101 INFO (Slika 17),

koja je izrađena u suradnji sa Ministarstvom pomorstva, prometa i infrastrukture, a

sadrži podatke o lučkim kapetanijama, marinama, službi traganja i spašavanja na moru,

barokomorama, radiosluži i radiooglasima, izbjegavanja sudara na moru i sl. Od Ostalih

18 informativnih karata sačinjava njih 16 oznaka od 155 do 179 te 2 karte oznaka 532 i

536.

Slika 17. Informativna karta: 101 INFO Jadransko more, informativna karta

43

HHI izdaje 7 pomoćnih karata. To su karte koje su prikladne za spajanje a služe

za planiranje plovidbe i grafičko rješavanje navigacijskih zadataka. Mjerila su od 1 : 300

000 do 1 : 500 000. Oznake koje se nalaze na ovim kartama su 301, 302, 303, 401,

402, 501 i 502 (Slika 18.).

Slika 18. Pomoćna karta: 502 Jadransko more, srednji i južni dio

Nautičke publikacije predstavljaju priručnike za plovidbu i ostale korisne nautičke

tiskovine. Temeljna svrha nautičkih publikacija je posjedovanje podataka nužnih za

sigurnost plovidbe koji se ne mogu prikazati na pomorskoj karti. One se izdaju u sklopu

aktivnosti HHI-a, izrađuju se po preporukama IHO-a a dijele se na povremene

publikacije (Peljar, Popis svjetala i signala za maglu, Radioslužba, Znakovi i kratice) i

44

periodične publikacije (Nautički godišnjak, Tablice morskih mijena, Nautičke tablice).

Nautičke publikacije se još dijele na obvezne i neobvezne. Obvezne se redovito

ažuriraju ispravcima u OZP-u. Objavljivanjem novog izdanja neke obvezne publikacije,

prethodno izdanje automatizmom se stavlja izvan snage.

Publikacije HHI-a su Identifikator zvijezda, Katalog pomorskih karata i nautičkih

publikacija, Nautičke tablice, Nautički godišnjak, Oglas za pomorce, Peljar I. Jadransko

more – Istočna obala, Peljar za male brodove - prvi dio: Piranski zaljev – Virsko more,

Peljar za male brodove - drugi dio: Sedmovraće – Rt. Oštra, Popis svjetala i signala za

maglu (Jadransko more, Jonsko more i Malteški otoci), Radioslužba za pomorce,

Tablice morskih mijena (Jadransko more – Istočna obala) i Znakovi i kratice na

hrvatskim pomorskim kartama.

Od ostalih značajnijih publikacija koje se izdaju u sklopu rada HHI-a su brodski

dnevnik, dnevnik stroja, IALA, Priručnik za obuku radiooperatera s ograničenom ovlasti

(morsko područje plovidbe A1) i Izvješće o mareografskim mjerenjima na istočnoj obali

Jadrana.

Zakon o hidrografskoj djelatnosti

Zakon o hidrografskoj djelatnosti usvojen je 1998. Do danas je doživio dvije

izmjene i to 2003. i 2014. Izmjene iz 2003. uglavnom su tehničke prirode i odnose se na

usklađivanje naziva i promjenu statusa Hidrografsko – navigacijskog vijeća, kao

stručnog tijela Instituta. Za razliku od njih, izmjene iz 2014. su značajnije i odnose se na

segment hidrografskih istraživanja, status prikupljenih podataka te na mjerodavnosti i

obveze fizičkih i pravnih osoba u vezi hidrografske djelatnosti i statusa prikupljenih

podataka.

Zakon se sastoji od šest dijelova kojima se uređuju sadržaj, uvjeti i način

obavljanja hidrografske djelatnosti, te se osniva HHI. Zakonom je definirana

hidrografska djelatnost, tj., njezin sadržaj i opseg. ''Hidrografska djelatnost obuhvaća

hidrografsku izmjeru mora, geodetska i druga snimanja objekata u priobalju, moru,

morskom dnu i podmorju, marinsku geodeziju, oceanologiju (registriranje kolebanja

razine mora, površinskih valova, struja mora, termohalinskih parametara), geologiju i

45

geofiziku mora i zaštitu okoliša u dijelovima mora nad kojima se prostire suverenitet

Republike Hrvatske te gospodarskom i epikontinentalnom pojasu nad kojima Republika

Hrvatska ostvaruje suverena prava i jurisdikciju, obradu i pohranjivanje podataka

prikupljenih izmjerom, snimanjem i istraživanjem te njihovu objavu, a sve u svrhu

hidrografsko-navigacijskog osiguranja plovidbe morem, rijekama i jezerima i obavljanje

istraživačkih, gospodarskih i drugih aktivnosti.'' Iz ovakve pravne formulacije izveden je

dio poslova (djelatnosti) HHI, njegovo područje i opseg tih djelatnosti. U odnosu na

prethodni Zakon, područje i opseg djelatnosti su prošireni na rijeke i jezera.

Svrha hidrografske djelatnosti je hidro-navigacijsko osiguranje plovidbe plovnih

objekata, uključujući i ratne brodove s ciljem zaštite ljudskih života i imovine na moru,

istraživanja zaštite okoliša i gospodarenja morem.

U drugome dijelu Zakona taksativno su navedene djelatnosti HHI (koje su već

ranije opisane u ovim materijalima). HHI je predstavnik Republike Hrvatske u IHO-u, te

drugim međunarodnim organizacijama iz područja svoje djelatnosti, s kojima

samostalno surađuje.

Nadalje, Zakon navodi da hidrografska djelatnost predstavlja djelatnost od

posebnog interesa za Republiku Hrvatsku. Poslove hidrografske izmjere, marinske

geodezije, snimanja objekata u priobalju, moru, morskom dnu i podmorju, poslove

geologije i geofizike mora te oceanologije mogu, pored HHI, obavljati i druge ovlaštene

pravne osobe, ali tek po odobrenju mjerodavnog ministarstva, na temelju prethodno

pribavljenog mišljenja HHI. Svrha ovako formulirane odredbe je omogućiti drugim

pravnim osobama koje se bave istraživanjem i iskorištavanjem mora obavljanje

navedenih poslova, ali uz suglasnost institucija koje je ovlastila država, kako bi se

zaštitio vlastiti nacionalni interes. Navedeni poslovi moraju se obaviti na način i pod

uvjetima propisanim u Zakonu, ali i prema standardima IHO-a i drugim standardima koji

proizlaze iz međunarodnih ugovora koji obvezuju Republiku Hrvatsku, bilo da te poslove

obavlja HHI, ili druge pravne osobe. Ovom odredbom zakonodavac je izrijekom uputio

na poštivanje standarda IHO-a i IMO-a u obavljanju hidrografske djelatnosti i poslova

koji iz nje proizlaze. Time spomenuti standardi predstavljaju pravnu obvezu za onoga

tko obavlja hidrografsku djelatnost.

46

Ovlaštene pravne osobe dužne su HHI obavijestiti o datumu početka i opsegu

radova, te dostaviti po jedan primjerak studije projekta, a prikupljene podatke dostaviti u

roku od 30 dana nakon završetka radova.

Podaci koje u obavljanju hidrografske djelatnosti prikupi i obradi HHI smatraju se

službenima, dok se podaci dobiveni istraživanjima drugih pravnih osoba smatraju

službenima kad su pregledani i ovjereni od strane HHI. HHI službene podatke

pohranjuje i u potrebnom opsegu objavljuje u službenim pomorskim kartama,

navigacijskim publikacijama te u Oglasima za pomorce.

Zakonom je uvedena obveza fizičkim i pravnim osobama da prije provedbe

odobrenih radova moraju obavijestiti mjerodavnu lučku kapetaniju, koja tu obavijest

prosljeđuje u HHI. Također je definirana obveza tim osobama da dostave ovjereni

elaborat izvedenog stanja, te ovjerene podatke o nastalim promjenama u odnosu na taj

elaborat. Ovakvom odredbom omogućava se HHI da ima potpuni uvid u planiranje i

izvedbu radova u područjima njegove odgovornosti te da, prema potrebi, može na

vrijeme izdavati odgovarajuće Oglase za pomorce u vezi tih radova.

Fizička ili pravna osoba koja upravlja lukom (osim vojne luke) dužna je najmanje

jednom u pet godina HHI dostaviti službenu hidrografsku izmjeru na cjelovitom lučkom

području. Mjerodavna lučka kapetanija može skratiti ili produžiti to razdoblje. Ako se na

lučkom području događaju značajnije promjene na morskom dnu razdoblje se skraćuje.

U suprotnom slučaju razdoblje se može produžiti, ali na maksimalno 10 godina.

Službene podatke o premjeru tih luka HHI objavljuje na kartama, publikacijama ili u

Oglasima za pomorce.

U isključivoj nadležnosti HHI je čuvanje hidrografshkih, kartografskih i drugih

izvornika, koji se ne smiju umnožavati niti ustupati drugim tijelima, pravnim ili fizičkim

osobama. Iznimka vrijedi jedino u slučaju kopija izvornika izrađenih za potrebe

Ministarstva obrane, koje se čuvaju u tome ministarstvu.

Zakonom je definirana i zaštita autorskih prava koja se odnosi na podatke i

proizvode HHI, čija je distribucija, skeniranje i umnožavanje moguće jedino uz pisano

odobrenje HHI.

HHI je mjerodavan za uspostavu i upravljanje hidrografski informacijskim

sustavom (HIS). HIS se sastoji od pomorskog katastra i morske infrastrukture prostornih

47

podataka. Svrha HIS-a je razmjena informacija od značaja za sigurnost plovidbe,

obranu, zaštitu okoliša i iskorištavanje morskih resursa.

U isključivoj nadležnosti HHI su poslovi projektiranja, izrade, izdavanja i

održavanja službenih pomorskih navigacijskih karata i priručnika u papirnatom i

elektroničkom formatu te njihovo usklađivanje s preporukama IHO-a i IMO-a.

Za obavljanje poslova hidrografske djelatnosti HHI nisu potrebna odobrenja, niti

suglasnosti ministarstava, osim u područjima vojnih luka i zabranjenih zona, za što je

potrebna suglasnost Ministarstva obrane.

Zakonom su regulirani osnivanje, sastav i djelatnost Hidrografsko-navigacijskog

vijeća, kao stručnog savjetodavnog tijela, koje strateški usmjerava razvoj hidrografske

djelatnosti. Također su regulirana i pitanja ustroja, ovlasti i nadležnosti Ravnatelja i

Upravnog vijeća HHI, nadzor nad radom HHI, kao i ostala tehnička i pravna pitanja.

48

ORGANIZACIJA I DJELATNOSTI IHO-A

IHO je nastao iz Međunarodnog hidrografskog ureda (International Hydrographic

Bureau – IHB). IHO je međuvladina konzultativna i tehnička organizacija. To je

konzultativna agencija koja nema ovlasti nad hidrografskim uredima država članica

Konvencije o IHO-u. IHO danas poduzima cijeli niz aktivnosti s ciljem povećanja razine

sigurnosti plovidbe te drugih aktivnosti vezanih za razvoj međunarodne hidrografske

djelatnosti. U nastavku se daje povijesni pregled nastanka i razvoja IHO-a te se analizira

njegova struktura.

Osnivanje IHO-a

Preteča IHO-a je IHB, koji je osnovan 21. lipnja 1921. sa sjedištem u Monaku. Za

njegov nastanak važne su međunarodne geografske i hidrografske konferencije. Na

međunarodnoj konferenciji održanoj u Washingtonu 1899. raspravljalo se o potrebi za

suradnjom na području hidrografije. Potom su održane dvije nove konferencije u

Petrogradu, 1908. i 1912., koje su omogućile da 1919. dvadesetčetiri zemlje na

hidrografskoj konferenciji u Londonu odluče osnovati stalno tijelo zaduženo za područje

hidrografije. Od te dvadesetčetiri države dio njih nije odmah pristupio IHB-u. IHB je

1921. osnovalo devetnaest država sudionica Londonske hidrografske konferencije.

IHB je osnovan kao stalno tijelo koje bi koordiniralo rad hidrografskih ureda, a cilj

je bio ''učiniti navigaciju diljem svijeta lakšom i sigurnijom poboljšavajući navigacijske

karte i dokumente''.Tijekom vremena uloga IHB-a postupno je proširivana. Tako je

Konvencijom o IHO-u, koja je stupila na snagu 22. rujna 1970., promijenjen naziv

Organizacije iz IHB u IHO. IHB je postojao do travnja 2017. Njegova uloga regulirana je

Člancima VIII i IX Konvencije o IHO-u i odnosi se na široki spektar djelatnosti, od

usklađivanja suradnje nacionalnih hidrografskih ureda, preko tehničkih i administrativnih

pitanja, do suradnje s međunarodnim organizacijama i srodnim znanstvenim

ustanovama. To je do travnja 2017. bio naziv sjedišta Organizacije. Danas IHO ima 85

država članica, dok ih je nekoliko u procesu priključenja Organizaciji.

49

Kako je već spomenuto, temeljni pravni dokument IHO-a je Konvencija o IHO.

Konvencija se sastoji od preambule i pet dijelova. Konvencijom je uspostavljen IHO.

Definirano je sjedište organizacije u Kneževini Monako. Također je definiran pravni

status (tehnička i konzultativna organizacija) te ciljevi i aktivnosti IHO-a. Nadalje,

Konvencija definira stalna tijela (Međunarodna hidrografska konferencija i IHB), njihove

funkcije, načela rada, pitanja glasovanja i dr. Definiran je sastav IHB-a i okvir njegova

rada. Službeni jezici IHO-a su engleski i francuski a osoblje u sjedištu Organizacije ima

diplomatski imunitet. Konvencija definira načela financiranja, mjesto i ulogu Financijskog

odbora, sastavljanje proračuna i nadzor nad njegovim trošenjem. Zadnji dio Konvencije

odnosi se na proces ratifikacije, stupanja na snagu, proceduru izmjena i dopuna, pravila

pristupa u članstvo Organizacije te pohranu Konvencije.

Ciljevi i glavne aktivnosti IHO-a

Temeljem Konvencije o IHO-u ciljevi Organizacije su:

a) usklađivanje djelatnosti nacionalnih hidrografskih organizacija,

b) postizanje najveće moguće uniformnosti nautičkih karata i dokumenata,

c) prihvaćanje pouzdanih i učinkovitih metoda provedbe i iskorištavanja

hidrografskih istraživanja i

d) razvoj znanosti u polju hidrografije i tehnika korištenih u deskriptivnoj

oceanografiji.

Iz tih ciljeva mogu se izvesti brojne aktivnosti IHO-a, od kojih se ističu normiranje,

izradu međunarodnih karata (International Charts –INT Charts) po preporukama IHO-a,

radionavigacijska upozorenja, digitalne baze podataka i njihov prikaz, obuku, tehničku

pomoć, deponiranje i razmjenu karata i nautičkih publikacija, digitalnu banku podataka

morskih mijena, uspostavu regionalnih hidrografskih komisija, suradnju s brojnim

međunarodnim tijelima i izdavanje periodičnih publikacija. Svakako najznačajnije mjesto

od brojnih aktivnosti IHO-a pripada normiranju u području pomorskih karata i publikacija.

IHO je, radeći dugi niz godina, razvio Međunarodne hidrografske standarde, koji su

danas u svijetu široko prihvaćeni. IHO je poduzeo cijeli niz aktivnosti kako bi se

nacionalnim hidrografskim organizacijama pomoglo u promicanju hidrografske

50

djelatnosti. Te aktivnosti sadržane su u Strateškom planu i Radnom programu, koji su

usvojeni 2000.

Glavni ciljevi IHO-a iz 2000. su:

- svjetska pokrivenost pouzdanim hidrografskim podacima,

- izgradnja kapaciteta,

- osiguranje i drugih usluga osim onih za potrebe plovidbe,

- tranzicija u digitalno doba,

- odgovori prema vanjskom okružju i

- postizanje odgovarajućeg financiranja.

Nacionalne organizacije država članica IHO-a usvojile su ove ciljeve u svojim

programima.

51

Struktura IHO-a

IHO se sastoji od skupštine, tajništva, vijeća, odbora, pododbora, radnih skupina i

ostalih službi (Slika 19.).

Slika 19. Struktura IHO-a

52

Do travnja 2017. radom IHO-a upravljala je Međunarodna hidrografska

konferencija. Službeni predstavnik svake države članice unutar IHO-a je nacionalni

hidrograf. Nacionalni hidrograf sa svojim tehničkim osobljem sudjeluje u radu

Konferencije. Konferencija se sastajala na redovitoj i izvanrednoj bazi. Redovita

zasjedanja Konferencije bila su svakih pet godina, a izvanredna prema potrebi.

Konferencija se sastajala u Monacu i razmatrala postignuti napredak Organizacije,

preko svojih odbora, pododbora i radnih skupina te prihvaćala program koji se provodio

u narednom petogodišnjem razdoblju. Za vrijeme od pet godina organizacijom je

upravljao upravni odbor od tri hidrografa. Trenutačno radom IHO-a upravlja Skupština,

koja je zamijenila Međunarodnu hidrografsku konferenciju.

Stalno tijelo IHO-a bio je IHB sa sjedištem u Monacu. IHB zajedno s upravnim

odborom vodio je poslove Organizacije između hidrografskih konferencija. U sastavu

IHB-a nalazili su se zaposlenici IHO-a (mala skupina međunarodnih tehničkih

stručnjaka, koji su koordinirali i promicali programe IHO-a te pružali savjete i pomoć

članicama i drugim zainteresiranim državama).

Amandmanima Konvencije o IHO-u iz 2016. (koji su stupili na snagu 2017.),

došlo je do sljedećih promjena:

- naziv IHB, koji je predstavljao sjedište i tajništvo IHO-a, prestaje se koristiti i

zamijenjen je nazivom Tajništvo IHO-a,

- Upravljački odbor (sastavljen od predsjednika i dva direktora), zamijenjen je

Glavnim tajnikom sa dva podređena direktora,

- Naziv Međunarodna hidrografska konferencija, koja je predstavljala glavno

tijelo Organizacije zamijenjen je nazivom Skupština,

- Redovite sjednice Skupštine održavat će se svake tri godine,

- Radni programi i proračuni IHO-a izrađivat će se za trogodišnje razdoblje,

- Mijenja se način prijema država u članstvno IHO-a (sve države članice UN-a,

kole žele postati članice IHO-a, ne trebaju čekati odobrenje postojećih

članica),

- Promijenjeni su uvjeti za izbor kandidata za Glavnog tajnika i direktore IHO-a i

- Promijenjen je dosadašnji sustav glasovanja (načelo većine glasova svih

država članica) i uvedena mogućnost dopisnog glasovanja prema kojoj je za

53

usvajanje neke odluke dovoljna većina glasova država članica koje su za tu

odluku glasovale, s tim što je potrebno minimalno imati glasove jedne trećine

svih država članica.

Vijeće IHO-a (The Council), na temelju odgovornosti koje mu delegira Skupština

koordinira poslove Organizacije između dvaju zasjedanja Skupštine. Ti poslovi odnose

se na strategiju, radne programe i financiranje. Vijeće priprema prijedloge strategije,

radnih programa i projekcije financijskog proračuna. Također, Vijeće pregledava

prijedloge podređenih tijela i nacrte sporazuma između IHO-a i drugih organizacija te

predlaže uspostavu novih tijela organizacije (kao što su radne grupe). U Vijeću nisu

zastupljene sve države članice Organizacije. Sastav Vijeća čini jedna čatvrtina (ali ne

manje od 30) država članica IHO-a, od kojih su dvije trećine članica zastupljene na

regionalnom principu a jedna trećina na temelju hidrografskih interesa. Rad Vijeća vodi

njegov predsjednik, s kojim u radu sudjeluju njegov potpredsjednik, Glavni tajnik IHO-a i

jedan direktor. Vijeće podnosi izvješća, zapažanja, preporuke i nacrte odluka Skupštini i

državama članicama IHO-a na odobrenje.

U trenutačnoj organizacijskoj strukturi odbori IHO-a su Financijski odbor (Finance

Committee – FC), Odbor za hidrografske službe i standarde (Hydrographic Services and

Standards Committee – HSSC) i Međuregionalni koordinacijski odbor (Inter-Regional

Coordination committee – IRCC).

Financijski odbor zadužen je za nadgledanje i upravljanje financijskom

administracijom Organizacije. Svaka država članica ima pravo na svoga predstavnika u

Odboru.1

HSSC je tehničko upravljački odbor IHO-a. Zadaće HSSC-a su promocija,

koordinacija i razvoj standarda te razvoj specifikacija i smjernica za službene proizvode i

hidrografske službe, kako bi se zadovoljile potrebe pomoraca i ostalih korisnika

hidrografskih podataka. Članovi HSSC-a su predstavnici država članica IHO-a. U radu

HSSC-a u svojstvu promatrača mogu sudjelovati nevladine organizacije te druge

1 Financije koje su potrebne za funkcioniranje organizacije pokrivene su: redovnim godišnjim doprinosima država članica. Doprinos države članice određuje se na temelju ljestvice koja se zasniva na tonaži flote. Računa se ukupna tonaža flote, koja uključuje trgovačke, javne i ratne borodove. Doprinos se određuje prema ljestvici tonaže, koja ima 25 kategorija. Svaka kategorija ima bodove (dodatne dionice) od 1 do 25. Vrijednost boda određuje Tajništvo IHO-a. Doprinos države dobije se množenjem bodova s njihovom vrijednošću. Doprinos se uplaćuje u eurima. Ostali izvori financiranja IHO-a su donacije, ostavštine, subvencije i razni drugi izvori (drugu skupinu izvora financiranja odobrava Financijski odbor).

54

organizacije koje priznaje IHO. Također u radu Odbora mogu sudjelovati stručni

suradnici. Oni sudjeluju u radu po pozivu i isključivo rješavaju stručna pitanja za koja su

angažirani. Odbor se sastaje jednom godišnje i radi prema unaprijed pripremljenom

dnevnom redu. Ovome Odboru izvješća podnose njegove radne skupine.

IRCC je osnovan 2009. zbog promoviranja i koordinacije perspektivnih aktivnosti

na regionalnoj razini, te izgradnje kapaciteta i proširenja kruga korisnika hidrografskih

podataka. IRCC radi na istim načelima kao i HSSC. I ovome Odboru izvješća podnose

njegove radne skupine, regionalne hidrografske komisije i ostale podređene posebne

službe.

Odbori moraju neprestano pratiti međusobni rad, kako bi sve poduzete radnje bile

u skladu s programom IHO-a.

Radne skupine i ostale službe IHO-a sastoje se od predstavnika država članica

IHO-a, stručnih suradnika i promatrača iz međunarodnih organizacija. One u načelu

rade dopisno i sastaju se najmanje jednom u dvije godine. One rade prema unaprijed

pripremljenom dnevnom redu i odgovarajućim dokumentima vezanim za te sastanke.

Ova tijela rješavaju specifična pitanja za koja su zadužena a o svome radu izvješćuju

mjerodavne odbore IHO-a.

Regionalne hidrografske komisije IHO-a

Vezano za izgradnju kapaciteta, IHO potiče uspostavu regionalnih hidrografskih

komisija (RHC). Regionalne komisije osnivaju zemlje članice različitih geografskih

područja s ciljem usklađivanja hidrografske djelatnosti i suradnje na regionalnoj razini.

To su neformalna tijela IHO-a, koja s njim blisko surađuju i usklađuju pitanja i probleme

vezane za hidrografiju, proizvodnju karata, planiranje zajedničkih hidrografskih premjera

i sl.

Regionalne hidrografske komisije su sastavljene od država članica i zemalja u

regiji koje žele sudjelovati. One su dio IRCC. Na sastancima IRCC, na kojima se

raspravlja o regionalnim hidrografskim i kartografskim problemima te koordinaciji na

globalnoj razini, svaka komisija ima svoga predstavnika.

55

Regionalne hidrografske komisije omogućuju koordinaciju nautičkih informacija,

hidrografskih premjera, proizvodnju nautičkih karata i publikacija, obuke, tehničke

suradnje te projekata izgradnje hidrografskih kapaciteta.

U smislu koordinacije nautičkih informacija svaka regionalna hidrografska

komisija zadužena je za koordinaciju NAVAREA područja koje joj je dodijeljeno i za

koordinaciju izrade INT karata u papirnatom i elektroničkom obliku, na području koje

pokriva.

IHO ima 16 regionalnih hidrografskih komisija.2 Danas su uspostavljene sljedeće

komisije:

- NHC (Nordijska hidrografska komisija, 1929.),

- NSHC (Hidrografska komisija Sjevernog mora, 1962.),

- MBSHC (Hidrografska komisija Sredozemnog i Crnog mora),

- BSHC (Hidrografska komisija Baltičkog mora, 1983.),

- EAHC (Hidrografska komisija Istočne Azije, 1971.),

- EATHC (Hidrografska komisija Istočnog Atlantika, 1984.),

- SEPHC (Hidrografska komisija Jugoistočnog Pacifika, 1991.)

- SWPHC (Hidrografska komisija Jugozapadnog Pacifika, 1993.),

- MACHC (Hidrografska komisija Američko-Karipskog mora, 1994.),

- SAIHC (Hidrografska komisija Južne Afrike i pripadajućeg otočja, 1966.),

- NIOHC (Hidrografska komisija Sjevernog Indijskog oceana),

- USCHC (Hidrografska komisija Sjedinjenih Država i Kanade),

- RSAHC (Hidrografska komisija Crvenog i Arapskog mora, 1999.),

- SWAIHC (Hidrografska komisija Jugozapadnog Atlantika, 2006.),

- ARHC (Hidrografska komisija Arktika),

- HCA (Hidrografska komisija Antarktika). (Slika 20.)

2 Prva Regionalna hidrografska komisija bila je Nordijska hidrografska grupa (Nordic Hydrographic Group), koja je osnovana 1928. Formirali su je danski, finski, islandski, norveški i švedski hidrografi. Kasinje je preimenovana u NHC.

56

Zajednički ciljevi su im osigurati što veću učinkovitost provedbe hidrografskih

programa, stvaranje novih ideja za poboljšanje sigurnosti pomorskog prometa i

poboljšanje pokrivenosti međunarodnim hidrografskim podacima.

Komisije se sastoje od stalnih članica (prema regionalnom geografskom kriteriju),

pridruženih članica i promatrača. One se u pravilu sastaju u redovitim dvogodišnjim

intervalima i raspravljaju prema unaprijed pripremljenom dnevnom redu.

Slika 20. Regionalne hidrografske komisije IHO-a

57

Publikacije IHO-a

Publikacije zauzimaju značajno mjesto unutar ukupne djelatnosti IHO-a.

Publikacije IHO-a klasificiraju se na:

- Batimetrijske (označene slovom B),

- Publikacije vezane za izgradnju kapaciteta (označene slovom C),

- Razne (označene slovom M),

- Periodičke (označene slovom P) i

- Standardi i specifikacije (označene slovom S).

Sve publikacije IHO-a označavaju se slovom, brojem i nazivom (npr. S-44, IHO

Standards for Hydrographic Surveys).

Batimetrijske publikacije označene su oznakama od B-1 do B-10. Pokrivaju

pitanja batimetrije, koja uključuju Opću batimetrijsku kartu oceana (General Bathymetric

Chart of the Ocean – GEBCO), digitalni atlas GEBCO-a, povijesni pregled batimetrijskih

mjerenja, informacije o batimetrijskim podacima, standardizaciju imena podvodnih

obilježja te njihov registar.

Publikacije o izgradnji kapaciteta označene su slovom C. Do sada je razvijeno

ukupno sedam publikacija. Pokrivaju područja obuke u hidrografiji i pomorskoj

kartografiji (tečajevi za hidrografe i kartografe), tehničke aspekte UNCLOS-a, priručnik o

hidrografiji, smjernice za razvoj pomorske infrastrukture prostornih podataka, pitanja

vezana za teoriju i praksu morskih mijena te pregled statusa hidrografskog premjera i

izrade pomorskih karata u svijetu.

Publikacije skupine M (razne) sadrže temeljne dokumente IHO-a, dokument o

potrebi provedbe hidrografskih istraživanja, rezolucije IHO-a, pravila za osoblje IHO-a i

povijest IHB-a.

Periodičke publikacije označene su slovom P. Tu se svrstavaju Godišnjak IHO-a,

znanstveni časopis International Hydrographic Review, godišnje izvješće o radu

Organizacije te zapisnici s Konferencija IHO-a (Skupštine IHO-a).

Standardi i specifikacije predstavljaju najznačajniju skupinu publikacija IHO-a. Tim

publikacijama standardizirana su sljedeća područja:

- Obuka hidrografa i kartografa,

58

- Hidrografski premjer,

- Papirnate karte i publikacije te pomorske sigurnosne informacije,

- Elektroničke karte, uključujući i razvoj budućih standarda za te karte.

Iz ove skupine publikacija posebno treba istaknuti hidrografski riječnik te njegov dodatak

vezan za definiranje pojmova povezanih s ECDIS-om.

HIDROGRAFSKI PREMJER

Hidrografija je u širem smislu ''znanstvena disciplina koja uključuje fizikalnu

oceanografiju, pomorsku oceanologiju i pomorsku geodeziju''.

U užem smislu hidrografija je ''grana primijenjene znanosti koja se bavi izmjerom

i opisivanjem obilježja mora i obalnih područja za potrebe navigacije i sve druge

pomorske potrebe i aktivnosti, uključivo – inter alia – odobalna istraživanja, zaštitu

okoliša i prognostičke službe''.

Uviđajući značaj i sve veću važnost unutrašnjih voda, IHO je na 4. izvanrednoj

konferenciji, održanoj u lipnju 2009., usvojio novu službenu definiciju hidrografije, koja

glasi: ''Hidrografija se drži granom primijenjenih znanosti. Ona služi mjerenjima i

opisivanjima fizičkih osobina oceana, mora, obalnih područja, rijeka i jezera, te

predviđanja njihovih promjena tijekom vremena, s primarnom upotrebom u sigurnosti

plovidbe i potpori svim drugim pomorskim aktivnostima, uključujući ekonomski razvoj,

sigurnost, obranu, znanstvena istraživanja i zaštitu okoliša''.

Hidrografija tradicionalno pripada području pomorstva, međutim, novom

službenom definicijom ona se ''preselila'' u hidrosferu.

Do prije desetak godina hidrografska istraživanja percipirana su kroz svoju

primarnu svrhu, a to je bilo poboljšanje sigurnosti plovidbe. Danas je situacija bitno

drukčija. Porast interesa za informacijama o morskim prostorima zahtijeva provedbu

novih hidrografskih istraživanja, koja će pružati više informacija korisnicima. To je

moguće postići jedino primjenom novih tehnologija. Svojevrsnu revoluciju u

hidrografskim istraživanjima izazvala je pojava višesnopnih (Multibeam Echosounders) i

panoramskih dubinomjera (Side Scan Sonars), koji postižu vrlo veliku točnost mjerenja i

59

prekrivenost dna uz povećanje brzine mjerenja i smanjenje troškova istraživanja. Podaci

dobiveni suvremenim hidrografskim istraživanjima koriste se za potrebe navigacije i

sigurnosti plovidbe, kartiranja, batimetrije, digitalnog kartiranja, seizmičkih istraživanja,

postavljanja i održavanja podvodnih instalacija, dubokomorskog rudarstva, jaružanja,

razvoja geografskog informacijskog sustava i izrade pomorskog katastra.

Temelj hidrografske djelatnosti je prikupljanje hidrografskih podataka. Bez

pouzdanih podataka nije moguće osigurati proizvodnju pomorskih karata i navigacijskih

publikacija.

Budući da se hidrografskim premjerom osigurava prikupljanje hidrografskih

podataka, može se reći da je on temeljna djelatnost hidrografije.

Pojam i vrste hidrografskog premjera

Hidrografski premjer (Hydrographic Survey) u užem smislu podrazumijeva

premjer vodnih područja. U suvremenim uvjetima hidrografskim premjerom mogu se

prikupljati različiti podaci, kao što su dubine voda, konfiguracija i prirodne osobine dna,

smjerovi i brzine morskih struja, vremena i visine nastupa visokih i niskih voda i pozicije

čvrstih objekata važnih za navigaciju i premjer. Primarna svrha hidrografskog premjera

je prikupljanje podataka za izradu pomorskih karata.

Hidrografski premjer obuhvaća, pored prikupljanja, obradu i prikazivanje

podataka. Njegovi završni proizvodi su pomorske i batimetrijske karte, te navigacijske

publikacije, čije su točnost i pouzdanost izravno ovisne o točnosti podataka prikupljenih

hidrografskim premjerom.

60

Podjela standarda za hidrografski premjer

Standardi i vodiči za hidrografske premjere vezani za sigurnost plovidbe obično

se dijele u tri razine svaki s različitom sadržajem i primjenom.

Sveobuhvatni međunarodni standardi

Najvišu razinu standarda za hidrografski premjer predstavljaju standardi koje

usvoji Međunarodna hidrografska organizicija. Oni tvore bazu po kojoj države članice

IHO-a mogu kreirati svoje vlastite nacionalne standarde s namjerom da osiguraju

dosljednu kvalitetu hidrografskih informacija koje se nalaze na međunarodno priznatim

pomorskim kartama. Skup minimalnih zahtjeva koji moraju biti ispunjeni kako bi se

postigla željena razina točnosti navedeni su u Specijalnoj publikaciji IHO-a S-44.

Standardi IHO-a ne sadrže detaljnu metodologiju premjera. Metodologija

premjera opisana je u Hidrografskom priručniku IHO-a (M-13). U navedenoj publikaciji

razrađeni su specifični detalji o primjeni metodologije premjera.

Nacionalni hidrografski standardi

Druga razina ili Nacionalni standardi su proizvedeni od strane država članica

IHO-a. Pretežno su temeljeni na S-44 i modificirani da bi se prilagodili jedinstvenim

zahtjevima pojedine države. Ovi standardi su prilično detaljni i sadrže propisane

postupke premjera. Primjer tih standarda su kanadski (Canadian Hydrographic Service

Standards for Hydrographic Surveys), nizozemski (Dutch Standards for Hydrographic

Surveys), te novozelandski (Contract Specifications for Hydrographic Surveys). Pored

navedenih, razvijeni su i drugi standardi nacionalnih organizacija. Nizozemski i kanadski

standardi, pored ostalog, propisuju i svoje vlastite odredbe premjera u području relativno

plitkih voda. Ti standardi usklađeni su sa standardima IHO-a, ali su pojedine nacionalne

odredbe premjera strože u pogledu zahtijevane razine točnosti.

Slično kao i S-44 svrha im je uspostavljanje minimalnih standarda točnosti

podataka hidrografskog premjera kao potpora proizvodnji službenih pomorskih karata.

61

Upute i standardi za dobru praksu hidrografskih premjera

Treća razina su upute i standardi koje izdaju agencije i organizacije kako bi

opisali dobru praksu i procedure za specifične hidrografske premjere. Opseg ovakavih

uputa obično je uži od opsega nacionalnih standarda, fokus je na ključnim područjima

hidrografskog premjera koji podupire konkretan tip operacije, npr. hidrografski premjeri

kao potpora operacijama u luci. Tako npr. krovna udruga inženjera američke vojske

izdaje dokument koji se tiče premjera prije i poslije jaružanja.

Kronologija razvoja standarda S-44

Međunarodna hidrografska organizacija razvila je niz standarda među kojima su

standardi za hidrografski premjer. Primarni zadatak IHO-a i hidrografskih ureda u svijetu

je sigurnost plovidbe. Standarde hidrografskog premjera razvijale su radne skupine IHO-

a. Razvoj tih standarda ovisio je o tehničko-tehnološkim sredstvima i metodama

premjera. IHO je do sada razvio pet izdanja standarda hidrografskog premjera. IHO

propisuje minimalne standarde točnosti za hidrografski premjer. Ti standardi sadržani su

u publikaciji ''Standardi IHO-a za hidrografski premjer (S-44)''. Trenutačno je na snazi

peto izdanje standarda iz 2008.

Prvo izdanje

Rasprave oko donošenja standarda za hidrografski premjer započele su na VII

Međunarodnoj hidrografskoj konferenciji (IHC – International Hydrographic Conference)

1957. Nakon toga su državama članicama, 1959. i 1962., poslana cirkularna pisma u

kojima su predstavljeni stavovi svih država članica. VIII Međunarodna hidrografska

konferencija održana je 1962. i na njoj je osnovana Radna grupa (WG-Working Group)

koja se sastojala od četiri člana: dva iz SAD-a, jednog iz Brazila te jednog iz Finske.

Radna grupa komunicirala je putem pošte i održala dva sastanka sa sudionicima

IX. Međunarodne hidrografske konferencije 1967. te pripremila tekst za Specijalnu

publikaciju S-44.

Prvo izdanje standarda S-44 nazvano Accuracy Standards Recommended for

Hydrographic Surveys objavljeno je u siječnju 1968. Predgovor Prvog izdanja kaže da

62

se hidrografski premjeri provode u svrhu sastavljanja nautičkih karata koje se koriste pri

vođenju broda. Studija se ograničava na određivanje gustoće i preciznosti mjerenja

potrebnih za što realniji prikaz profila morskog dna i svih objekata u svrhu izrade što

preciznije navigacijske karte.

Pubilkacija je podijeljena 2 dijela:

A. Opći standardi koji pokrivaju skalu premjera, interval mjenih linija, interval

ucrtanih mjerenja, uzorkovanje prepreka morskog dna, razmak među ispravcima

u pozicioniranju i zapažanja o morskim strujama.

B. Posebi standardi

Maksimalna dozvoljena pogreška kod mjerenja dubina ovisi o dubini i iznosi kako

slijedi:

0.3m za dubine između 0 i 20 m,

1.0 za dubine između 20 i 100 m i

1% dubine za dubine više od 100 m.

Tekst je bio tiskan na lijevoj polovici svake stranice kako bi se olakšalo unošenje

specifičnosti za pojedinu državu. Prihvaćeno je da ovaj minimum standarda ne mora

odgovarati strogim zahtjevima pojedinih država.

Drugo izdanje

Radna grupa, koja je predstavljala 11 država članica, 1982. izradila je Drugo izdanje

koje je nazvano IHO Standards for Hydrographic Surveys and Classification Criteria for

Deep Sea Soundings. Ciljevi knjige ostali su nepromijenjeni. Glavne promjene u

strukturi su stapanje Dijela A i B u Knjigu 1 koja se sastoji od 4 odjeljka:

I. Skala premjera i gustoća mjerenja

II. Pozicije

III. Dubine

IV. Razna mjerenja- priroda dna, praćenje morskih mijena i struja...

63

Također je uključena i Knjiga 2 o kriterijima klasifikacije za premjer dubokog mora

koja je odobrena od strane II. Međunarodne hidrografske konferencije. Pola prazne

stranice ostavljene za komentare sada više nije bilo već su engleski i francuski tekst

tiskani usporedno na istoj stranici. Dobar dio sadržaja Knjige 1 ostao je isti uz nekoliko

dopuna:

Razmak među linijama premjera može se povećati ukoliko se koristi višesnopni

dubinomjer ili drugi uređaji koji otkrivaju anmomalije dna među mjernim linijama

Granica za najmanju dozvoljenu dubinu iznad podrtine ili prepreke povećava se s

30 na 40 m. Te prepreke otkrivane su uz pomoć ronioca, žice ili dubinomjera

visoke rezolucije

Novi stavak koji pokriva preporučene navigacijske rute zahtijeva da premjer rute

treba biti izvršen najmanje jednom u oba smjera uzduž linija premjera.

Preporučuje se upotpuniti premjer dubinomjerom duž cijele rute kao i po obje

njene strane.

Premjeri koji su provedeni po metodologiji prije primjene standarda ovog izdanja

moraju uvijek biti jednoznačno opisani i tretirani kao podaci ograničene točnosti.

Koji put, naime, zbog velike količine posla i ograničenog vremena za njegovu

realizaciju, izvođač primjenjuje tzv. brze metode premjera. Tim metodama

pripada premjer po ruti, premjer samo odabranih točaka i premjer s upotrebom

telemetrijskih ili elektrooptičnih uređaja. U određenim okolnostima ti podaci mogu

upotpuniti već postojeću informaciju o konfiguraciji dna. Ipak svi ti podaci moraju

biti jasno označeni kao nestandarni podaci.

Gradnja brodova sa sve većim gazom, a posljedično tome i potreba za stalnim

povećanjem točnosti dubina između 20m i 30m, dovela je do promjene maksimalne

dozvoljene pogreške:

0.3m za dubine između 0 i 30 m

1.0m za dubine između 30 i 100 m

1% dubine za dubine više od 100 m

Odjeljak B spominje satelitsko pozicioniranje koje se odnosilo na TRANZIT

preteču GPS-a. Prvi se put u ovim standardima spominje i GPS.

64

Treće izdanje

Treće izdanje objavljeno je u studenom 1987. Ciljevi su ostali nepromijenjeni.

Knjiga 1 i Knjiga 2 sada su postale Poglavlje 1 i Poglavlje 2, a dodano je i treće

poglavlje koje je naslovljeno The procedures for the elimination of doubtful data.

Stavak o preporučenim navigacijskim rutama proširen je preporukom da se koristi

višesnopni, panoramski ili dubinomjer visoke rezolucije kako bi se osigurala potpuna

pokrivenost rute i pridruženog joj područja.

Povećanje gaza brodova dovelo je do daljnjeg pooštravanja maksimalne dozvoljene

pogreške pri mjerenju dubine:

0,3 m za dubine između 0 i 30 m

1% dubine za dubine veće od 30 m.

U trećem izdanju susreću se prve reference za statističke procjene pogrešaka. Što

se tiče određivanja položaja za mjerene dubine, definirano je da mjerene dubine moraju

biti tako određene da, uz 95% vjerojatnost, prava vrijednost položaja leži unutar kruga

polumjera 1.5 mm određivane pozicije. Veličina polumjera od 1.5 mm je definirana

mjerilom premjera. Tako npr. za mjerilo izmjere 1:10000 položaji povratnih signala bit će

određeni unutar 15 m od svojih pravih vrijednosti s vjerojatnošću od 95%.

Ukupna dozvoljena pogreška kod mjerenja dubina, s vjerojatnošću od 90%, ne bi

trebala prelaziti: 0,3m za dubine manje od 30m ili 1% dubine za dubine veće od 30m.

Pri tom nisu uzete u obzir pogreške koje su povezane s mjerenjem plime i oseke, te

određivanjem datuma mjerene dubine i transformacijom datuma mjerene dubine s

hidrografske nule na područje mjerenja.

Četvrto izdanje

Tijekom 1993. formirana je radna skupina od 13 stručnjaka iz država članica

Međunarodne hidrografske organizacije. Oni su dobili zadatak promijeniti standard S-44

koji je trebao postati standard novorazvijenih tehnika kao što su satelitsko određivanje

65

položaja, širokosnopni dubinomjeri te povećane mogućnosti brodskih i ostalih računala.

Prijedlog četvrtog izdanja standarda odobrio je glavni odbor IHO 1998. u siječnju nakon

čega su standardi objavljeni u travnju 1998. Zbog razvoja satelitskog pozicioniranja

(GPS i Glonass) i zbog sposobnosti točnog iscrtavanja točkastih podataka, S-44 je

modificiran. Standardi točnosti se temelje na pozicioniranju u metarskom sustavu.

Značajno povećanje gustoće podataka kod višesnopnih dubinomjernih sustava i

panoramskih dubinomjera rezultiralo je promjenama standarda. Razvojem

geoinformacijskih sustava, hidrografski podaci su se počeli koristiti na širem području

ljudskih djelatnosti. To je dovelo do povećane potražnje za podacima u digitalnom obliku

i metapodacima.

Četvrto izdanje dovelo je do značajne promjene u strukturi i ciljevima S-44.

Nazvano je jednostavno – Standards for hydrographic surveys. Primarna svrha bila je

specificirati minimalne standarde za hidrografski premjer kako bi hidrografski podaci

prikupljeni prema važećim standardima bili dovoljno točni i svi pomorci ih mogli sigurno

koristiti.

Radna skupina predložila je klasifikacijsku shemu hidrografskih mjerenja koja je

kao temelj uzela stupanj sigurnosti plovidbe nekim područjem. Razlike u standardima

točnosti za svaku odredbu četvrtog izdanja S-44 reflektiraju važnost te odredbe. Ovi

novi standardi su trebali učinkovito zamijeniti pozicioniranje temeljeno na mjerilu izmjere

i standarde gustoće iz prijašnjih izdanja standarda.

Primijećeno je i da korisnici hidrografskih podataka čine mnogo raznolikiju

skupinu nego što je prije prepoznato, da su hidrografski podaci značajni za upravljanje

priobaljem, praćenje stanja okoliša, pitanja jurisdikcije itd. Treba napomenuti da

uvođenje novog izdanja standarda ne čini podatke prikupljene na temelju predhodnih

standarda nevažećim, već je temelj za buduće radove.Tekstovi na engleskom i

francuskom jeziku pojavljuju se kao odvojeni svesci, a izdan je i tekst na španjolskom.

Četvrto izdanje razvrstava premjer u četiri kategorije:

Posebna odredba hidrografskog premjera obuhvaća područja gdje se mora ploviti

uz veliki oprez zbog minimalne prozirnosti vode, gdje su karakteristike dna

66

potencijalno opasne za brodove (opasnost od podvodnih izbočenih stijena). To

su područja s kritičnom minimalnom dubinom ispod kobilice broda, a

konfiguracija dna opasna za plovidbu (luke, kanali, sidrišta i sl.). Treba umanjiti

sve izvore pogrešaka.

Zahtijeva se uski razmak među mjernim linijama uporabom panoramskih

dubinomjera3, te korištenje više transducera4 u nizu i višesnopnih dubinomjera5 s

visokom rezolucijom kako bi se postiglo potpuno snimanje dna. Treba uzeti u

obzir da se prepreke veće od jednog metra može razaznati ultrazvučnim

instrumentarijem. Kombinacijom višesnopnih dubinomjera i panoramskih

dubinomjera otkrivaju se opasne prepreke na morskom dnu.

Prva odredba odnosi se na luke, prilaze lukama, glavne međukopnene kanale i

kanale koje ulaze u kopno, a uključuje i one luke gdje je bolja prozirnost iznad

morskog dna, područja velike gustoće prometa itd. gdje su geofizikalne osobine

dna manje rizične za brodove (npr. pjeskovito dno). Mjerenja u području prve

odredbe mogla bi se ograničiti na područja s dubinom do 100 m. Zahtjevi za

detaljnim snimanjem morskog dna su blaži nego kod Posebne odredbe. Detaljna

mjerenja se zahtijevaju na područjima gdje karakteristike dna predstavljaju

potencijalnu opasnost za brodove. Standardi ove odredbe jako su slični glavnom

standardu iz prethodnog izdanja S-44.

Druga odredba odnosi se na obalna područja do 200 m dubine koja nisu

pokrivena posebnom i prvom odredbom. Kao dokaz da na tom području nema

opasnih prepreka dovoljna je opća batimetrija. Detaljno snimanje dna zahtijeva

3 Panoramski dubinomjer (Side Scan Sonar) je uređaj koji se koristi kod snimanja površine morskog dna pomoću ultrazvuka. Iz mjerenja panoramskog dubinomjera može se dobiti slika širokog područja dna s obje strane putanje plovila. 4 Transducer je elektronički sklop koji pretvara energiju iz jednog oblika u drugi. Jedan je od najvažnijih elemenata ultrazvučnog dubinomjera. Njegove glavne funkcije su pretvaranje električnog u zvučni signal, odašiljanje tog istog zvučnog signala u vodu, prihvaćanje eha odbijenog zvučnog signala i na kraju pretvaranje zvučnog u električni signal. 5 Višesnopni dubinomjer (Multi Beam Echo Sounder) – uređaj koji emitira višestruke zvučne snopove (lepeze) iz sustava odašiljača. Snopovi se emitiraju okomito na kurs broda pod različitom kutevima čime se postiže veća pokrivenost morskog dna nego kod jednosnopnih dubinomjera. Suvremeni višesnopni dubinomjeri pružaju informacije o dubini (batimetrija) i slikoviti prikaz (povratno raspršenje) dna čime omogućuju izradu detaljnih karata s batimetrijskim podacima i podacima o karakteru morskog dna.

67

se na područjima gdje karakteristike dna predstavljaju potencijalnu opasnost za

brodove.

Treća odredba odnosi se na sva područja koja nisu pokrivena posebnom, prvom i

drugom odredbom kao i sve dubine veće od 200 m.

Ovi standardi postavljaju zahtjeve za točnošću premjera, kriterije za pretraživanje

dna, sposobnost detekcije sustava korištnih za pretraživanje morskog dna i maksimalan

dopušten razmak među linijama premjera za svaku njegovu odredbu. U nastavku

standarda opširnije se govori o navedenoj materiji uzimajući u obzir pozicioniranje,

dubinu i druga mjerenja.

Vjerojatnost razine pouzdanosti povećana je na 95% jer se ta vrijednost češće koristi

za geodetska mjerenja. U standarde točnosti dubine uključene su konstantne pogreške i

pogreške koje ovise o dubini i one su različite za svaku odredbu izmjere. Radna skupina

prvi je put koristila geostatistiku pri određivanju vrijednosti dubina i to nazvala

batimetrijski model. Primarne kontrolne stanice trebale bi biti određene s relativnom

točnošću od 1:100.000, ako se koriste terestričke metode pozicioniranja, dok kod

korištenja satelitskog određivanja položaja pogreška nebi smjela premašiti 10 cm uz

pouzdanost od 95%.

Standardi za određivanje položaja navigacijskih pomagala također su promijenjeni u

skladu s četiri odredbe hidrografskog premjera. Fiksna pomagala bi trebala imati

određen položaj unutar 2 m prema posebnoj i prvoj odredbi, odnosno, unutar 5 m prema

drugoj i trećoj odredbi, dok su standardi za plutajuća pomagala 10 m prema posebnoj i

prvoj odredbi, a 20 m prema drugoj i trećoj odredbi. Položaj ostalih topografskih oblika

uključujući prirodnu liniju obale treba biti određen unutar 10 m prema posebnoj i 20 m

prema prvoj, drugoj i trećoj odredbi premjera.

Dodatna poglavlja pokrivaju dva nova predmeta:

1. Pripisivanje podataka: pokriva premjer u globalu, kao i pojedine točke podataka i

2. Smjernice za kontrolu kvalitete.

68

Tablica 1. Sažetak četvrtog izdanja minimalnih standarda za hidrografski premjer

Odredba Posebna Prva Druga Treća

Primjeri tipičnih

akvatorija

Luke, mjesta

privezišta i

pridruženi kritični

kanali s min.

prostorom pod

kobilicom

Luke, kanali,

prilazi lukama,

preporučene rute i

neka obalna

područja dubine

preko 100 m

Područja koja

nisu opisana u

Posebnoj odredbi

ili Odredbi 1 ili

područja dubine

preko 200 m

Odobalna

područja koja nisu

opisana u

Posebnoj,

Odredbi 1 ili 2

Horizontalna

točnost *

2m 5m+5% dubine 20m+5% dubine 150m+5% dubine

(1) Vertikalna

točnost *

a=0,25m

b=0,0075

a=0,5m

b=0,013

a=1,0m

b=0,023m

Isto kao i kod

Odredbe 2

Zahtjev za

100%tnim

pretraživanje

dna

Obvezan (2) Zahtijeva se u

odabranim

područjima (2)

Može se

zahtijevati u

odabranim

područjima

Nije primjenjivo

Sposobnost

sustava za

otkrivanje

prepreka

Prostorna

prepreka˃1m

(3) Prostorna

prepreka˃2m na

dubinama do

40m; 10% dubine

preko 40m

Isto kao kod

Odredbe 1

Nije primjenjivo

(4) maksimalno

linijsko

razdvajanje

Nije primjenjivo 3X srednja dubina

ili 25 m (ovisi što

je veće)

3-4X srednja

dubina ili 200m

(ovisi što je veće)

4X srednja dubina

69

* Razina pouzdanosti 95%

(1) Za računanje granica grešaka za točnost dubina, odgovarajuće vrijednosti a i b

prikazane u tablici trebaju se uvesti u formulu:

pri čemu su:

a – dio greške koji ne varira s dubinom, npr. suma svih konstantih grešaka

b × d – dio greške koji varira s dubinom, npr. suma svih grešaka koje variraju s dubinom

b – koeficijent koji predstavlja dio greške koji varira s dubinom

d – dubina

(2) U svrhu sigurne plovidbe uporaba jedne točno određene mehaničke motke jamči

minimalnu sigurnu dubinu kroz neko područje pa se može smatrati

zadovoljavajućom za Posebnu i Odredbu 1 premjera.

(3) Vrijednost 40 m izabrana je uzimajući u obzir maksimalni očekivani gaz broda.

(4) Linijsko razdvajanje može se proširiti ako se koriste procedure za osiguranje

odgovarajuće gustoće izmjerenih dubina. U tablici su prikazana prikladna linijska

razdvajanja za razne odredbe. Rezultate premjera ocjenjuje se postupcima koje

razvija agencija odgovorna za kvalitetu premjera. Temeljem ovih postupaka

odlučuje se je li opseg pretraživanja dna adekvatan i treba li razmak među

linijama suziti ili proširiti.

Ovi postupci mogu uključivati odgovarajuće statističke procjene pogrešaka koje bi

trebele uzimati u obzir pogreške interpolacije, kao i pogreške dubina i

pozicioniranja izmjerenih dubina.

70

Tablica 2. Sažetak minimalnih standarda za pozicioniranje pomoću navigacijskih

pomagala i važnih objekata

Posebna

odredba

Prva

odredba

Druga i treća

odredba

Fiksna navigacijska pomagala i objekti

značajni za plovidbu

2m 2m 5m

Prirodna obalna crta 10m 20m 20m

Srednja pozicija plutajućih navigacijskih

pomagala

10m 10m 20m

Topografski objekti 10m 20m 20m

Peto izdanje

Na prijedlog Australije, IHO je 2005. ponovo uspostavio radnu skupinu zaduživši

je za pregled četvrtog izdanja i izradu nacrta novog petog izdanja standarda S-44.

Radna skupina sastavljena je od 22 člana iz 15 država. Razmatrane su sljedeće teme:

Općenito: struktura, točnost, varijabilnost i politika ponovnih premjera

Tehnologija: relevntna za postojanje, tehnologija u nastajanju i buduća

tehnologija, standard neovisan o tehnici

Izlazi: koje bi proizvode podaci trebali podržavati

Detekcija: 100%tna prekrivenost otkrivanje i klasifikacija, ispitivanje pragova,

veličina otiska i gustoća podataka

Rukovanje podacima: skladištenje podataka, obrada i arhiviranje, velike količine

podataka

Metapodaci: potreba za usklađivanjem sa Zonama pouzdanosti (engl. Zones of

Confidence - ZOC6), kriteriji klasifikacije za izmjeru dubokog mora, razine

pouzanosti, limiti grešaka.

6 Kvalitetu batimetrijskih podataka u elektroničkim kartama određuju Zone pouzdanosti. ZOC dijagram prikazuje kvalitetu batimetrijskih podataka u različitim područjima. Postoji pet kategorija kvalitete podataka u ZOC dijagramu od A1 do D. A1 predstavlja područje najveće pouzdanosti, a D najmanje. U prikazuje područja koja još nisu procijenjena s obzirom na sigurnost plovidbe.

71

Članovi Radne skupine odlučili su započeti rad održavanjem neformalne rasprave

kad god dva ili više članova pohađaju sastanke, seminare, radionice i sl. Također, su se

savjetovali s akademskim i industrijskim stručnjacima. Otvoren je online forum kako bi

se olakšala razmjena mišljenja. Radna skupina bila je otvorena za prijedloge

zainteresiranih pojedinaca ili organizacija.

Publikacija S-44 dobila je na značenju 1989. kada je IMO usvojio rezoluciju u

kojoj se navodi da su minimalni standardi po kojima se provode premjeri zbog provjere

dubina ucrtanih na kartu na plovnim putevima...oni definirani u Specijalnoj publikaciji 44

IHO-a.

Peto izdanje dijeli se u 6 poglavlja:

Poglavlje 1 – klasifikacija premjera u kom se donose prihvatljive odredbe po

kojima hidrografske organizacije obavljaju izmjeru područja za koja izdaju

navigacijske proizvode na način da premjerena područja omoguće siguran prolaz

brodova. Kako zahtjevi standarda variraju s dubinom vode i očekivanom vrstom

prijevoza, definirane su 4 različite odredbe.

Te odredbe opisane su u nastavku. Tablica 3 određuje minimalne standarde za

svaku od tih odredbi i mora se čitati zajedno s detaljnim tekstom u sljedećim

poglavljima publikacije.

Organizacija odgovorna za provođenje premjera bi trebala odabrati odredbu koja

je najprikladnija zahtjevima sigurne plovidbe u tom području. Samo jedna

odredba možda nije prikladna za cijelo područje pa bi organizacija u takvom

slučaju trebala izričito definirati u kom dijelu se primjenjuje koja odredba.

Može se, također, tijekom mjerenja dogoditi da situacija ispadne drugačija od

zamišljene i tada je opravdano zamijeniti odredbu drugom, prikladnijom situaciji.

Npr. u području kojim prolaze VLCC tankeri i očekuje se dubina preko 40 m

primjenjuje se Prva a odredba, ali ako se otkriju plićine, prikladnije ih je premjeriti

Posebnom odredbom.

Poglavlje 2 – pozicioniranje

Poglavlje 3 – dubine

72

Poglavlje 4 – opisuje ostala mjerenja kao što su uzorkovanje morskog dna,

predviđanja pojave plime i oseke, promatranje morskih struja i struja morskih

mijena. Ova mjerenja nisu uvijek neophodna, ali ukoliko se traže, trebaju

udovoljavati ovim standardima

Poglavlje 5 – pripisivanje podataka. Kako bi se omogućila sveobuhvatna procjena

kvalitete podataka potrebno je snimiti ili dokumentirati određene informacije

zajedno s podacima iz premjera.

Poglavlje 6 posvećeno je eliminaciji podataka dvojbene kvalitete.

Standardima se klasificira hidrografski premjer na:

- hidrografski premjer za posebne namjene,

- prvu a,

- prvu b i

- drugu kategoriju.

Hidrografski premjer za posebne namjene reguliran je posebnom odredbom

(Special Order). Ovo je najrigoroznija odredba i odnosi se na područja gdje je dubina

mora u odnosu na očekivani gaz brodova kritična. Iz tog razloga zahtijeva se potpuni

pregled morskog dna (full sea floor search)7 i otkrivanje premjerom relativno malih

prepreka (features).8 Drži se vjerojatnim kako će se hidrografski premjer prema

posebnoj odredbi provoditi do dubina mora od 40 m. Ona se odnosi na premjer sidrišta,

luka i kritičnih područja kanala.

Prva a odredba odnosi se na uska morska područja u kojima je moguće da su

prirodne ili umjetne prepreke opasnost za površinske brodove čiji se promet očekuje u

tim područjima, ali gdje je dubina mora ispod kobilice manje kritična nego kod posebne

odredbe. I ovom odredbom propisan je potpuni pregled morskog dna, ali su prepreke

koje moraju biti otkrivene veće nego kod posebne odredbe. Veličina obvezno otkrivenih

prepreka povećava se porastom dubine. Prva a odredba ograničena je do dubina od

100 m.

7 Pod pojmom potpunog (100-postotnog) pregleda morskog dna podrazumijeva se ''sustavna metoda istraživanja morskog dna poduzeta radi detektiranja većine prepreka koristeći odgovarajuće sustave za detekciju, procedure i obučeno osoblje. U praksi je nemoguće postići 100-postotnu batimetrijsku pokrivenost''. 8 Pod pojmom prepreka ''u kontekstu ovoga standarda, podrazumijeva se bilo koji objekt, prirodna ili umjetna, izbočina iznad morskog dna, koji može predstavljati opasnost za površinsku navigaciju''.

73

Prva b odredba primjenjuje se u područjima u kojima je dubina mora manja od

100 m i gdje se općenito profil morskog dna smatra odgovarajućim za plovidbu brodova

čiji se promet očekuje u tome području. Ovdje se ne zahtijeva potpuni pregled morskog

dna. Maksimalni razmak između mjernih linija ograničen je veličinom prepreka za koje je

vjerojatno da se neće otkriti.

Druga odredba je najmanje zahtjevna. Ona se primjenjuje u područjima u kojima

se dubina mora smatra odgovarajućom u pogledu očekivanog prometa brodova. Ne

zahtijeva se potpuni pregled morskog dna. Preporuka je da se pod drugom odredbom

imaju smatrati područja dublja od 100 m.

Glavne promjene u odnosu na prethodno izdanje standarda su:

- podjela prve odredbe na prvu a (gdje se zahtijeva potpuno pretraživanje

morskog dna) i prvu b (gdje se ne zahtijeva potpuno pretraživanje morskog

dna) i

- ukidanje treće odredbe, jer se smatralo kako ne postoji potreba za

razlikom premjera u odnosu na drugu odredbu.

- Zamjena, u većini slučajeva, uporabe riječi točnost i pogreška za riječ

nesigurnost. Pogreške su razlika između mjerenih vrijednosti i stvarnih

vrijednosti. Budući da prava vrijednost nije poznata pogreška također ne

može biti poznata. Nesigurnost je statistička procjena vjerojatne magnitude

ove pogreške.

- Pojmovnik je ažuriran i neki pojmovi koje je radna grupa smatrala

temeljnima za razumijevanje ovih standarda ponovljeni su u uvodu.

- Radna grupa je držala da informacija Kako premjeriti nije prikladna za ove

standarde te je uklonjena iz Petog izdanja, ali je sačuvana u aneksima.

Ni ovo izdanje standarda (kao niti prethodna izdanja) ne donosi odredbe o

čestoći hidrografskog premjera, osim što se preporuča provedba ponovnog premjera u

onim morskim područjima u kojima su dinamične promjene morskog dna. Intervali

između tih premjera ovise o lokalnim uvjetima i trebaju ih odrediti nacionalne

hidrografske organizacije.

U Tablici 3 prikazani su minimalni standardi za sve kategorije premjera.

74

Tablica 3 Peto izdanje minimalnih standarda za hidrografski premjer

Odredba Posebna Prva a Prva b Druga

Opis područja

Područja u kojima je

minimalna dubina ispod

kobilice kritična

Područja plića od 100 m, u kojima je minimalna dubina

ispod kobilice kritična, ali su

prepreke opasnost za pomorski

promet

Područja plića od 100 m gdje se

minimalna dubina ispod kobilice ne

smatra problemom za

plovidbu očekivanih tipova

površinskih brodova u tome

području

Područja dublja od 100 m gdje se opći

profil dna smatra

odgovarajućim

Horizontalna točnost (95% pouzdanosti)

2 m 5 m + 5% dubine 5 m + 5% dubine 20 m + 10%

dubine

Točnost mjerenja reduciranih dubina

(95% pouzdanosti) (1)

a=0,25 m b=0,0075

a=0,5 m b=0,013

a=0,5 m b=0,013

a=1,0 m b=0.023

Potpuno pretraživanje dna (2)

Zahtijeva se Zahtijeva se Ne zahtijeva se Ne zahtijeva

se

Detekcija prepreka (3) Prostorna prepreka >

1m

Prostorna prepreka > 2m na dubinama

do 40 m; 10% dubine preko 40 m

Nije primjenjivo Nije

primjenjivo

Preporučeno maksimalno linijsko

razdvajanje (4)

Nije primjenjivo za 100%

pretraživanje

Nije primjenjivo za 100% pretraživanje

3xprosječna dubina ili 25 m, što je veće; za batimetrijski

LIDAR razmak između točaka

5x5 m

4xprosječna dubina

Pozicioniranje fiksnim navigacijskim pomagalima i topografskim

oznakama značajnim za navigaciju (5)

2 m 2 m 2 m 5 m

Pozicioniranje pomoću obalne crte i topografskim

oznakama manje značajnim za navigaciju (5)

10 m 20 m 20 m 20 m

Srednja pozicija plutajućih navigacijskih

pomagala (5) 10 m 10 m 10 m 20 m

75

(1) Maksimalna dopuštena ''ukupna vertikalna greška''9 (uz 95-postotnu

pouzdanost) računa se sljedećim izrazom:

gdje su:

a – dio greške koji ne varira s dubinom

b – koeficijent koji predstavlja dio greške koji varira s dubinom

d – dubina

b x d – dio greške koji varira s dubinom

(2) Za potrebe sigurnosti plovidbe, uporaba točno specificirane mehaničke

motke jamči minimalnu sigurnu dubinu na nekom području pa se može smatrati

zadovoljavajućom za posebnu i prvu a kategoriju premjera.

(3) Kubična prepreka podrazumijeva kocku čije su stranice jednake dužine.

Za posebnu i prvu a kategoriju premjera minimalni zahtjevi su detekcija kubičnih

prepreka dužine stranica od 1 i 2 m. U određenim okolnostima, kako bi se minimizirao

rizik od nedetektiranih opasnosti za površinsku navigaciju hidrografski ured/organizacija

može smatrati nužnim detekciju i manjih prepreka. Za prvu a kategoriju premjera kriterij

dubine od 40 m izabran je uzimajući u obzir maksimalni očekivani gaz broda.

(4) Linijsko razdvajanje može se proširiti ako se koriste procedure za

osiguranje odgovarajuće gustoće izmjerenih dubina. Maksimalno linijsko razdvajanje

podrazumijeva razmak između mjernih linija jednosnopnog dubinomjera, ili razmak

između iskoristivih vanjskih granica kod SWATH sustava.

(5) Primjenjuje se jedino kad se takva mjerenja zahtijevaju za premjer.

9 Ukupna vertikalna greška je komponenta ukupne propagirane greške računata u vertikalnoj dimenziji. To je jednodimenzionalna veličina.

± а2 + (b x d)2

76

Prijedlog novog izdanja standarda

Tijekom šestog sastanka Odbora za standarde u Čileu 2014., raspravljalo se o

izmjeni trenutačnog standarda, jer ne opisuje procedure za podešavanje potrebne

opreme za provođenje hidrografskih premjera, kao ni obradu dobivenih podataka.

Također se istakla potreba za standardizacijom tehnologije u razvoju, koja ne zauzima

mjesto u trenutačnom standardu.

Na sedmom sastanku Odbora za standarde u Koreji 2015. g., iznesena su

mišljenja članica o trenutačnom izdanju i mogućem sadržaju novoga standarda za

hidrografske premjere. Mišljenja država članica su: proširenje kruga djelovanja

trenutačnog standarda uključenjem standarda za estuarije i rijeke, jaružanja, inženjering

i ekološke premjere (ovo bi se trebalo provesti u suradnji s industrijom); nedostatak

standarda i smjernica za premjer ruba kontinentalnog šelfa i granica na moru; skretanje

pozornosti sa standarda usmjerenih na opremu ka minimalnim standardima usmjerenim

na kvalitetu podataka, uključujući odmak od točnosti pojedinog podatka ka procjeni

točnosti premjerenog područja; nedostatak smjernica za provođenje premjera poslije

prirodnih katastrofa; većina ostalih prijedloga odnosila se na standardizaciju nove

tehnologije kao što su: podvodne ronilice, satelitska batimetrija i javna batimetrija.10

Rezolucije IHO-a

Rezolucije IHO-a koje se odnose na hidrografske službe i standarde sadrže

preporuke kojima se reguliraju pitanja vezana za proizvodnju i održavanje pomorskih

karata i navigacijskih publikacija. Iako se formalno radi o preporukama, one su

prihvaćene i primjenjuju ih države članice IHO-a. Budući da se radi o velikom broju

rezolucija koje se odnose na hidrografske službe i standarde, ovdje će biti obrađen

samo dio općih rezolucija.

10 Javna batimetrija (engl. Crowd-Sourced Bathymetry - CSB) je naziv za koncept osmišljen s ciljem iskorištavanja tehnologije pristupačne širem krugu pomoraca. Sastoji se od baze podataka koju sačinjavaju batimetrijski podaci prikupljeni od strane bilo kojeg tipa plovila (npr. jahte i ribarski brodovi), upotrebom širokog spektra dubinomjernih sustava, koji se koriste za razne namjene.

77

IHO preporučuje državama članicama koordinaciju prigodom prikupljanja svih

vrsta oceanografskih podataka njihovih hidrografskih službi i drugih nacionalnih

institucija. Rezultati tih aktivnosti trebali bi biti proslijeđeni odgovarajućim nacionalnim i

međunarodnim oceanografskim središtima.11 Kada hidrografska organizacija odluči

objaviti novi proizvod12 ili novo izdanje postojećega, trebala bi unaprijed objaviti

odgovarajuću obavijest putem oglasa za pomorce, te o tome obavijestiti IHB, pogotovo

u slučaju korištenja novih podataka uključenih u njegovu izradu.S obzirom na izrazito

međunarodni karakter hidrografske djelatnosti, hidrografske organizacije upućuju se na

suradnju i razmjenu proizvoda, kako bi se njihovim korisnicima osigurala dostupnost

ažurnih proizvoda. One pritom trebaju izbjegavati proizvodnju onih proizvoda za koje su

mjerodavne druge hidrografske organizacije. Kako bi se poboljšala razina suradnje,

hidrografskim organizacijama preporuča se sklapanje odgovarajućih bilateralnih

sporazuma i korištenje međunarodno standardiziranih proizvoda kao što su INT i

elektroničke navigacijske karte (Electronic Navigation Charts – ENC). IHO preporučuje

hidrografskim organizacijama uključivanje u svoje programe redovitih i sustavnih

premjera oceanskih područja iza kontinentalnog šelfa. Ti programi ne bi trebali biti

ograničeni samo na prikupljanje podataka za potrebe plovidbe, nego bi trebali obuhvatiti

i istraživanja kojima bi se osigurali podaci o morfologiji morskog dna. Ako postoji interes

više hidrografskih organizacija za premjer istog područja, preporuča se postizanje

odgovarajućeg sporazuma koji pokriva interese svih strana. Sukladno novim trendovima

u hidrografiji, preporuča se prikupljanje i razmjena (uglavnom u digitalnom obliku)

metapodataka i dodatnih informacija o premjeru oceanskih područja.

Ove opće rezolucije daju okvir za suradnju nacionalnih hidrografskih organizacija

i razmjenu hidrografskih podataka na međunarodnoj razini. Iako su napori IHO-a

usmjereni na međunarodnu hidrografsku djelatnost, ona počiva na djelatnosti

nacionalnih hidrografskih organizacija.

11 Cilj ove Rezolucije je maksimalna iskoristivost dobivenih podataka od svih pomorskih znanstvenih i hidrografskih korisnika. 12 U kontekstu Rezolucije, proizvodi uključuju pomorske karte i dokumente u analognom i digitalnom formatu.

78

Djelatnosti nacionalnih organizacija

Primarna odgovornost nacionalnih hidrografskih organizacija je provedba

hidrografske djelatnosti u morskim područjima u kojima države imaju nacionalni

suverenitet i suverena prava. Kako je već ranije rečeno, pravna osnova te djelatnosti

proizlazi iz međunarodnih ugovora i nacionalnih propisa. Nacionalne hidrografske

organizacije ispunjavaju međunarodno preuzete obveze svojih država prema UNCLOS-

u, SOLAS-u, te druge obveze prema IMO-u i IHO-u iz svog područja odgovornosti. U

tom smislu, one su od država ovlašteni predstavnici u odgovarajućim međunarodnim

organizacijama i tijelima.

Hidrografske organizacije danas se jako razlikuju od države do države po svojoj

unutrašnjoj organizaciji, obujmu poslova, resursima i sl. Bez obzira na te razlike, većina

organizacija u provedbi hidrografskih istraživanja slijedi međunarodne konvencije i

standarde. Nacionalnim propisima (uz ostalo) točno je reguliran obujam poslova

hidrografskih organizacija, i on uglavnom obuhvaća:

- hidrografski premjer, geodetska mjerenja i oceanološka istraživanja,

- izradu pomorskih karata i navigacijskih publikacija,

- nadzor nad radovima i izdavanje odobrenja za različite odobalne

aktivnosti,

- nadzor i istraživanja vezana za zaštitu morskog okoliša,

- poslove vezane za sigurnost plovidbe, i sl.

Sve ove djelatnosti ovise prije svega o financijskim mogućnostima država. Tako

se i hidrografski premjer, kao tehnološki složen i skup postupak, u pravilu provodi

sukladno materijalnim mogućnostima, a ne prema stvarnim potrebama.

Izravna posljedica je korištenje zastarjelih podataka i nepremjerena plovna

područja,13 pa se podaci na pomorskim kartama ne slažu sa stvarnim podacima ili/i s

podacima u navigacijskim priručnicima.

13 Prema studiji UN-a, oko 50% obalnih država nema hidrografske sposobnosti. Oko 25% ima ograničene, dok samo 25% ima odgovarajuće hidrografske sposobnosti.

79

REAMBULACIJA

Reambulacija je postupak prikupljanja, analize i obrade pomorskih sigurnosnih

informacija i podataka o morskim plovidbenim područjima radi održavanja pomorskih

karata i navigacijskih publikacija. To je nestandardizirani pomoćni postupak, kojim se

provjerava usklađenost podataka na pomorskim kartama i navigacijskim publikacijama

sa stvarnim stanjem u prirodi. Pomorska karta i navigacijska publikacija trebaju

sadržavati točne podatke i prikazivati stvarno stanje u prirodi. Zbog cijelog niza razloga

događaju se odstupanja stanja prikazanog na kartama i publikacijama u odnosu na

stanje u prirodi. Hidrografske organizacije dužne su provjeravati usklađenost tih

podataka sa stvarnim stanjem i u slučaju promjena o tome izdati odgovarajuće

obavijesti.

Budući da se na morskom i obalnom području stalno događaju promjene,

hidrografske organizacije objavljuju te promjene, kojima se ažuriraju karte i publikacije.

Kada se u određenom području dogodi veliki broj promjena, karta ili/i publikacija

koja ga pokriva ne može se više ažurirati, pa je zbog toga potrebno novo izdanje.14

Novo izdanje ili izrada nove karte može se obaviti jedino nakon provedenog

hidrografskog premjera, što je postupak koji je standardizirao IHO.

U tom smislu definiran je i odnos hidrografije i reambulacije. Reambulacijska

mjerenja služe isključivo za prikupljanje podataka za održavanje karata i publikacija i

druge potrebe hidrografskih službi i ona ne mogu zamijeniti hidrografski premjer.15

Na temelju podataka prikupljenih reambulacijom ne može se izdati novo izdanje

pomorske karte i navigacijske publikacije. Rezultat reambulacije nije uvijek ispravljanje

ili potvrda točnosti podataka, već može rezultirati i uočavanjem potrebe za novim

hidrografskim premjerom.

14 Ne postoje propisi kojima je regulirano koliki je maksimalan broj ispravaka koji se mogu unijeti na jednu kartu ili publikaciju. IHO donosi jedino rezoluciju (IHO Resolution Chartlets, 24/1919 ) kojom se preporuča hidrografskim uredima izdavanje posebnih naljepnica za karte i publikacije, kada su ispravci u jednom području toliko detaljni da se ne mogu unijeti ručno (crtanjem). 15 Reambulacija ne može zamijeniti hidrografski premjer. U prvom redu odnosi se na provjeru točnosti i uklađenosti podataka za održavanje pomorskih karata i navigacijskih publikacija, nakon obavljene hidrografske izmjere i drugih postupaka hidrografskih služba, kada je utjecaj nastalih promjena toliki da je valja provesti.

80

Opravdano je razvrstati reambulaciju prema istim kriterijima kao i hidrografski

premjer (sukladno standardima IHO-a), jer se reambulacijom provjeravaju podaci

dobiveni hidrografskim premjerom. Tako bi se prema važećim standardima IHO-a

reambulacija danas mogla razvrstati na reambulaciju za posebne namjene, prvu a, prvu

b i drugu kategoriju. Za svaku od navedenih kategorija primjenjuju se isti standardi

točnosti kao i za hidrografski premjer.

Osnovna prednost reambulacije u odnosu na hidrografski premjer je u znatno

nižim troškovima. Reambulacija se provodi u točno određenom području, ili bolje rečeno

samo za provjeru podataka o točno određenom entitetu ili entitetima. U tom smislu

nema svako područje, niti svaki entitet, jednaku navigacijsku važnost. Zato je pri

donošenju odluke o pokretanju postupka reambulacije važno ocijeniti navigacijsku

važnost entiteta. Za potrebe reambulacije moguće je razvrstavanje entiteta u šest

skupina, prema kriteriju navigacijske važnosti.

Radi razlikovanja mjerenja obuhvaćenih reambulacijom od mjerenja obuhvaćenih

hidrografskim premjerom uvedena je odrednica nazvana kontrolna mjerenja.

Tako se za različite entitete mogu obavljati kontrolna mjerenja kojima je cilj

prikupljanje različitih podataka, ili skupina podataka. Reambulacijom se mogu prikupljati

podaci o entitetima kao što su pozicija, dubina, visina, struja, slanost, vrsta i sastav

morskog dna i sl. Opravdano se pretpostavlja kako zbog različitih razloga skupine

podataka za svaki entitet predstavljene na kartama i publikacijama mogu odstupati od

stvarnog stanja. Zato je potrebno, prema kriteriju navigacijske važnosti, obavljati

kontrolna mjerenja.

Odstupanja podataka od stvarnog stanja moguća su zbog stalnih aktivnosti na

obalnoj crti i obalnom rubu, ali i zbog sve većeg broja odobalnih aktivnosti, te aktivnosti

povezanih s djelovanjem morskih struja, riječnih nanosa i sličnih pojava.

Kako bi se smanjila odstupanja podataka na kartama i publikacijama u odnosu na

stvarnost moguća je provedba reambulacije prema godišnjem planu, prije tiskanja nove

karte ili publikacije, kada je informacijski sadržaj karte ili publikacije zagušen i kada je

nezadovoljavajuća točnost. U svim ovim slučajevima moguće je unaprijed isplanirati

reambulaciju i predvidjeti njezine troškove. Reambulacija se može provesti i u drugim

slučajevima, kada to nije predviđeno planom, ili se zahtijeva veća točnost i/ili više

81

podataka. Tada govorimo o izvanrednoj reambulaciji. Ona se može provesti na zahtjev

zainteresirane organizacije, pa nije moguće predvidjeti njenu učestalost.

U ocjeni važnosti reambulacije treba voditi računa o važnosti entiteta, ali i o tome

kako je moguće optimizirati proces i njime upravljati. Sve ovo u konačnici rezultira

smanjenjem troškova i povećanjem točnosti pomorskih karata i navigacijskih publikacija,

što je cilj svih hidrografskih organizacija.

82

BATIMETRIJA

Batimetrija je ukupnost postupaka mjerenja dubina. IHO pod pojmom batimetrija

podrazumijeva određivanje dubina oceana i opće konfiguracije morskog dna određene

analizom podataka o dubini. U području batimetrije tijekom posljednjeg desetljeća

provedena su opsežna istraživanja diljem svijeta. Suvremena batimetrijska istraživanja

danas se ne mogu promatrati odvojeno od hidrografskih istraživanja. Hidrografija i

batimetrija međusobno se ne isključuju, već se nadopunjuju.

Batimetrija je imala značajnu ulogu u povijesnom razvoju hidrografije, a

suvremena batimetrijska mjerenja i hidrografska istraživanja provode se istim uređajima

i sustavima.

Podaci dobiveni suvremenim batimetrijskim istraživanjima primjenjuju se u civilne

i vojne svrhe. U suvremenim istraživanjima dobiva se više podataka u usporedbi s

prošlošću, kada je primarni podatak bila dubina mora, na osnovi koje se izrađivala

batimetrijska karta s prikazanim reljefom morskog dna. Danas je znatno proširen broj

korisnika batimetrijskih podataka.

Ti podaci koriste se u odabiru položaja podmorskih kabela i cjevovoda, morskom

ribarstvu, dubokomorskom rudarstvu, ispunjenju zahtjeva sukladno Članku 76.

UNCLOS-a, modeliranju propagacije tsunamija, modeliranju cirkulacije oceana,

geoloških i tektonskih procesa, poslovima obrane (protuminske mjere), odlaganju

otpada i nadzoru polaznih crta.

Iako je zahvaljujući novim tehnologijama postignut napredak u području

batimetrije, današnje stanje u ovome području ne smatra se zadovoljavajućim. Danas je

premjeren relativno mali dio dna dubokih oceana. Procjene se kreću između 0,1 i 10%.

Također se procjenjuje kako je za potpuni premjer dubokog oceana postojećim

višesnopnim dubinomjerima potrebno 200 godina.

Poseban problem kod batimetrijskih mjerenja je u tome što je (osim relativno

male do sada premjerene površine) dio podataka nedostupan (mjerenja za vojne i

komercijalne potrebe).

Podaci također imaju nejednaku geografsku distribuciju prema korištenoj

tehnologiji i kvaliteti.

83

Većina podataka na oceanima dobivena je starim analognim mjerenjima

temeljenim na pozicioniranju metodama astronomske navigacije. Ciljevi suvremenih

batimetrijskih mjerenja su povećanje brzine njihove provedbe, povećanje točnosti i broja

dobivenih podataka, uz smanjenje troškova mjerenja.

Mjerenje dubina

Temeljna svrha batimetrijskih mjerenja je mjerenje dubina. Mjerenjem dubina

određuje se vertikalna udaljenost između trenutačne razine mora i morskog dna.

Važnost mjerenja dubina je prije svega zbog sigurnosti plovidbe. Ako se mjerenje

dubine izvede u različito vrijeme, ali na istom mjestu, uočit će se razlike u izmjerenim

vrijednostima. Razlog tome je promjena razine mora koja je posljedica plime i oseke.

Zbog toga je potrebno korigirati izmjerene vrijednosti (Slika 21.)

Slika 21. Redukcija mjerene dubine

84

a - izmjerena dubina u trenutku mjerenja

b - hidrografska dubina

c - korekcija dubine za trenutak mjerenja (c=a-b)

Ovdje je riječ o idealnom slučaju, jer ako se uzme u obzir gibanje plovila u

trenutku mjerenja dubine imamo čitav niz korekcija uključujući korekciju zbog pogreške

instrumenta. Konačne dubine se računaju tako da se izmjerenim dubinama dodaju

korekcije dubine za trenutak mjerenja. Da bi se odredile dubine i visine na kartama,

potrebno je definirati referentne točke od koji se one računaju. Dubine i visine na

kartama se računaju od različitih referentnih točaka. Zato je potrebno definirati pojam

vertikalnog datuma i hidrografske nule.

Vertikalni datum

Vertikalni datum je površina nulte elevacije (visine) koja predstavlja referencu za

određivanje visina različitih točaka, kako bi one bile predstavljene u konzistentnom

sustavu. Vertikalni datum u širem smislu predstavlja sustav površine nulte elevacije i

metoda određivanja visina u odnosu na tu površinu. Tijekom vremena koristilo se

mnogo različitih tipova vertikalnog datuma. Danas se najviše koriste plimni datum

(razina mora) i geodetski datumi.

Plimni datumi određuju se izračunom prosječne vrijednosti razine mora koja se

određuje iz višegodišnjeg neprekidnog osmatranja gibanja te razine. Postoji više razina

mora, pa tako razlikujemo, npr., srednju razinu mora (Mean Sea Level – MSL), srednju

nisku vodu (Mean Low Water – MLW) i srednju višu visoku vodu (Mean Higher High

Water – MHHW). Sve razine mogu predstavljati plimni datum i dobiju se izračunom

dugoperiodičkih oscilacija razine mora.

Geodetski datumi najčešće se određuju procesom mjerenja poznatim kao geodetsko

niveliranje, koje predstavlja određivanje razlike u visinama između točaka na zemlji koje

se nazivaju oznake visine (reperi16 ili benchmarks). Iz visinskih razlika mogu se dobiti

stvarne visine na reperima samo ako je izabrana najmanje jedna izvorišna točka koja će

16 Reper (francuski repère: znak, oznaka), prirodno izrazita ili posebno obilježena referentna točka s obzirom na koju se provodi mjerenje neke veličine. Nivelmanski reper u geodeziji oznaka je visinske točke precizno određene visine, koja služi kao osnova za određivanje visina okolnih točaka.

85

služiti kao apsolutna razina vertikalnog datuma. Česta je praksa u definiranju

geodetskog datuma da se kao izvorišna točka izabere određena razina mora, tako da

postoji veza između plime i geodetskih datuma, iako to ne mora biti uvjet.

Svaka izmjerena dubina mora se odnositi na nivo određenog datuma. Takav datum

može biti bilo koja razina proizvoljno definirana u odnosu na permanentne oznake na

obali kao što su recimo reperi, prag doka, temelj mosta ili se jednostavno može koristiti

datum koji je osnova za niveliranje na zemlji. Međutim, u većini slučajeva, određivanje

datuma za mjerenje dubina ovisi o režimu plime i oseke.

Vertikalni datum je definiran na temelju analiza dugih perioda kontinuiranog

promatranja razine mora. Datum za visine i razine zemlje naziva se Osnovni datum.17

U mnogim se zemljama koriste geoidne ili ortometrijske visine18 koje se odnose na

geoid kao referentnu plohu. Geoid je najbliže aproksimiran globalnom srednjom razinom

mora. Srednja razina mora je prosječna razina mora kroz period promatranja od

najmanje 18,6 godina,19 a koji je potreban za eliminiranje osnovnog periodičnog utjecaja

Mjeseca na varijacije mijena. Drugim riječima, srednja razina mora je prosječna razina

mora koja bi postojala i u odsustvu mijena. Datum može biti arbitrarno definiran

korištenjem prosječne srednje razine mora dobivene kroz određeni period promatranja,

kao nul oznaka ili u određenoj relaciji prema prosječnoj vrijednosti (Slika 22).

Zaključno, na pomorskim kartama kao vertikalni datumi susreću se geodetska i

hidrografska nula. Na hrvatskim pomorskim kartama geodetska nula kao visinska

osnova premjera na kopnu jest srednja razina mora koja je određena iz višegodišnjeg

neprekidnog osmatranja gibanja te razine. Na odabranim mjestima državnog teritorija

postavljaju se mareografske postaje, koje registriraju gibanje razine mora. Iz

višegodišnjeg osmatranja izračunaju se srednje razine za svaku mareografsku postaju.

U nastavku se analizira pojam i značenje hidrografske nule.

17Eng. ‘’Principal Datum'’, ili ‘’Ordnance Datum’’ 18Ortometrijska visina je linearna udaljenost od plohe geoida do točke na fizičkoj površini Zemlje, duž vertikale kroz tu točku. 19 Period promatranja nije jednoznačno definiran. U Republici Hrvatskoj on iznosi 18,6 godina a npr., u Sjedinjenim Američkim Državama iznosi 19 godina. Period promatranja vezan je za period regresije čvorova, jer mjesec prelazi s južne strane ekliptike na sjevernu i obratno. Linija koja povezuje čvorove zakrene se za puni kut u vremenu od 18,6 godina.

86

Slika 22. Vertikalni datumi

Hidrografska nula

Za potrebe hidrografskog premjera i izradu pomorskih karata kao vertikalni datum

koristi se hidrografska nula (Chart Datum – CD). Hidrografska nula nije jednoznačno

definirana u svijetu.20 U Republici Hrvatskoj hidrografska nula se definira kao srednja

razina nižih niskih voda za vrijeme živih morskih mijena. U većini zemalja uzeta je razina

najniže astronomske mijene kao hidrografska nula. Najniža astronomska mijena je

najniža razina za koju se može prognozirati da će se pojaviti pod utjecajem bilo koje

kombinacije astronomskih i prosječnih meteoroloških uvjeta. Dubine koje se odnose na

najniži astronomski mijenski datum na nautičkim kartama prikazuju tada minimalnu

dubinu dostupnih voda. Ako je dubinska vrijednost na karti približno 5 m, tada će dubina

20 U Francuskoj se za hidrografsku nulu uzima razina najniže primjećene vode određenog područja. U Ujedinjenom Kraljevstvu se hidrografska nula razlikuje prema područjima, od 0.0 do 0.6 m ispod srednje razine za vrijeme sizigija.

87

vode biti najmanje 5 m, kao što će trenutačna razina mora biti uvijek iznad najniže

astronomske mijene pri normalnim vremenskim uvjetima. Ovo je vrlo bitno za sigurnost

plovidbe jer su stvarne dubine vode, dostupne za navigaciju, uvijek veće od onih

prikazanih na pomorskim kartama.21

Izmjerene dubine se odnose na trenutačnu razinu mora i moraju biti reducirane na

dobivene hidrografske dubine (dubine koje se odnose na hidrografsku nulu nazivaju se

reduciranim ili hidrografskim dubinama). Pomorska karta prikazuje dubine ispod

hidrografske nule i visine iznad srednje visoke visine vode. Srednje visoka visina vode je

definirana kao srednja razina viših ili dvodnevno visokih voda kroz duži period vremena.

Ako su osnovni datum i hidrografska nula definirani na prethodni način tada je odnos

između dva datuma vrlo jednostavan. Naravno, hidrografska nula je ispod osnovnog

datuma za konstantni faktor. Hidrografska se nula na području promatranja mijena može

uspostaviti niveliranjem od repera osnovnog datuma. Hidrografska nula se određuje iz

podataka mareografa na području mjerenja. Iz niza podataka nižih niskih vodostaja

određuje se srednja razina koja predstavlja hidrografsku nulu.

Hidrografska nula određuje se iz podataka osmatranja mareografa. Stalni mareografi

na hrvatskoj obali Jadranskog mora nalaze se u Rovinju, Bakru, Splitu i Dubrovniku. Za

određivanje hidrografske nule prilikom premjera instaliraju se prijenosni mareografi

odnosno vodomjerne letve, koje se postavljaju po mogućnosti na mjestu zaštićenom od

valova. Očitavanje na letvama obavljaju osposobljene osobe a očitane veličine se

zapisuju u odgovarajući zapisnik.

Važnost određivanja geodetske i hidrografske nule, kao njegovog dijela, pored

sigurnosti plovidbe, nužna je i za obavljanje hidrotehničkih radova, kao što su jaružanje

ili izgradnja operativne obale za vez brodova ili brodica. Pogrešnim tumačenjem ili

definiranjem dubine ili visine od geodetske ili hidrografske nule može se dogoditi da se

izjaruža dublje područje ili da se izgradi niža operativna obala neko što je potrebno.

21 Osnovni cilj definiranja hidrografske nule je sigurnost plovidbe na moru. Naime, kada bi se na službenim pomorskim kartama i planovima prikazala dubina mora svedena na geodetsku nulu, tada bi se u određenim trenucima moglo dogoditi da stvarna dubina bude manja od kartirane, a to bi ugrozilo sigurnost plovidbe. Iz tog razloga kartirane dubine se ne svode na geodetsku nulu već na tzv. hidrografsku nulu koja predstavlja visinsku osnovu hidrografskog premjera na moru. Domijan N, Leder, N., Čupić, S.: Visinski datumi Republike Hrvatske

88

Vrste i razvoj batimetrijskih mjerenja

Mjerenja dubina mora imaju dugu povijest. Povijesni izvori potvrđuju da su se ona

provodila još u antičkom svijetu. Nakon osnivanja nacionalnih hidrografskih organizacija

početkom XVIII. stoljeća započela su i prva sustavna mjerenja dubina. U tome

razdoblju, pored francuskog, britanskog i američkog hidrografskog ureda, značajnu

ulogu u mjerenju dubina oceana imale su i telegrafske kompanije.

One su imale vlastite brodove kojima su obavljana istraživanja i mjerenja za

potrebe polaganja podmorskih kabela. Za mjerenje dubina koristili su se mehanički

dubinomjeri, dubinomjerni strojevi i hidrografske ili mjerne sonde. Ovi mehanički uređaji

razvijali su se sve do pojave ultrazvučnog dubinomjera (oko 1920.). Danas se mehanički

dubinomjeri i hidrografske sonde rijetko koriste, i to samo u područjima plitkih voda

(područja neposredno uz obalu i luka) ili za kalibraciju ultrazvučnih dubinomjera.

Najznačajniji doprinos razvoju batimetrijskih mjerenja bilo je otkriće sonara22 za vojne

potrebe. Njegovom prilagodbom za potrebe hidrografskih istraživanja nastao je

ultrazvučni dubinomjer. Od sredine prošlog stoljeća jednosnopni dubinomjeri postali su

osnovno sredstvo za mjerenje dubina, a koriste se i danas uz visok stupanj točnosti

mjerenja. Daljnji razvoj povezan je s pojavom višesnopnih dubinomjera, koji su

omogućili povećanje brzine mjerenja i količine prikupljenih podataka.

Batimetrijska mjerenja tijekom posljednja dva desetljeća doživjela su značajan

napredak u pogledu tehnologije i metodologije njihove provedbe. U tom smislu valja

spomenuti daljnji razvoj akustičkih sustava (višesnopni i bočni dubinomjeri, te

autonomna podvodna vozila), uvođenje i razvoj laserskih, elektromagnetskih i satelitskih

sustava.

Nove tehnologije omogućile su gotovo potpunu prekrivenost morskog dna u

području premjera, uz povećanu točnost i brzinu mjerenja, te veliki broj batimetrijskih i

drugih podataka o morskom dnu. Iako nove tehnologije imaju velike prednosti, valja

spomenuti nedostatke i ograničenja, koja se na ovome stupnju tehnološkog razvoja

svode na mjerenja manjih dubina.

22 SONAR je akronim od SOund NAvigation and Ranging.

89

Može se zaključiti kako danas ne postoji jedinstvena klasifikacija batimetrijskih

mjerenja. Ona se prema tehničko-tehnološkim sredstvima mogu podijeliti na klasična,

akustička, laserska, elektromagnetska, satelitska i kombinirana. Prema načinu

određivanja dubine mogu se podijeliti na izravna i neizravna. Kako sam naziv kaže, kod

izravnih mjerenja primjenom različitih sredstava dubina mora mjeri se izravno, dok se

kod neizravnih procjenjuje na osnovi izmjerenih dubina i uz pomoć vrlo složenih

matematičkih modela. Prema obuhvatu mjerenja dubina mogu se podijeliti na

mikrobatimetrijska i makrobatimetrijska. U mikrobatimetrijska mjerenja svrstavaju se

mjerenja dubina različitim sredstvima do dubina mora od 70 metara. Dubina mora od 70

metara uzeta je zbog tehničkih ograničenja suvremenih laserskih sustava.

Makrobatimetrijska mjerenja obuhvaćaju mjerenja na dubinama većim od 70 metara,

gdje se danas mogu koristiti jedino mehanički i akustički uređaji, te satelitski visinomjeri

za procjenu dubina.

Klasična sredstva i metode

U klasična sredstva za mjerenje dubine svrstavaju se ručni dubinomjeri i

dubinomjerni strojevi. Ručni dubinomjeri su bili prva sredstva za mjerenje dubina.

Koristili su se dugi niz godina zbog svoje jednostavnosti. Podaci koji su se dobivali

mjerenjima nisu bili točni, što je dovelo do razvoja dubinomjernih strojeva. Dubinomjerni

strojevi su dubinu mjerili na temelju promjene hidrostatskog tlaka. Danas se ti uređaj ne

koriste.

Ručni dubinomjer

Ručni dubinomjeri upotrebljavali su se vjerojatno već od početka plovidbe.

Sastojali su se od uzice i kamena. Jedinica za mjerenje bio je hvat (eng. fathom). Na

slikama egipatskih i feničkih brodova može se vidjeti na pramcu mjeritelj koji mjeri

dubinu dugom drvenom motkom. U početku nove ere za mjerenje veće dubine

upotrebljavao se poseban konop na kojemu su hvati bili označeni čvorovima. Hvat se

90

dijelio na 6 stopa, jer je stope bilo lakše izmjeriti. Na Slici 23. je prikazan ručni

dubinomjer s podjelom hvati na čvorove.

Slika 23. Ručni dubinomjer s olovnicom s podjelom hvati na čvorove

U 16. stoljeću mnogi su pomorci spominjali dubinomjer, ali ga nitko nije opisivao,

zato što je bio jednostavan i vrlo dobro i davno poznat. Najstariji opis dubinomjera dao

je u 17. stoljeću kapetan John Smith u djelu The Seaman's Grammar. Razlikovao je

dubinomjer za velike dubine, do 150 hvati s podijelom svakih 10 hvati i dubinomjer za

male dubine, podijeljen na 2 hvata s olovnim utegom od 3 do 4 kg koji je u sebi imao

udubinu za loj. Mjerenje većih dubina s ovakvim dubinomjerima trajalo je veoma dugo, a

brod se morao gotovo sasvim zaustaviti. Dubinu od 150 ili 200 hvati mjerilo je do 8 ljudi.

91

Dubina veća od 200 hvati nije se mogla izmjeriti. Uteg je morao biti veoma težak, da

sigurno i brzo povuče konop do dna. Debeli konop zahtijevao je još teži uteg i tako se

pojavljivao nerješiv problem. Zbog toga se na starim pomorskim kartama nalazi upisano

puno dubina gdje su brojke podcrtane. To znači da je uteg bio spušten do te dubine, ali

nije dotakao dno. Dubine dobivene ovakvim mjerenjem bile su netočne.

Slika 24. Uporaba ručnih dubinomjera

Pokušaji usavršavanja ručnih dubinomjera su se događali u XVI. stoljeću. Razni

izumitelji su pokušavali naći način kako bi se izmjerila dubina mora bez konopa.

Zanimljiv je bio dubinomjer što ga je izumio napuljski graditelj Leo Battista Alberti. To je

bila kugla od pluta, a ispod nje težak uteg, pričvršćen na kuku koja je imala oblik obrnute

brojke 7. Kugla je s utegom tonula stalnom brzinom do dna a kad bi uteg udario o dno,

kugla bi se otkačila i isplivala na površinu. Na temelju razlike vremena između trenutka

92

kada je kugla bačena u more i kad je izronila, mogla se izračunati dubina. Taj se izum

nije upotrebljavao u pomorstvu, jer je bilo veoma teško ugledati kuglu baš u trenutku kad

bi izronila. Kugla se ponekad i nije mogla naći na uzburkanom moru. Bilo je i drugih

izuma, ali nijedan se nije održao.

Početkom XIX. stoljeća upotrebljavao se Masseyev dubinomjer. To je bio običan

dubinomjer s utegom i konopom, ali iznad utega nosio je široku kratku cijev i u njoj mali

vijak. Dok bi uteg tonuo, vijak bi se okretao u cijevi i pomicao nazubljeni kotačić

brojčanika. Kad bi stigao na dno, udarac bi iskopčao brojčanik, da se ne prenosi

okretanje vijka na drugu stranu dok se uteg diže iz vode. Kad bi se dubinomjer izvadio iz

vode, na brojčaniku bi se očitala dubina. Dubinomjer je pokazivao samo vertikalno

spuštanje, pa se mogao upotrijebiti i pri umjerenoj brzini broda. Nedostatak mu je bila

primitivna izvedba zbog čega se brzo kvario, pa nije bio šire primjenjivan.

Povećanje brzine brodova uvjetovalo je izradu dubinomjera koji mogu mjeriti

dubine kad brod plovi brzinom od barem 10 čv. Najbolji dubinomjer takve vrste bio je

Burt's Buoy and Niper. Sastojao se od teglja, plovka, dubinomjerske pamučne uzice i

utega. Tegalj je služio za spuštanje plovka iza broda. U unutrašnjosti plovka bio je

malen bubanj s kočnicom. Na bubnju je bio namotan jedan kraj dubinomjerske uzice, a

drugi je visio ispod plovka i nosio uteg. Brod bi, ne smanjujući brzinu, bacio plovak u

vodu iza krme i brzo ispuštao tegalj tako da plovak ostane nepomičan na mjestu. Zbog

težine utega otvorila bi se kočnica, odmotala bi se uzica i uteg bi tonuo do dna. Kad bi

stigao na dno popustio bi vlak na uzici i kočnica bi se zatvorila. Plovak bi se zatim

tegljem dovukao na brod, gdje bi se izmjerilo koliko se odmotalo konopa, i tako bi se

ustanovila dubina. Mjerenje dubine nije bilo precizno jer je izmjerena dubina mjesta bila

daleko iza broda. Nedostatak je bio i plovak, kojeg bi bilo teško dovući na brod pri većoj

brzini.

Zadnje izvedbe ručnih dubinomjera imale su uteg težine od 3 do 10 kg. Uteg je

obješen na konop. Koristi se za mjerenje dubina od 5 do 10 metara. U konop je

upletena tanka poncinčana žica da se previše ne deformira u vodi. Debljina konopa je

od 18 do 20 mm. Podjela na konopu je decimetarska. Decimetri su označeni uskom

kožnom trakom, a metri posebnim oznakama. Ručnim dubinomjerom se najčešće mjere

dubine iz brodica. Tijekom mjerenja treba paziti da se dubinomjer baca naprijed u

93

pravcu vožnje na zadanoj liniji profila, tako da u trenutku mjerenja konop bude ravno

ispod brodice.

Treba napomenuti da je ručni dubinomjer danas vrlo rijedak instrument, te se

stoga u praksi najčešće upotrebljava čelična vrpca ili plastificirana vrpca s utegom, koja

ima centimetarsku podjelu. Ručni dubinomjer je zamijenjen ultrazvučnim dubinomjerima,

pa je njegova primjena najčešće svedena na postupak kalibracije ultrazvučnih

dubinomjera i mjerenje manjeg broja dubina u plitkim vodama.

U skupinu ručnih dubinomjera svrstava se i hidrografska (sondna) motka. To je

okruglasta drvena motka duljine 5 metara, debljine 4-6 centimetara. Motka (letva) je

podijeljena na decimetre koji su naizmjenično obojeni bijelom i crvenom bojom, dok je

svaki metar označen crvenom brojkom. Na kraju koji ulazi u vodu motka završava

tanjurastim željeznim naglavkom, koji omogućava da motka zauzme vertikalan položaj a

ujedno sprječava da ulazi u dno. Ovom se motkom mogu mjeriti dubine do 5 metara.

Hidrografska motka se koristi za mjerenje dubina neposredno uz obalu ili u lukama

(mjerenje dubina neposredno uz pristaništa ili za kontrolna mjerenja pri korištenju

ultrazvučnih dubinomjera).

Dubinomjerni strojevi

Dubinomjerni strojevi su uređaji koji su mjerili dubinu morske vode na temelju

promjene hidrostatskog tlaka. Prvi pokušaj mjerenja dubine na taj način je bilo

upotrebom Ericsonova dubinomjera, koji se spuštao na tankom konopu izravno s broda.

Sastojao se od jedne staklene cjevčice kojoj je donja strana bila otvorena, a gornja

zatvorena. Na otvorenom kraju nalazio se mali ventil koji je propuštao vodu u cjevčicu,

ali voda iz nje nije mogla izlaziti. Staklena cjevčica bila je uvučena u mjedenu zaštitnu

cijev i vezana uz konop dubinomjera iznad utega. Kako bi cijev tonula, rastao bi

hidrostatski tlak, a voda bi sve više prodirala i stiskala zrak u cjevčici. Kada bi se

dubinomjer izvukao iz vode, izmjerila bi se visina vode u cjevčici i po tome bi se odredila

dubina. Ta vrsta dubinomjera je bila dosta dobra. Dubina se mjerila neovisno o konopu,

koji je mogao stajati i koso prema morskom dnu. Glavno je bilo da uteg stigne do dna i

izmjeri tlak vode na dnu. Jedini nedostatak je bio nesiguran ventil koji je ponekad

94

smanjivao ulazak vode u cijev ili bi pri izvlačenju puštao vodu pa bi se izvukla prazna

cijev.

Uvođenjem brodskog parnog pogona zahtijevalo se usavršavanje dubinomjera.

To je uspješno proveo William Thomson (Lord Kelvin) kome je postavljen zadatak da

konstruira dubinomjer čiji će uteg brzo potonuti do dna, koji će sa sigurnošću odrediti

dubinu i koji će se dovući na brod bez poteškoća, a da se ne mora smanjiti brzina broda

(Slika 24.). Thomson je upotrijebio tanku glasovirsku žicu. Prvi pokusi rađeni su na

najbržem parobrodu toga doba Britannici. Žica je 1878. godine propisana na svim

dubinomjerima za brze parobrode, čime je bilo omogućeno mjerenje dubine do 130

hvati pri brzini broda do 16 čv. Thomson je za indikator upotrijebio staklenu cjevčicu

kojom bi mjerio tlak vode na morskome dnu. Na donjoj otvorenoj strani cjevčice nije

postavio ventil već ju je ostavio otvorenu. Visina do koje bi voda prodrla u cjevčicu

određivala se po promjeni boje unutrašnje stijenke koja je bila premazana kemikalijom.

Budući da se žica nije mogla vući rukom, Thomson je upotrijebio specijalno vitlo koje se

okretalo sa dvije ručke, a žica bi se veoma brzo namatala. Bubanj bi istodobno

sprječavao da se žica zamrsi i ne stvara vitice. Kasnije se umjesto glasovirske žice

koristila tanka čelična uzica promjera 1-1,5 mm ispletena od nekoliko veoma tankih

čeličnih žica. Taj se prvi Thomsonov dubinomjer neprekidno usavršavao.

95

Slika 25. Thomsonov dubinomjer iz 1872. godine

Zadnja inačica Thomsonova dubinomjera je imala 10 kilograma težak uteg

duguljasta oblika s utaknutom dugom čeličnom šipkom. Šipka je na vrhu bila savijena i

tvorila željezno oko. Za oko se vezao tri metra dug konop, a na njega je bila privezana

zaštitna mjedena cijev, koja je na na gornjem i donjem kraju bila probušena. Cijev se s

gornje strane mogla otvoriti i u nju se stavljala staklena cjevčica, tzv. Thomsonov

indikator. Staklena cjevčica je bila veoma uska i s obje strane zatvorena. Iznutra je bila

96

obložena srebrenim kromatom smeđe boje. Pri mjerenju bi se jedan kraj cjevčice

odrezao posebnom pilom. Kad bi se cjevčica s utegom spustila u dubinu, hidrostatski

tlak bi neprekidno rastao, a morska voda bi sve dublje prodirala u nju i tlačila zrak koji se

nalazi u cjevčici. Voda bi najdublje prodirala u cijev kad bi uteg stigao do morskog dna.

Natrijev klorid iz morske vode bi djelovao na srebni kromat u cijevi i pretvario ga u bijeli

srebni klorid. Natrijev kromat koji bi nastao reakcijom bi se se otopio u morskoj vodi dok

bi se dubinomjer izvlačio iz mora. U cijevi bi ostao samo bijeli srebni klorid do one visine

dokle je prodrla morska voda. Nakon završena mjerenja, uteg bi se dignuo na palubu,

otvorila bi se mjedena cijev i iz nje bi se izvukla staklena cjevčica. Cjevčica bi se položila

na gradiranu daščicu i na ljestvici bi se pročitala dubina na onome mjestu gdje je smeđi

kromat prešao u bijeli klorid. Mogle su se mjeriti dubine do 180 m pri brzinama od 15 čv.

Mogao se upotrebljavati i za mjerenje većih dubina, ako bi brod stajao na mjestu, ali se

tada ne bi upotrebljavao Thomsonov indikator već bi se dubina mjerila prema dužini

istekle žice. Kazaljka brojila na kućištu dubinomjerne naprave bi pokazivala koliko se

žice odmotalo. Thomsonov dubinomjer je imao dva nedostatka. Trebalo je imati mnogo

cjevčica i točnost mjerenja se smanjivala pri većim dubinama.

Warluzelow dubinomjer počivao je na principu Boyle – Mariotte-ova zakona:

''Količina plinova koji se mogu utisnuti u neku posudu stalnog volumena proporcionalna

je tlaku pod kojim se plinovi utiskuju''. Dubinomjer je imao posudu za zrak stalnog

volumena. Količina zraka što je ulazila u posudu prilikom spuštanja utega bila je

proporcionalna tlaku. Kad bi se uteg dizao, zrak bi se opet širio, sve dok se unutrašnji

tlak nije izjednačio s vanjskim atmosferskim. Dubinomjer je imao vanjsku cijev od

prozirna celuloida s razdiobom od 0 do 200 m. Cijev je s donje strane bila zatvorena

čepom na vijak, kako bi se otvorila i očistila. S gornje je strane bila stalno i čvrsto

zatvorena, a kroz čep bi prolaze dvije kapilare. Nivelatorska kapilara sa zatvorenom

kapicom s gornje strane služila je za regulaciju razine, a druga kapilara koja je bila

otvorena, služila je za dovod zraka kad bi uteg potonuo, te kao odušnik kad bi se uteg

podigao na brod. Indikatorska se cijev nalazila u tijelu utega, a držao ju je nepropusni

čep i spiralno pero. Uteg je imao s gornje strane otvor i kanal kojim je morska voda

ulazila u nju. Indikatorska cijev bi se napunila slatkom vodom do nivelatorske kapilare i

uvila čep. Zrak koji bi ostao u cijevi bi imao normalni atmosferski tlak. Kad bi uteg

97

potonuo zrak iz njegova tijela bi ušao kroz drugu kapilaru u indikatorsku cijev i tlačio

zrak koji se u njoj nalazio. Kad bi uteg stigao na dno morska voda bi prestala ulaziti u

njega, jer bi unutrašnji tlak bio jednak vanjskom hidrostatskom tlaku morske vode. Kad

bi se uteg dizao hidrostatski tlak bi padao, a zrak bi se se u indikatorskoj cijevi širio i

potiskivao vodu kroz odušnu kapilaru. Istodobno bi iz utega izlazio i zrak u more. Kad bi

se uteg izvadio iz vode zrak bi se prestao širiti i voda bi u indikatorskoj cijevi ostala na

visini koja odgovara izmjerenoj dubini. Razina vode bi se gledala kroz ljestvicu koja daje

dubinu. Warluzelov dubinomjer je bio dobar, ali se upotrebljavao samo u francuskoj

mornarici. Drugi pomorci su ga manje upotrebljavali jer je bio nepraktičan.

98

SUVREMENA TEHNIČKO-TEHNOLOŠKA SREDSTVA I METODE U BATIMETRIJI

Razvoj tehničko-tehnoloških sredstava doveo je do stvaranja novih suvremenih

metoda prikupljanja batimetrijskih podataka. U nastavku se analiziraju ta sredstva i s

njima povezane odgovarajuće metode.

Akustička sredstva i metode

Akustička sredstva za mjerenje dubina koriste načela penetracije i propagacije

ultrazvučnih valova kroz vodu, te njihove refleksije od morskog dna. Razvoj akustičkih

sredstava prošao je kroz nekoliko faza. U prvoj fazi razvijana su sredstva koja su mjerila

dubinu mora korištenjem zvučnih valova. U drugoj fazi razvijena su sredstva koja su

koristila ultrazvučne valove za mjerenje dubina. Kasnijim razvojem došlo je do

konstrukcije nekoliko tipova višesnopnih ultrazvučnih dubinomjera.

Mjerenje dubina zvukom

Za mjerenje dubine zvukom potrebno je poznavati brzinu zvuka i izmjeriti vrijeme

njegova putovanja kroz vodni stupac. Mjerenje dubine zvukom temelji se na mjerenju

vremenskog intervala između emisije zvučnog impulsa i povratka jeke od morskog dna.

Dubina se može izračunati iz sljedeće relacije:

Gdje je:

c - brzina zvuka u vodi (oko 1500 m/s)

- vremenski interval između odašiljanja i prijema signala

Princip mjerenja morske dubine zvukom sastojao se u tome da se eksplozijom

bombe, udarom malja ili vibracijama membrane proizvodio niz zvučnih valova na

površini mora. Ti su se valovi koncentrično rasprostirali na sve strane oko izvora zvuka.

99

Širili bi se prema dnu, odbili bi se od morskog dna i kao valovi jeke vratili na površinu. Iz

poznate brzine širenja zvuka u vodi i izmjerenog vremena koje je proteklo dok je zvuk

prevalio put od površine do dna i jeke od dna do površine, mogla se izračunati dubina

mora.

Pri konstrukciji zvučnih dubinomjera trebalo je poznavati brzinu širenja zvuka u vodi i

riješiti problem mjerenja veoma kratkog vremena od nekoliko desettisućitih dijelova

sekunde. Ako bi temperatura bila 15ºC, a slanost vode 34‰, srednja brzina širenja

zvuka u morskoj vodi bi iznosila 1500 m/s. Za točna hidrografska mjerenja, obično za

dubine veće od 200 m, bilo je potrebno za postojeće uvjete uzeti u obzir popravak, koji

se dobiva iz posebnih tablica. Osnovni problem kod zvučnih dubinomjera bio je

konstruirati odgovarajući izvor zvuka. Za izvore zvuka koristile su se malene bombe i

mehanizam s batom i membranom.

Malene bombe (bombice) bile su izrađene tako da bi u morskoj vodi tonule

brzinom od 2 m/s. Bombica bi eksplodirala kad bi dodirnula dno. Dubina se mogla

izračunati ako bi se broj proteklih sekundi, od trenutka kad bi bombica pala u vodu pa do

trenutka kad bi se začula eksplozija, pomnožio sa dva. Ovim načinom mjerenja potpuno

se zanemarilo vrijeme koje bi proteklo da zvuk dođe od morskog dna do površine. Zvuk

eksplozije se primao podvodnim mikrofonom.

Razni izumitelji su pokušavali naći način kako bi se izmjerilo relativno kratko

vrijeme potrebno zvučnom signalu da prevali put od morskog dna do broda. Bohm je

prvi našao rješenje sa svojim kronomikrometrom. Izvor zvuka bila je bombica koja se

aktivirala ispod oplate broda. Kronomikormetar je bio smješten na zapovjednom mostu,

a na podvodnom dijelu broda su se nalazila dva mikrofona, po jedan na svakom boku.

Na mostu je bio smješten i proizvođač zvuka. To je bio obarač, dug kabel za električno

paljenje i bombica, koja bi se na kabelu spustila u vodu. Kad bi bombica eksplodirala,

zvučni val bi došao do mikrofona i prekinuo krug elektromagneta. Elektromagnet bi

ispustio disk, koji bi se pod snagom pera počeo okretati. Akustički val koji se proizveo

bombicom na površini mora, bi se širio prema dnu, odbio se i vratio kao jeka k

mikrofonu, gdje bi prekinuo krug elektromagneta, koji bi u tom trenutku ispustio kočnicu i

zaustavio disk. Zajedno s diskom bi se okretalo i zrcalo, a kad bi se zaustavilo, osvijetlilo

bi na ljestvici onu brojku razdiobe koja odgovara dubini. Izmjerena dubina bi ostala

100

osvjetljena na ljestvici sve dok se ponovno ne uključe oba elektromagnetska kruga.

Tada bi prvi elektromagnet otvorio kočnicu, a drugi bi vratio disk natrag u početni

položaj, kako bi se mogla mjeriti nova dubina. Za kontrolu točnosti postojao je kontrolni

kronomikrometar ugrađen u kućište dubinomjera, koji je davao uvijek istu tzv. kontrolnu

dubinu. Veliki nedostatak prvog Bohmova zvučnog dubinomjera su bile bombice koje je

trebalo spuštati sa zapovjednog mosta do dubine od oko 50 cm ispod površine mora. To

je bio nepraktičan i opasan posao. Bohm je zbog toga svoj dubinomjer neprekidno

usavršavao i konačno izradio novi tip, koji je proizvodio zvuk maljem. Ovaj dubinomjer je

mjerio manje dubine, jer bi udarac maljem proizvodio slabe zvukove. Za veće dubine još

su se upotrebljavale bombice.

Zvučni dubinomjer koji je neprekidno mjerio dubine predstavljao je posebnu

konstrukciju ovoga tipa dubinomjera. Vrijeme se mjerilo okretajućom pločom. Motor bi

osovinu ploče okretao jednoličnom brzinom. Pri svakom okretu kolo bi svojim palcem

utisnulo pero, a kad bi ono odskočilo, prekinuo bi se krug struje koji je držao malj. Pod

silom pera malj bi udario u membranu i tako izazvao zvuk u predajniku. Jeka bi se s

morskog dna vratila k mikrofonu. Mikrofonsku struju je pojačavalo dvocijevno pojačalo.

Pojačana struja bi prolazila primarnim navojem transformatora, a sekundarni navoj

transformatora je bio spojen sa dvije četkice i neonskom žaruljom. Neonska žarulja bi

zasvijetlila u trenutku kad bi jeka stigla na mikrofon. Žarulja je bila smještena na prorez

neprozirne ploče. U trenutku kad bi prorez na ploči prošao kroz nulu podjele, prekinula

bi se struja koja drži malj i on bi udario. Kad bi se jeka čula, žarulja bi zasvjetlila iza

proreza, koji bi u tom trenutku došao baš na ono mjesto podjele koje bi odgovaralo

dubini. Područja mjerenja dubine ovim dubinomjerom su bila do 250 m. Postojala je i

druga izvedba ovog zvučnog dubinomjera i to za velike dubine koji je imao sve dijelove

za mjerenje dubine do 250 m, ali je umjesto električnog malja imao membranski

predajnik.

Temeljni nedostatak zvučnih dubinomjera ogledao se u činjenici da se zvuk

koncentrično širi u odnosu na izvor. Takvo širenje onemogućava usmjeravanje zvučnog

vala (okomito prema dolje). Iz tog razloga zvučni val koji dospije do najbliže prepreke

reflektira se i vraća u prijemnik u obliku jeke. Ako se najbliža prepreka nalazi okomito

ispod broda onda će se u prijemnik prvi vratiti signal jeke na temelju kojega će se

101

izmjeriti točna dubina ispod broda. Međutim, ako se najbliža prepreka nalazi po boku

broda, prvi će se vratiti signal jeke s te prepreke i uređaj će izmjeriti tu najmanju dubinu,

koja ne predstavlja stvarnu dubinu ispod broda. Iz tog razloga napušten je razvoj

zvučnih dubinomjera i prešlo se na razvoj ultrazvučnih dubinomjera.

KARAKTERISTIKE ZVUČNIH VALOVA

Kako bi mjerenje dubine ultrazvučnim dubinomjerima bilo točno potrebno je

poznavati karakteristike, načela propagacije i brzinu ultrazvuka u morskom mediju. U

nastavku se analiziraju kakakteristike, propagacija i brzina ultrazvučnih valova te utjecaj

fizikalnih svojstava morske vode na ultrazvučne valove.

Fizikalne karakteristike zvuka

Zvučni val sadrži mehaničku energiju i predstavlja osciliranje zvučnog polja

određenom frekvencijom. Frekvencija je jedna od temeljnih fizikalnih karakteristika

zvuka. Na temelju frekvencije zvuka definiran je frekventni spektar zvučnih valova

prema sljedećem:

- < 20 Hz – infrazvuk,

- 20 Hz do 20 kHz – zvuk,

- > 20 kHz – ultrazvuk.

U dijelu frekventnog spektra između 20 Hz i 20 kHz je čujno područje. Ljudsko

uho ne može čuti zvukove u području infrazvuka i ultrazvuka.

Temeljne fizikalne karakteristike zvučnih valova (Slika 26.) su frekvencija, valna

duljina i ciklus (period). One su predstavljene sljedećim odnosima:

- c=f*λ [m/s], λ=c/f [m, cm, mm] i T=1/f [m, cm, mm]

Gdje je

c - brzina zvuka u vodi (oko 1500 m/s)

f – frekvencija

102

λ – valna duljina

T – period

Iz ovih izraza proizlazi:

- što je veća frekvencija, manja je valna duljina,

- što je veća frekvencija, manji je period vala.

Osnovne fizikalne karakteristike zvučnog vala definiraju se na sljedeći način:

- frekvencija – broj promjena u jedinici vremena (broj ciklusa vala),

- valna duljina – prostorni razmak (najkraća udaljenost) između dva susjedna

vrha ili dola vala (udaljenost koju val prijeđe tijekom jednog perioda)

- amplituda – maksimalno napredovanje od nulte vrijednosti,

- ciklus (period) – potpuna izmjena od vrha do vrha vala (ili od dola do dola

vala).

Slika 26. Fizikalne karakteristike vala

103

Ako je c=1500 m/s:

- za frekvenciju od 10 Hz valna duljina je 150 m,

- za frekvenciju od 1 kHz valna duljina je 1.5 m,

- za frekvenciju od 1 MHz valna duljina je 0.0015 m,

O ovim karakteristikama ovisit će, pored ostalog i dimenzije primopredajnika

dubinomjera.

Zvuk u svim medijima predstavlja mehaničko titranje. Ista je situacija i sa

propagacijom zvuka u vodi. Širenje zvučnih titraja događa se zbog elastičnih svojstava

medija (elastične veze između čestica medija). Lokalne kompresije i dilatacije šire se od

jedne do druge susjedne točke medija. Na taj način zvuk se širi od jedne do druge

čestice medija, udaljavajući se od izvora. Brzina širenja tih titraja u mediju definira se

kao brzina zvuka.

Zvuk je mehanički val koji stvara silu. Ta sila djeluje na jedan sloj elastičnog

medija. Zbog djelovanja te sile dolazi do pomaka čestica elastičnog medija. U sloju

medija koji je izložen mehaničkoj sili poveća se gustoća i tlak. Taj tlak, uzrokovan

djelovanjem sile, naziva se akustički tlak i predstavlja mjeru koja se koristi u podvodnoj

akustici. Elastične veze medija dovode do toga da se akustički tlak prenosi sa jednog na

susjedni sloj medija, dok se tlak i gustoća u prethodnom sloju medija vraćaju u

ravnotežno stanje. Prenoseći silu sa jednog na drugi sloj, zbog postojanja akustičkog

tlaka, zvuk se širi kroz medij i udaljava od izvora.

O mehaničkim svojstvima medija ovisi brzina zvuka. Mehanička svojstva medija

važna za brzinu propagacije zvučnih valova su gustoća i elastičnost medija. Zbog veće

gustoće tekućina, zvuk se u njima širi većom brzinom nego u plinovima. U morskoj vodi

brzina zvučnih valova je približno 1500 m/s. Budući da gustoća morske vode varira

(ovisno o temperaturi, slanosti i tlaku), brzina zvuka u morskoj vodi varira od 1450 do

1550 m/s. U morskom sedimentu brzina zvuka varira, ovisno o gustoći sedimenta, od

1500 do 2000 m/s. Brzina zvuka u zraku je približno 340 m/s. U homogenoj

beskonačnoj tekućini zvučni val širio bi se konstantnom brzinom. U realnoj tekućini (npr.

morska voda) na propagaciju zvuka utječe cijeli niz čimbenika pa zbog njihova utjecaja

dolazi do refleksije (odbijanja), refrakcije (savijanja i loma), difrakcije (ogiba), difuzije

104

(raspršenja) i slabljenja zvuka. Te pojave se događaju zbog toga što morska voda nije

homogena, tj., nema istu gustoću, nego postoje različiti slojevi i granice unutar tih

slojeva. Dakle, zbog fizikalnih i kemijskih svojstava morske vode javljaju se gore

navedene pojave tijekom širenja zvučnog vala u morskoj vodi.

Refleksija zvuka

Refleksija zvuka nastaje kad se na putu zvučnog vala u mediju nađe područe

različite gustoće (akustičke impedancije – svojstvo sustava da na sinusoidalnu pobudu

daje sinusoidalni odgovor) koje je veće od valne duljine zvuka. Upadni i reflektirani val

zatvaraju s okomicom na ravninu refleksije jednake kuteve, tako da je kut upadanja

jednak kutu odbijanja. Svojstvo refleksije koristi se kod mjerenja dubine na način da

predajnik dubinomjera emitira zvučni val koji se reflektira od prepreka u moru,

djelomično se vrati u prijamnik i donosi informacije o preprekama. Prilikom nailaska na

prepreku dio energije zvučnog vala se gubi, pa mu slabi amplituda, a može se dogoditi,

ovisno o mehaničkim svojstvima prepreke da reflektirani val promijeni fazu. Kut

refleksije zvučnog vala ovisit će i o obliku prepreke (Slika 27). Ravni zvučni val koji se

giba medijem i upada pod nekim kutom na veliku (veliku u odnosu na valnu duljinu),

tvrdu površinu, reflektira se pod istim kutom (a). Refleksija na konveksnoj površinu

izaziva difuziju (b), a refleksija na konkavnoj površini izaziva fokusiranje (c).

Slika 27. Refleksija ravnih zvučnih valova od prepreka različitih oblika

105

Refrakcija zvuka

Refrakcija je skretanje zvučnih valova koje se javlja zbog promjene brzine širenja

zvuka u mediju (voda), a može biti uzrokovana promjenom gustoće u vodenom stupcu.

Ako je promjena smjera zvučnog vala kontinuirana govorimo o savijanju zvučnog vala.

U slučaju savijanja zvučnog vala mijenja se brzina zvuka. Zvučne zrake savijaju se na

stranu na kojoj je brzina zvuka manja, jer je na toj strani manja i gustoća medija. U

pravilu se pod pojmom refrakcija podrazumijeva lom zvučnog vala. Lom nastaje kad val

dospije na granicu dvaju slojeva različite gustoće. Pri tome se zvuk širi različitom

brzinom a lom se događa na granici dvaju slojeva. Za lom vrijedi Snell-ov zakon o

jednakosti odnosa brzine zvuka i odnosa sinusa upadnog kuta loma vala. To znači, kad

val upada iz medija s manjom brzinom širenja u medij s većom brzinom širenja, kut

širenja vala u odnosu na okomicu na granicu između dva medija se povećava. Zvučni

val ima samo istu frekvenciju u oba medija; budući da se brzina vala mijenja, mijenja se

i valna duljina.

Ako postoje dva medija u kojima brzina širenja zvuka nije jednaka, poput različitih

dubina u stupcu morske vode, i označena su kao c1 i c2 tada prema Snellovom zakonu

vrijedi: ako je c1>c2 tada će smjer širenja akustičnih valova biti promijenjen tako da će

upadni kut u drugi medij biti manji od početnog kuta odašiljanja zvuka. Ako je slučaj

obrnuti, dakle c2<c1, upadni kut će biti veći od početnog kuta odašiljanja. Ako nema

nikakvih promjena širenja brzine u vodenom stupcu tada nema ni promjene kuta upada

zvučnog vala (Slika 28.).

Slika 28. Primjer refrakcije zvuka pri prelasku u morske slojeve različitih fizičkih osobina

106

Difrakcija zvuka

Difrakcija (ogib) je sposobnost zvučnog vala da zaobilazi prepreke (Slika 29).

Ova pojava je dokaz valne prirode zvuka.

Slika 29. Difrakcija zvuka

Zvučni val se ogiba (obilazi) oko prepreke na putu širenja ukoliko je prepreka

bitno manja od valne duljine. Ako je prepreka bitno veća, iza nje nastaje zvučna sjena.

Difuzija (raspršenje) zvuka

Difuzija zvuka je pojava sekundarnog zvučnog polja zbog difrakcije na

preprekama, nehomogenim slojevima ili neravnim granicama sredstva (Slika 30).

Nastaje kad su akustičke impedancije prepreke i sredstva različite. Raspršeni zvuk širi

se od prepreke na sve strane. Do ove pojave dolazi na preprekama kojima su dimenzije

manje od valne duljine zvuka. Krute prepreke (nečistoće u vodi) slabo raspršuju zvuk,

dok mjehurići zraka mogu izazvati znatna raspršenja zvuka. Velika koncentracija

mjehurića u vodi može znatno promijeniti uvjete širenja zvuka u vodi.

107

Slika 30. Difuzija zvuka

Atenuacija (slabljenje zvuka)

Jakost zvuka slabi s povećanjem udaljenosti od izvora. Pojava slabljenja zvuka

naziva se atenuacija i ona predstavlja gubitak energije zvučnog vala. Ova pojava se

događa zbog:

- apsorpcije,

- sfernog širenja fronte vala (udaljavanjem od izvora zvučna energija širi se na

sve veći broj čestica morske vode a amplituda titranja se smanjuje),

- raspršivanja (dio zvučne energije raspršuje se u nehomogenom sredstvu pa

se raspršeni zvuk širi u smjerovima koji se ne podudaraju s početnim

smjerom),

- refleksije (dio zvučne energije gubi se zbog promjene smjera i dužine puta

zvučnih valova) i

- gušenja (dio zvučne energije pretvara se u toplinsku).

Apsorpcija je rezultat odvajanja i spajanja nekih molekula u vodenom stupcu.

Magnezijev sulfat (MgSO4) je najveći uzrok apsorpcije u morskoj vodi. Količina

apsorpcije ovisi o fizikalnim i kemijskim svojstvima morske vode kao i o frekvenciji zvuka

koji se odašilje. Iz Slike 31. vidljivo je da se pri frekvencijama višim od 100 kHz

koeficijent apsorpcije povećava proporcionalno porastu temperature, stoga je očekivano

da domet dubinomjera varira ovisno o temperaturi vode.

108

Slika 31. Koeficijent apsorpcije pri temperaturama vode od 5, 10, 15 i 20°C

Sferno širenje ovisi o geometriji; kod prostornog kuta23 akustična energija se širi

na sve veći prostor kako se povećava udaljenost od izvora. U jednadžbu sonara se

uvrštavaju i gubici zbog apsorpcije kao i zbog sfernog širenja. Gubici signala nastali

zbog raspršivanja ovise o količini čestica u vodenom stupcu koje su dovoljno velike kako

bi vraćale signal na prijamnik, a najčešće su to morski organizmi (nakupine planktona)

koji se nalaze na određenoj dubini gdje je raspršivanje signala najizraženije.

23 Prostorni kut je dvodimenzionalni kut u trodimenzionalnom prostoru, a označava se grčkim slovom omega (Ω)

109

FIZIKALNE KARAKTERISTIKE MORSKE VODE I UTJECAJ NA

PROPAGACIJU I BRZINU ULTRAZVUČNIH VALOVA

Akustički valovi (zvučni ili ultrazvučni) dobro prodiru i šire se u svim vrstama

elastičnih medija koji mogu vibrirati kada su izloženi određenom tlaku. Nakon što

akustički val naiđe na prepreku, određeni dio energije tog vala reflektira se prema izvoru

iz kojega je emitiran. Ova svojstva koriste uređaji za određivanje dubine.

Za točno određivanje dubine nužno je određivanje brzine zvuka u morskom mediju.

Određivanje brzine zvuka je najkritičniji čimbenik u mjerenju dubine ultrazvučnim

dubinomjerima. Brzina zvuka u morskom mediju varira ovisno o gustoći i elastičnim

svojstvima morske vode. Elastična svojstva morske vode primarno su u funkciji

temperature i slanosti morske vode. Zbog varijacija u temperaturi, slanosti, tlaku i

gustoći morske vode s promjenom dubine brzina zvuka nije konstantna. Učinak tih

varijacija na brzinu zvuka u morskoj vodi može biti značajan.

Opće značajke

Na brzinu zvuka u moru utječe cijeli niz čimbenika, od kojih su najznačajniji gustoća i

tlak morske vode. Ako se isključi utjecaj temperature i slanosti, brzina zvuka je veća što

je dubina mora veća. Odatle slijedi da brzina zvuka raste s dubinom.

Kad bi morska masa od površine do dna imala jednaku temperaturu i ako se

zanemare svi drugi utjecaji na brzinu zvuka, tada bi se zvučni valovi prostirali pravocrtno

od izvora zvuka. Ova pojava je moguća, ali se rijetko događa (češća je zimi nego ljeti).

Budući da se temperatura mora mijenja po dubini zvučni valovi pri prolasku kroz slojeve

različite temperature mijenjaju smjer.

Brzina zvuka se povećava s povećanjem slanosti. Ljeti je zbog isparavanja

površinski sloj morske vode zasićeniji solima, pa se u tome sloju povećava brzina.

Suprotna pojava događa se zimi, kada slanost površinskog sloja opada.

Hidrološka svojstva morske vode utječu na propagaciju zvučnih valova. Ovdje valja

posebno spomenuti doticaj slojeva različite gustoće, dotok slatke vode u more, te dotok

110

različitih čestica organskog ili anorganskog podrijetla. Svi navedeni hidrološki čimbenici

mogu dovesti do refleksije, disperzije ili slabljenja zvučnog vala u moru.

Temeljem navedenog, slijedi da je propagacija zvuka u moru složena pojava, jer

morska masa nije homogena. Iz tog razloga ne postoje točni matematički izrazi za

određivanje brzine zvuka u moru. Međutim, postoje približni izrazi za izračun brzine

zvuka, dobiveni eksperimentalnim i teoretskim istraživanjima. Jedan od takvih izraza je i

Wilsonova formula:

gdje je:

c - brzina širenja ultrazvučnih valova u vodi [m/s]

T - temperatura vode [°C]

S - slanost [‰]

Pored Wilsonove formule, postoje i drugi eksperimentalni izrazi koji se koriste pri

matematičkom izračunu brzine zvuka. Ako se uzme i dubina u obzir dolazimo do

sljedećeg izraza:

gdje je:

c - brzina širenja ultrazvučnih valova u vodi [m/s]

T - temperatura vode [°C]

S - slanost [‰]

D - dubina [m]

Temperatura i slanost nisu konstantne veličine i ne mijenjaju se linearno s dubinom.

Njihove varijacije mogu biti značajne, pa su značajne i promjene brzine zvuka. Promjene

temperature i slanosti ovise o području, godišnjem dobu te dobu dana i noći. Jedino je

promjena tlaka u moru linearna, jer tlak ujednačeno raste s povećanjem dubine.

111

Eksperimentalno su utvrđene vrijednosti promjene brzine zvuka, promjenom

fizikalnih faktora. Te promjene prikazane su u Tablici 4.

Tablica 4. Promjene brzine zvuka u odnosu na jedinične promjene fizikalnih faktora

Fizikalni faktor Temperatura Slanost Tlak

Promjena fizikalnog faktora 1°C 1 ‰ 1 bar

Promjena brzine zvuka % 0.23 0.083 0.012

m/s 3.3 1.2 0.18

Iz Tablice je vidljivo da pojedinačno najveći utjecaj na promjenu brzine zvuka ima

promjena temperature. Međutim, u obzir se moraju uzeti i promjena slanosti i tlaka,

osobito zato što se nakon određene dubine, temperatura počinje znatno manje mijenjati,

dok tlak, ima stalnu promjenu te njegov utjecaj na promjenu brzine zvuka može biti

značajan, osobito na većim dubinama.

Utjecaj promjene temperature mora na brzinu zvuka

Morska voda se zagrijava najviše zbog djelovanja sunčeve radijacije. Sunčeva

radijacija zagrijava vodenu masu. Intenzitet zagrijavanja ovisi o geografskoj širini. Pored

sunčeve radijacije, u znatno manjoj mjeri na zagrijavanje mora utječe i temperatura

proizvedena kemijskim, biološkim i drugim procesima. Toplinska energija, koji primi

vodena masa troši se na zračenje morske površine, prijenos topline na donje slojeve

atmosfere, evaporaciju i dr. Termalni procesi su najintenzivniji na površini mora. Manji

dio toplinske energije prenosi se difuzijom iz površinskog sloja do nekoliko centimetara

u dubinu. Prijenos topline u dublje slojeve odvija se vertikalnim miješanjem i

djelovanjem morskih struja i vjetra.

Globalno gledajući, temperatura morske vode opada od površine prema morskome

dnu, ali postoje brojne lokalne varijacije. Te varijacije ovise o prostoru i vremenu.

Najveće vrijednosti tih varijacija su na površini mora i u površinskim slojevima. Varijacije

temperature opadaju s dubinom. Temperatura mora na površini varira ovisno o

geografskom položaju, godišnjem dobu i dobu dana. U površinskim slojevima te

112

varijacije ovise o miješanju slojeva vode različite temperature, zagrijavanju površine,

morskim strujama i vanjskim utjecajima. Ispod određene dubine prosječna temperatura

mora je stabilna, vrlo sporo opada s porastom dubine i ne varira značajno od jednog do

drugog mjesta. Takva područja nalaze se na različitim dubinama. Obično se u oceanima

takva područja nalaze na dubinama od oko 1000 metara, dok se u plićim zatvorenim

morima, kao što je Sredozemno, takva područja nalaze na dubinama između 100 i 200

metara. Iz tog razloga teško je odrediti prosječni temperaturni profil, jer on ovisi o

lokalnim varijacijama. Raspodjela i promjena temperature je vrlo kompleksna i ne može

se predvidjeti s potpunom točnošću. Kolebanje temperature u stupcu vode je također

složeno. Promjena brzine zvuka s promjenom temperature nije linearna. Kad se u obzir

uzmu raspodjela i promjena temperature, kolebanje temperature i promjena brzine

zvuka, proizlazi da je teško odrediti profil promjene brzine zvuka s promjenom

temperature. Takva nepredvidivost zahtijeva razumijevanje raspodjele brzine zvuka,

vremenski i prostorno, kako bi se zadržala vjerodostojnost podataka dobivenih

ispitivanjima određenog područja.

Kako je već rečeno, temperatura mora opada s dubinom, ali postoje i obrnute

situacije, kada temperatura mora raste s dubniom. Tako razlikujemo pozitivni i negativni

temperaturni gradijent. Ovi gradijenti utječu na promjene brzine zvuka, te na refrakciju

zvuka.

Temperatura mora mijenja se od površine prema dnu. Najintenzivniji procesi izmjene

i prijenosa topline događaju se u površinskom sloju i postupno slabe s porastom dubine.

U ljetnim mjesecima površinski sloj se jako zagrije a u dubljim slojevima se zadržava

približno stalna godišnja temperatura. Tada se stvara jedan sloj u kojemu dolazi do

naglih promjena (pada) temperature. Taj sloj zove se termoklina.24 Termoklina

predstavlja naglu promjenu temperature. Ona se počinje stvarati u toplom dijelu godine.

Termoklina može biti dnevna (nastaje u površinskom sloju), sezonska (obično nastaje u

24 Termoklina je sloj u jezerima, morima ili oceanima u kojem se temperatura naglo mijenja s dubinom. Najčešće odjeljuje površinski sloj više temperature od dubljih slojeva niže temperature. U oceanima se javlja stalna termoklina koja može obuhvaćati dubine od 100 do više od 1000 metara, ovisno o položaju. Tijekom ljeta stvara se sezonska termoklina na dubinama između 10 i 100 metara; tijekom zime ona u morima i oceanima izostaje, a u jezerima može biti nadomještena inverznom termoklinom. Za mirnih dana iznad sezonske termokline može se razviti i dnevna termoklina. ["Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr , 2016]

113

toplom dijelu godine) i stalna. Dubina na kojoj se nalazi, te debljina sloja kao i

temperaturni gradijent unutar termokline variraju ovisno o cijelom nizu čimbenika.

Povećanjem dubine, raspon od minimalne do maksimalne temperature se smanjuje.

Na površini mora razlika između minimalne i maksimalne temperature može iznositi i

više od 20°C, dok je na većim dubinama (do cca. 200 m) razlika svega nekoliko

stupnjeva Celzijusa.

Promjena temperature mora je glavni čimbenik promjene brzine zvuka u području

između površine i donjeg sloja termokline, nakon čega tlak postaje glavni čimbenik koji

utječe na promjenu brzine zvuka.

Za određivanje brzine zvuka potrebno je izmjeriti temperaturu mora po dubini.

Temperatura površine mora mjeri se spuštanjem termometra na površinu. Za mjerenje

temperature po dubini konstruirani su posebni uređaji – batitermografi. Batitermograf je

instrument u čijoj se sondi nalazi instrument za mjerenje i registraciju temperature.

Spuštanjem sonde od površine do morskog dna uređaj ispisuje temperaturnu krivulju.

Danas se za mjerenje temperature koriste posebne, tzv. CTD25 sonde.

Salinitet

Morska voda sastoji se od čiste (slatke) vode i otopljenih soli i minerala. Salinitet

(slanost) je mjera za količinu otopljenih soli i minerala u morskoj vodi. Definira se još kao

ukupna količina otopljenih krutih tvari u moru u tisućitim dijelovima (promilima - ‰26)

prema težini. Salinitet predstavlja ukupnu količinu krutih tvari u gramima po kilogramu

morske vode.

Morska voda je medij u kojemu se neprekidno događaju složeni kemijski, biološki i

drugi procesi, zbog čega se mijenja njezin sastav. Salinitet se, kao i temperatura,

mijenja prostorno i vremenski. Salinitet se na oceanima i otvorenim morima znatno

manje mijenja nego u zatvorenim morima. U visokim geografskim širinama salinitet je

minimalan zbog slabog isparavanja, velike količine oborina i topljenja leda. U tropskom

pojasu površinski salinitet je maksimalan zbog insolacije, isparavanja i djelovanja vjetra.

25 CTD (Conductivity, Temperature, Density) – vodljivost, temperatura, gustoća. 26 Promil pokazuje koliko se grama soli nalazi u 1000 grama morske vode.

114

Salinitet se s povećanjem dubine može i povećavati i smanjivati. Promjene saliniteta

su u funkciji gustoće morske vode. Budući da, po dubini, postoje slojevi različite

gustoće, oni su pored ostalog, povezani i s promjenom saliniteta. Te promjene se

događaju do dubine od cca 1500 m.

U praksi, salinitet se ne određuje izravno već se računa iz kloriniteta, električne

vodljivosti, indeksa loma ili nekog drugog svojstva koji ima vezu sa salinitetom. Prema

zakonu određenih proporcija, količina klorida u uzorku morske vode se upotrebljava za

određivanje saliniteta uzorka.

Prosječan salinitet morske vode je oko 35 ‰. Stopa varijacije brzine zvuka otprilike

iznosi 1,3 m/s za promjenu slanosti od 1 ‰. Najčešće se salinitet mjeri CTD metodom

(sondom), mjereći parametre električne vodljivosti iz kojih se preračunava salinitet

Tlak u moru Tlak također ima značajan utjecaj na promjenu brzine zvuka pod površinom.

Hidrostatski tlak raste proporcionalno dubini i za svakih 10 m iznosi 1 bar, odnosno 1

pritisak stupca atmosfere (približno 1013 hPa). S porastom hidrostatskog tlaka raste i

brzina zvuka, zbog promjene u elastičnosti morskog medija. Porast brzine po metru

dubine je linearan i iznosti 0.017 m/s ili promjenom dubine za 100 m (povećanje tlaka za

otprilike 10 atmosfera ili bara), brzina zvuka se povećava za 1,7 m/s.

Promjena saliniteta, tlaka i temperature po dubini prikazana je na Slici 32.

Slika 32. Promjena saliniteta, tlaka i temperature po dubini

115

Gustoća vode

Gustoća vode ovisi o temperaturi, salinitetu i tlaku. Gustoća se smanjuje

zagrijavanjem, dotokom slatkih voda i oborinama a povećava se hlađenjem,

isparavanjem i smrzavanjem. Kad je gustoća vode na površini veća od gustoće donjih

slojeva započinje vertikalno kretanje vodene mase. Teža voda s površine tone do

mjesta iste specifične težine. Najveću gustoću imaju ledena mora a najmanju tropska

mora. Promjena gustoće do dubine od cca. 200 metara dosta je velika a kasnije se

sporo i ujednačeno mijenja. Do te dubine promjena gustoće prati promjenu temperature.

Promjene gustoće nisu jednolike. U onim slojevima mora gdje se događaju nagle

promjene temperature (termoklina), događaju se i nagle promjene gustoće. Nakon te

dubine, najveći utjecaj na gustoću morske vode ima porast dubine odnosno povećanje

tlaka.

Rezultat djelovanja temperature, tlaka i saliniteta na brzinu zvuka prikazan je na Slici 33.

Slika 33. Utjecaj temperature, tlaka i saliniteta na brzinu zvuka

116

Jednadžba sonara

Jednadžba sonara ili dubinomjera je sistematični način procjene očekivanog omjera

signala i šuma.27 Omjer šuma i signala određuje hoće li, ili neće, sonar moći zabilježiti

signal uz prisutstvo šuma u moru. U obzir se uzima izvorna razina,28 širenje zvuka,

apsorpcija zvuka, gubici zbog refrakcije, okolne smetnje (šumovi, buka), te karakteristike

prijamnika. Jednadžba sonara se upotrebljava kako bi se procijenio omjer signala i

šuma za sve tipove sonarnih sustava. Postoje aktivni i pasivni sonarni sustavi, u aktivne

spadaju tzv. tražitelji ribe (fish-finders), ultrazvučni dubinomjeri, bočni dubinomjeri, vojni

sonari. Oni emitiraju snop ultrazvučnih valova i tada osluškuju jeku. Pasivni sonari su

oni koji ne odašilju ultrazvučne valove već osluškuju zvukove koje mogu čuti u morima,

poput kitova, vulkana, podmornica i drugih izvora zvukova.

Kod aktivnih sustava sonara odašiljač ujedno djeluje kao i prijamnik.

Slika 34. Određivanje jeke i parametri sonara

27Eng. „Signal-to-noise ratio“; SNR ili S/N – mjera u inženjerstvu koja se koristi za usporedbu omjera željenog signala i šuma u pozadini. Definira se kao omjer jačine signala i jačine šuma, a često se izražava u decibelima. 28Eng. „sourc elevel“ – količina zvuka odašiljana s izvora zvuka.

117

Jednadžba sonara mora izračunati koliko je jak odaslani signal (izvorni signal),

širenje zvuka te slabljenje signala zvuka dok putuje od sonara do mete (gubitak

prijenosa), količinu zvuka koja se odbila od mete i vraća prema prijamniku, širenje zvuka

i slabljenje dok se signal vraća od mete prema prijamniku (isto gubitak prijenosa), šum

na prijamniku, te karakteristike prijamnika (domet snopa – array gain). Vrijednosti se

izražavaju u decibelima.

Sonar odašilje signal s izvora, a izvorna jačina signala se uzima na 1 metar od izvora

signala i naziva se izvorni signal (source level – SL) te se izražava u decibelima. Zbog

širenja i apsorpcije koji su prisutni kada zvuk putuje do mete signal slabi. Ukupni gubitak

tog signala se naziva gubitak prijenosa (transmission los – TL), te se također izražava u

decibelima. Stoga je intenzitet jačine signala dok dođe do mete (SL-TL) decibela.

Natrag na sonar se vraća samo onaj signal koji pogodi metu, bilo da se radi o jatu riba,

podmornici, morskom dnu ili nečem drugom. Jačina jeke (signala) jedan metar od mete

u odnosu na jačinu signala koji dolazi do mete se naziva jakost (signala) mete (target

strength – TS), i isto tako se izražava u decibelima. Jeka na udaljenosti od jednog metra

od mete u biti izgleda kao jeka izvornog signala:

Jačina jeke (dB) = (SL - TL) + TS

Reflektirani signal opet putuje s mete prema prijamniku, te opet slabi zbog gubitka

prijenosa TL. Stoga je jačina povratnog signala na prijamniku:

Jačina povratnog signala (dB) = (SL - TL) + TS – TL

odnosno:

Jačina povratnog signala (dB) = SL -2TL +TS

Moramo uzeti u obzir prisutstvo šuma (noise level – NL, u decibelima), pa će

omjer razine signala s razinom šuma na prijamniku, koji se naziva omjer šuma i signala

(SNR) biti:

118

SNR (dB) = SL -2TL +TS – NL

Veliki prijamnici, koji se najčešće sastoje od niza manjih prijamnika, koji su

usmjereni u posebnom smjeru i mogu odbiti šumove iz svih ostalih smjerova. Stoga je

povratna jeka smanjena zbog dometa snopa (array gain- AG, u decibelima) pa se SNR

povećava:

SNR (dB) =SL -2TL +TS - (NL - AG)

119

PRIMJENA ULTRAZVUČNIH SREDSTAVA U HIDROGRAFIJI

Osnovno sredstvo koje se danas koristi u hidrografskom premjeru je ultrazvučni

dubinomjer. UZV dubinomjer koristi načelo propagacije ultrazvučnog vala u morskoj vodi

te refleksije toga vala od prepreke (morskog dna) i povratka dijela signala u prijamnik.

Ultrazvučni dubinomjeri se mogu klasificirati prema broju snopova ultrazvučnih valova

koje emitiraju na jednosnopne (Single Beam Echo Sounders – SBES) i višesnopne

(Multi Beam Echo Sounders – MBES) dubinomjere, dok se prema instalaciji

primopredajnika razlikuju fiksni, tegljeni i prijenosni dubinomjeri. U nastavku se analizira

princip mjerenja dubine, sklopovi, značajke i pogreške ultrazvučnih dubinomjera.

Princip rada i sklopovi dubinomjera

U batimetriji se najčešće određuje topografija morskog dna.

Dubina se određuje iz mjerenja prijeđenog puta zvučnih valova. Zvučni impuls

koji prenosi pretvarač putuje kroz vodu i zatim se reflektira od morskog dna natrag na

prijemnik. Dubina se izračuna iz mjerenog vremena Δt, pomoću izraza:

d = c∙

gdje je c brzina zvuka u vodi.

Dubinomjer, koji mjeri impulse dvostrukog puta kroz vodu, sastoji se od sljedećih

komponenti (Slika 35.):

- Odašiljač (transmitter – impulsni generator s kvarcnim satom) stvara impulse;

- Pretvarač (transducer), postavljen na trup broda, pretvara električnu u zvučnu

energiju, šalje zvučne signale u vodu, prima reflektirani signal i pretvara u

električni signal;

120

- Prijamnik (receiver) pojačava reflektirani signal i šalje ga sustavu za snimanje

(recording system);

- Kontrolna stanica (recorder) kontrolira odašiljanje signala, mjeri vrijeme putovanja

zvučnog signala, snima podatke i pretvara vremenske intervale u udaljenosti.

Slika 35. Princip rada ultrazvučnog dubinomjera

Odašiljač je opremljen kvarcnim satom koji oscilira u granicama od 1 do 10 MHz,

čije frekvencije su razdijeljene zbog postizanja radne frekvencije pretvarača. Kvarcni sat

se također koristi za mjerenje intervala između odaslanog i primljenog zvučnog signala.

Moderni dubinomjeri obično nude izbor dvije do tri odašiljajuće frekvencije:

- Niska frekvencija – korisna za duboku vodu jer nije veliko slabljenje signala na

velike udaljenosti, ali zahtijeva veće pretvarače;

- Visoka frekvencija – pretvarači su manji, ali domet je ograničen zbog većeg

slabljenja signala.

Prijamnik pojačava povratni zvučni signal i šalje ga kontrolnoj stanici. Snop

prijamnika mora biti dovoljno širok da prilagodi (izgladi) Dopplerov efekt, ako pretvarač

nije vertikalan.

121

Pretvarač je smješten na trupu broda i u kontaktu je s vodom. Njegove funkcije

su:

- pretvara električnu energiju u zvučnu,

- šalje zvučni signal u vodu,

- prima odbijeni signal (echo) i

- pretvara zvučni signal u električni.

Električni impulsi iz odašiljača uzrokuju vibriranje dijafragme pretvarača.

Vibrirajuća dijafragma u kontaktu s vodom proizvodi zvučne valove. Obrnuti proces

nastaje kada prima signal, tj. vibrirajuća dijafragma stvara električnu struju koja se šalje

prijamniku. Princip rada odašiljača se može temeljiti na različitim principima. Najviše

korišteni su:

- Odašiljač od magnetskog materijala. Ovi odašiljači imaju željeznu os sa

spiralom od nikla. Istosmjerna struja koja prolazi kroz željeznu os stvara

magnetsko polje u niklovoj spirali što uzrokuje stezanje i smanjenje njena

promjera. Kada prestane protok struje spirala se vraća u prvobitno stanje. Ako

se koristi izmjenična struja tada dolazi do stezanja i produljivanja spirale.

Amplituda inducirane vibracije će biti maksimalna ako je frekvencija signala

jednaka ili harmonijski povezana s prirodnom frekvencijom materijala

odašiljača ili rezonantnom frekvencijom, te tada odašiljač lakše radi. Dakle,

ovi odašiljači rade na principu magnetostrikcijskog (Jouleovog) efekta.

Magnetostrikcijski efekt je promjena dimanzija nekih metala zbog izlaganja

djelovanju promjenljivog magnetskog polja. Suprotan (Villarijev efekt) sa javlja

kad se neki metali izlažu mijenjanju dimenzija (djelovanju mehaničke sile).

Tada se javlja magnetsko polje koje u zavojnici oko metala stvara električnu

struju. Magnetostrikcijski efekt javlja se npr. kod čelika i nikla. Razlikuje s

pozitivni i negativni magnetostrikcijski efekt. Ako se metali produljuju pod

utjecajem magnetskog polja, radi se o pozitivnom efektu. Ako se metali pod

utjecajem magnetskog polja skraćuju, radi se o negativnom

magnetostrikcijskom efektu. Tako se npr. čelik u promjenljivom magnetskom

polju prvo produljuje a nakon toge se s pojačanjem djelovanja magnetskog

122

polja skraćuje. Kod kobalta se javlja obrnuti efekt. Dakle, kobalt se u

promjenljivom magnetskom polju prvo skraćuje a pojačanjem magnetskog

polja se produljuje. Za razliku od njih, nikal pokazuje isključivo negativni

magnetostrikcijski efekt a najviše se i koristi u izradi izvora ultrazvuka.

Odašiljač tijekom predaje koristi Joule-ov efekt a tijekom prijema Villarijev

efekt. Tijekom predaje magnetsko polje uzrokuje promjene dimenzija

odašiljača, koji na taj način generira zvuk. Tijekom prijema djelovanje

mehaničke sile (ultrazvučni signal povratne jeke) uzrokuje promjenu dimenzija

odašiljača, koji na taj način generira magnetsko polje.

- Piezoelektrični odašiljač se sastoji od dvije pločice između kojih se nalazi sloj

kristala (npr. amonijdihidrogen fosfat). Prolaskom struje kroz metalne pločice

javlja se promjena u sloju debljine kristala (piezoelektrični efekt). Kada se

javlja razlika električnog potencijala na različitim stranama pločica dolazi do

vibracija cijele jedinice. Prisutan je i obrnuti efekt, kada dolazi do mehaničke

deformacije materijala na kojega djeluje električni napon. Amplituda vibracije

će biti maksimalna ako je frekvencija električnog potencijala jednaka prirodnoj

frekvenciji kristala. Piezoelektrični izvori ultrazvuka svoj rad temelje na

piezoelektričnom efektu koji se javlja kod nekih kristala, kao što je kvarc

(silicijev dioksid – SiO2). Ako se kristal kvarca postavi između dvije metalne

plohe i izloži mehaničkom tlaku, tada se na jednoj strani javlja pozitivan a na

drugoj negativan napon i obrnuto. Ako se kristal kvarca izloži djelovanju

mehaničkog napona, tada on počinje prema frekvenciji izmjeničnog napona

mijenjati dimenziju izloženu njegovom djelovanju. Ova se pojava naziva

piezoelektrični efekt. Mehaničkim djelovanjem na metalnu plohu stvara se

izmjenični napon proporcionalan sili mehaničkog djelovanja. U proizvodnji

kvarcnih izvora ultrazvuka koristi se nekoliko kristala kružno složenih iznad

metalnih ploha. Dovođenjem izmjeničnog napona na izvor ultrazvukakristali

kvarca počinju mehanički titrati. Titranje se preko ploče postavljene na

podvodnom dijelu broda prenosi morskom vodom prema dnu. Odbijeni

ultrazvučni valovi se s morskog dna vraćaju prema plohi na podvodnom dijelu

broda. Time se mehnički djeluje na kristal kvarca i stavra se napon. Nastala

123

struja se pojačava i obrađuje u elektroničkim sklopovima. Piezoelektrični izvori

ultrazvuka osjetljivi su na vibracije i mehanička oštećenja. Jedan

piezoelektrični izvor ultrazvuka može imati ulogu odašiljača i prijamnika.

- Električni odašiljači se temelje na istim principima kao i piezoelektrični. Ali

materijali koji se koriste (obično polikristalna keramika i sintetički polimeri)

nemaju prirodne piezoelektrične osobine te se tijekom proizvodnje moraju

posebno polarizirati. Ova se vrsta danas najviše koristi. Lakši su, s dva lica, te

se mogu postaviti u niz (višesnopni dubinomjeri).

Pogreške ultrazvučnih dubinomjera

Pogreške u izmjerenoj dubini mora uz pomoć ultrazvučnog dubinomjera mogu

nastati zbog:

- Stalne i proporcionalne pogreške dubinomjera,

- Promjene brzine zvuka kroz vodu,

- Promjene brzine kretanja broda,

- Nagiba dna i vrste morskoga dna,

- Refleksije sa sloja mora drukčijih značajki,

- Valjanja i posrtanja broda te

- Instrumentalnih pogrešaka.

Stalna i proporcionalna pogreška dubinomjera

Ultrazvučni dubinomjer obično pokazuje neku grešku. Ta greška može biti

dvojaka: stalna greška koja je jednaka pri svakoj dubini, ili proporcionalna greška koja

ovisi o dubini.

Stalna greška se dobije uspoređivanjem s točno izmjerenom dubinom:

124

gdje su:

k1 = stalna korektura

d = točna dubina

d' = izmjerena dubina

Točnu dubinu dobit će se tada iz izraza:

.

Proporcionalna greška ovisi o dubini i iskazuje se izrazom:

Točna dubina se dobije iz izraza:

'

Uzimajući u obzir obje greške točna dubina iznosi:

.

U praksi, postoje posebni alarmni uređaji povezani s ultrazvučnim dubinomjerom koji

daju alarm na mostu kada brod dođe na dubinu manju od one koju se namjestilo na

uređaju.

125

Pogreška izmjerene dubine zbog promjene brzine zvuka kroz vodu

Ova se pogreška može izraziti:

vm – stvarna brzina zvuka kroz vodu;

v0 – brzina zvuka kroz vodu za koju je proračunata brzina elektromotora koji regulira

emitiranje impulsa;

dub – izmjerena dubina;

Ako je vm>v0 dubinomjer će pokazivati veću dubinu od stvarne;

Ako je vm<v0 dubinomjer će pokazivati manju dubinu od stvarne.

Pogreška izmjerene dubine zbog promjene brzine kretanja broda

Nastaje zbog promjene mjesta prijamnika od trenutka predaje impulsa pa do prijama

jeke. Računa se po jednadžbi:

v – brzina broda u m/s;

t – vrijeme potrebno da zvuk stigne od odašiljača do prijamnika.

Ova pogreška je samo teorijskog karaktera i nema praktičnoga značaja.

Kalibracija ultrazvučnog dubinomjera

Većina jednofrekventnih dubinomjera se kalibrira spuštanjem ploče ispod broda na

unaprijed određenu udaljenost ispod odašiljača te kombiniranim namještanjem brzine

126

zvuka (multiplikacijska konstanta) i prikraćenja, odnosno produljenja dubine dobivene

mjerenjem (adicijska konstanta).

Postupak se obavlja na način da se spusti željezna ploča izravno ispod dubinomjera

na malu dubinu od 12,7 cm (5 inča). Tada se prvo namješta adicijska konstanta

dubinomjera dok se ne dobije pravilno očitanje od 12,7 cm. Potom se željezna ploča

spušta na prosječnu dubinu koja se očekuje pri mjerenju (npr. 7,5 m) te se brzina zvuka

namješta dok se ne dobije točno očitanje. Postupak se ponavlja povratkom na početnu

manju dubinu kalibracije te je moguća promjena očitanja zbog promjene u brzini zvuka.

Ponovo se namješta adicijska konstanta dubinomjera koji se s takvom vrijednošću

spušta na veću dubinu gdje se sukladno vrijednosti mjerene dubine, popravlja brzina

zvuka. Iterativno, naizmjeničnim namještanjem adicijske konstante plitko ispod

odašiljača dubinomjera i multiplikacijske konstante dublje, postupak se ponavlja sve dok

opažane vrijednosti ne zadovoljavaju za obje dubine pri istim parametrima

dubinomjernih konstanti.

Takav dubinomjer se smatra kalibriranim za radni interval od 12,7 do 750 cm uz

uvjet da se brzina zvuka kroz vodu ne mijenja značajno s dubinom tj. da je ona u svim

dubinskim slojevima podjednaka.

Rezolucija dubinomjera

Mjerna rezolucija dubinomjera je njegova mogućnost odvojenog raspoznavanja

dvaju bliskih, ali odvojenih objekata na morskom dnu. U vertikalnom smjeru direktno se

određuje trajanjem emitirajućeg impulsa. Vertikalna rezolucija se izražava formulom

, te obično iznosi između 0,075m (za T=0,1ms) i 0,75m (za T=1ms).

Modulirani signal se vrlo rijetko koristi, ali kod takvog slučaja vrijedi formula ,

gdje B predstavlja moduliranu širinu snopa.

Horizontalna rezolucija je povezana s kutnom širinom snopa. Kako bi se mogli

razlikovati dva se cilja moraju nalaziti na udaljenosti većoj od horizontalne širine snopa

za mjerenu dubinu. Dakle, horizontalna rezolucija ovisi o horizontalnoj širini snopa i

127

dubini. Ovi parametri povezani su s međusobnim razmakom dvaju ciljeva. Ako je

dvosmjerni kutni otvor tada će horizontalna rezolucija biti izražena kao

.

Slika 36. Vertikalna i horizontalna rezolucija jednosnopnih dubinomjera

Na primjer, snop otvora 10° daje horizontalnu rezoluciju od 1,6 m na dubini od 10 m,

16 m na dubini od 100 m i 160 m na dubini od 1000 m. Samo oni ciljevi koji se nalaze

na većem međusobnom razmaku od horizontalne rezolucije na određenoj dubini bit će

prikazani kao dav odvojena cilja.

Horizontalna rezolucija smanjuje točnost mjerenja jednosnopnim dubinomjerima.

Npr., lokalna depresija koja se nalazi na putu koji se premjerava neće se otkriti ako je

manja od traga koji ostavlja signal jer će njezini rubovi reflektirati jeku, koja će na

sonogramu biti prikazana kao crta (Slika 37.).

128

Slika 37. Lokalna depresija manja od traga signala ostala je nezabilježena

Nadalje, izbočenja u reljefu bit će lakše detektirana ali njihova površina i oblik neće

biti precizno određeni (Slika 38.).

Slika 38. Ograničenje jednosnopnog dubinomjera pri određivanju površine i oblika

izbočenja

Dubinomjer ima specifičnu širinu snopa. On registrira signale koji su se najprije vratili

natrag na pretvarač, tj. onaj odbijeni signal koji je prešao najkraću udaljenost (to ne

mora biti uvijek točka okomito ispod odašiljača). Koliko će ova pojava uzrokovati

problema pri snimanju ovisi o širini snopa, dubini vode, te o kutu nagiba dna. Snimljeni

profil će biti iskrivljen i imat će oblik hiperbole. Širina snopa ima utjecaj i na pokrivenost

dna prilikom snimanja.

129

Utjecaj oblika morskog dna na mjerenje dubina

Dubinomjer prima prvi dobri odbijeni signal koji se vraća od morskog dna. Na

područjima gdje je teren pod nagibom dubinomjer neće primiti odjek od točke koja se

nalazi direktno ispod odašiljača nego od točke koja je pomaknuta za udaljenost koja

ovisi o nagibu terena (Slika 39.).

Slika 39. Snimanje terena pod nagibom

Tada dolazi do pogreške kod pravih dubina jer u slučaju nagiba terena od 15°

pogreška bi iznosila oko 1 % mjerene dubine (npr. ako je prava dubina 62 m, mjerena

vrijednost će biti 61,4 m što znači da je pogreška oko 60 cm ili 1%). Pogreške koje se

javljaju zbog toga uvijek utječu na vrijednost dubina manje nego na prave dubine, te se

u uvjetima gdje su granice sigurnosti važnije od apsolutne točnosti mogu efektivno

ignorirati. Slične se posljedice pojavljuju na mjestima gdje se dno terena vrlo brzo

mijenja.

Točnost kojom dubinomjer određuje dno terena većinom ovisi o frekvenciji i snopu

zraka. Pri visokim frekvencijama (oko 200 kHz) i uskim snopovima zraka morsko dno je

zabilježeno s većom točnošću nego pri niskim frekvencijama (oko 30 kHz) i širokim

snopovima zraka. Značajan je i utjecaj duljine impulsa na razlučivost mjerenja dubine.

Kratki impuls će razlučiti objekt na dnu, dok će za dulji impuls sve biti dno.

130

Slika 40. Snimanje pri visokim, niskim i dvojnim frekvencijama

Jednosnopni dubinomjeri

Osnovno akustičko sredstvo u batimetriji bio je jednosnopni dubinomjer (Slika

41). Jednosnopni dubinomjeri zamijenili su mehaničke mjerne uređaje. Mjerenje dubine

zasniva se na mjerenju vremenskog intervala između emisije ultrazvučnog impulsa i

povratka jeke od morskog dna.

Slika 41. Shematski prikaz rada jednosnopnog dubinomjera

131

Kako je već rečeno, ultrazvučni dubinomjeri se sastoje od:

- odašiljača (transmitter) – generator koji stvara impulse,

- T/R prekidača – prenosi energiju odašiljaču,

- pretvarača (transducer) – pretvara električnu u zvučnu energiju i obratno,

- prijamnika (reciever) – pojačava reflektirani signal i šalje ga sustavu za

snimanje,

- kontrolne stanice (recorder) – kontrolira odašiljanje signala, mjeri vrijeme

putovanja zvučnog signala, snima podatke i pretvara vremenske intervale

u udaljenosti.

Ovi uređaji rade na sljedećem principu:

- Odašiljač dubinomjera šalje elektronički signal pretvaraču koji signal

pretvara u izlazni zvučni val te se kao takav odašilje dalje vodom prema

dnu. Međutim cjelokupna energija zvuka ne šalje se samo pravocrtno,

vertikalno u dubinu, već se ona rasipa i ponekad odbija od same valovite

površine vode. Ta tzv. povratna disperzija zvučnog impulsa također ulazi u

prijamnički sklop dubinomjera te njezin učinak valja eliminirati, što se u

praksi korigira parametrima najmanje dozvoljene dubine mjerenja ili

intenzitetu energije ulaznog zvučnog signala.

- Kada odašiljani zvučni val dostigne dno najveći dio njegove energije

reflektira se povratno u smjeru prijamnika dubinomjera gdje se zvučni

signal ponovo pretvara u električni impuls te se zatim analizira njegovo

vremensko zaostajanje iza odaslanog signala. Veličina reflektirane

energije proporcionalna je snazi odaslanog zvuka i reflektivnosti, odnosno

tvrdoći dna. Pješčano ili muljevito dno značajno disperzira energiju

zvučnog vala, umanjuje njegov energetski intenzitet apsorpcijom energije,

ali i rasipa smjer refleksije.

- Reflektirana energija od dna se u obliku jeke vraća na pretvarač, koji prima

signal jeke i pretvara ga u električni signal. Signal se dalje pojačava i

obrađuje, te se na kraju dobiva ehogram, na kojemu je registrirana dubina.

132

Jednosnopni dubinomjeri mogu biti jedno i dvofrekventni, jedno i dvokanalni, te

široko i uskosnopni. Izvedba, izbor frekvencija i širina snopa ovise o njihovoj namjeni. U

pravilu su frekvencije, kanali i širina snopa povezani. Za mjerenje malih dubina koriste

se dvokanalni dvofrekvencijski dubinomjeri, jer se ovakvom izvedbom omogućuje i

mjerenje debljine sedimentnih naslaga u područjima plitkog mora.

Za mjerenje velikih dubina koriste se jednokanalni niskofrekventni dubinomjeri.

Što su viša frekvencija i uži snop emitiranog signala, to je veća točnost mjerenja, ali je

područje prekrivanja dubinomjera manje. Također, prema načinu obrade primljenog

signala mogu biti analogne ili digitalne izvedbe. Digitalna izvedba omogućava pohranu i

prikaz informacija u različitim formatima.

Prednost jednosnopnih dubinomjera u odnosu na druga sredstva je velika točnost

izmjerenih dubina, dok je nedostatak mala pokrivenost morskog dna premjerom.

Jednosnopni dubinomjeri i danas se koriste za mjerenje dubina, ali u pravilu zajedno sa

suvremenim sustavima, kao dodatni izvor podataka.

Višesnopni dubinomjeri

Višesnopne dubinomjere razvila je Ratna mornarica Sjedinjenih Američkih

Država, a prvi put su korišteni u komercijalne svrhe tijekom 70-ih godina prošlog

stoljeća. Njihova primjena značila je veliki iskorak u tehnologiji i metodologiji mjerenja

dubina. Tijekom vremena ovi dubinomjeri su se razvijali, pa je prva podjela tih sustava

bila prema području rada na sustave za izmjeru dubokih i plitkih voda. Prema tome

kriteriju dijele se na swath (Slika 42.) i sweep (Slika 43.) sustave. Swath sustavi koriste

se za mjerenje velikih dubina, dok se sweep sustavi sastoje od niza jednosnopnih

dubinomjera postavljenih okomito na uzdužnicu broda i koriste se za precizna mjerenja

malih dubina.

133

Slika 42. Shematski prikaz rada swath sustava

Sweep sustavi sastoje se od reda blisko smještenih jednosnopnih dubinomjera

postavljenih okomito na oplatu broda (Slika 44.). Da bi se omogućio potpuni premjer

područja odašiljači moraju biti na međusobnom razmaku proporcionalnom dubini vode.

Kompleksnost uporabe na terenu te visoka točnost premjera odredila je njihovo

područje primjene, na luke i kanale tj. gdje standardi IHO-a zahtijevaju 100 postotnu

prekrivenost. Prednost višesnopnog swath dubinomjera, u usporedbi sa sweep

sustavom (sustav više jednosnopnih dubinomjera) jest u tome što je on mnogo

kompaktniji i ostvaruje dobru pokrivenost snimaka u plitkim vodama. U dubokim

vodama, pokrivenost je mnogo šira i može biti nekoliko puta veća od dubine vode,

ovisno o specifikaciji višesnopnog sustava.

134

Slika 43. Shematski prikaz rada sweep sustava

Slika 44. Prikaz izvedbe sweep sustava

Princip rada višesnopnih dubinomjera sličan je kao i kod jednosnopnih

dubinomjera. Višesnopni dubinomjeri emitiraju višestruke zvučne snopove (lepeze) iz

sustava odašiljača. Snopovi se emitiraju okomito na kurs broda pod različitim kutevima,

135

čime se postiže veća pokrivenost dna nego kod jednosnopnih dubinomjera. Jedna od

suvremenih izvedbi višesnopnog dubinomjera (Simrad 3000) emitira 127 snopova

kojima se postiže prekrivenost dna od 120° u poprečnom smjeru u odnosu na kurs

hidrografskog broda.

Nakon refleksije zvučne energije od morskog dna formira se više snopova

povratnih signala. Višesnopni dubinomjeri mjere kut i vrijeme prijama signala povratne

jeke, a udaljenost do morskog dna (dubina) mjeri se za svaki pojedini snop primljenih

signala jeke (Slika 45.). Time se dobiva veliki broj podataka o izmjerenoj dubini u

kratkom vremenu.

Slika 45. Princip mjerenja vremena i kuta kod višesnopnih dubinomjera

Za svaki primljeni snop postoji dvostruko vrijeme putovanja Δt mjerene kose

udaljenosti i mjereni swath kut θ (Slika 45.). Ako zanemarimo pogreške i gibanje broda,

iz ovih mjerenih vrijednosti se mogu izračunati dubine (D) i poprečne pozicije (y)

mjerenja prema izrazima:

gdje je c brzina širenja zvučnog vala u vodi.

136

D i y mogu biti popravljeni za efekte ljuljanja, zakretanja i propinjanja broda

korištenjem dovoljno točnih senzora za praćenje pokreta. Refrakcija zvučnih valova

može se popraviti mjerenjem brzine zvuka u vodi i modelirati put zrake za svaki snop u

modelu. Razmaci između linija mjerenja odabiru se tako da se susjedni snopovi

preklapaju kako bi se izbjegle praznine. Brzina broda se također može odabrati tako da

se zbog povećanja pouzdanosti preklopi 100% mjerenja.

Višesnopni dubinomjeri se mogu postaviti na plovilo trajno ili privremeno. Tako,

na primjer, dubokomorski odašiljači su veliki do 5 metara i postavljaju se trajno. Brod

mora biti dovoljnih dimenzija da podrži tako velike odašiljače. Plitkovodni sustavi su

puno manji (nekoliko decimetara) i mogu se postaviti na hidrografske brodice. Za

prijenosnu opremu koja se stavlja na pramac broda može se pričvrstiti dubinomjer i

senzor za praćenje pokreta. Kada je oprema jednom kalibrirana, može se prebacivati s

jednog plovila na drugo bez potrebe za ponovnom kalibracijom. Snimak višesnopnog

dubinomjera varira ovisno o swath kutu.

Veličina snimke raste s povećanjem dubine. Treba napomenuti da je pogreška

snimka izmjerene dubine s velikim swath kutom veća negoli kod malog kuta zbog efekta

zakretanja broda i refrakcije zvučnih valova. Da bi ograničili veličinu snimka i pogreške

mjerenja dubina, mnogu sustavi automatski reduciraju swath kut s povećanjem dubine.

Parametri gibanja broda (zakretanje, ljuljanje i propinjanje broda), kao i vertikalno

gibanje broda kod mjerenja sa swath višesnopnim dubinomjerima moraju biti poznati u

realnom vremenu. Zahtjevi točnosti su funkcije tehničkih karakteristika sustava. Za

sustave s visokim tehničkim karakteristikama, parametri propinjanja i ljuljanja trebaju biti

poznati uz točnost od 0,05° ili 3 kutne minute, dok je za parametra vertikalnog gibanja

broda zahtijevana točnost 5-10 cm. Stoga na primjer tri ili četiri antene GPS sustava

mogu dati komponente propinjanja i ljuljanja sa zahtijevanom točnošću. Problemi se

međutim mogu javiti sa statičnošću GPS sustava s nekoliko antena u odnosu na

višesnopni odašiljač koji se nalazi u vodi ispod ili sa strane plovila. Rješenje se može

pronaći tako da se koristi senzor za praćenje gibanja plovila koji sadrži inercijalnu

mjernu jedinicu (IMU)29 i može biti smješten u blizini odašiljača. Srednji domet IMU

integriran s DGPS sustavom (koji se gotovo uvijek koristi za određivanje položaja) može

29Inertial measuring unit - IMU

137

zadovoljiti zahtjeve položaja i vertikalnog gibanja. Kompenzatori, koji se uglavnom

jednoosni inercijalni akcelometri, mogu se također koristiti za mjerenje vertikalnog

gibanja broda.

Osim horizontalne i vertikalne pogreške koje nastaju zbog propinjanja i ljuljanja

broda, te rezidualne pogreške zakretanja (δθ) koja se javlja zbog zakretanja broda,

prilikom hidrografskog premjera višesnopnim dubinomjerima se javlja još čitavi niz

pogrešaka od kojih su najvažnije:

- Pogreške mjernog sustava zbog elektronike sustava;

- Pogreška mjerenja dubina zbog širine snopa (isto kao i za jednosnopne

dubinomjere);

- Pogreška kuta snopa, zbog elektronike sustava (pogreška raste sa swath

kutom θ). Ta pogreška je ovdje mnogo značajnija nego kod jednosnopnih

dubinomjera;

- Pogreška širenja zvuka: ta pogreška raste sa swath kutom zbog efekta loma

zrake i jednaka je konceptu RF širenja u atmosferi;

- Pogreška ljuljanja, propinjanja i zakretanja broda: rastu sa swath kutom;

- Pogreška smjera snopa uzrokovana pogreškom u brzini širenja zvuka na

površini;

- Pogreška nehorizontalnosti odašiljača;

- Vertikalni pomak, dinamičke promjene površine vode: jednako kao i za

jednosnopne dubinomjere);

- Pogreške kod kalibracije sustava;

- Plima i oseka i/ili drugi efekti promjene razine vode.

Kako bi se postigla potpuna pokrivenost dna u sklopu swath30 kuta31 zvučni

snopovi moraju se međusobno preklapati. Iako danas postoje različite izvedbe

višesnopnih dubinomjera, njihove osnovne tehničke značajke su swath kut, širina snopa

i radna frekvencija. Swath kut kreće se od 20 do 75° u vertikalnom smjeru prema

30 Swath je pojas ili crta (premjereni trak) na dnu skeniran/a višesnopnim dubinomjerom. 31 Swath kut je kut upada zvučnog snopa prema morskom dnu u odnosu na uzdužnicu broda.

138

svakom boku broda. Širina snopa kreće se od 1 do 4°, dok se radne frekvencije kreću

od 12 do 15 kHz za mjerenje velikih dubina i 30 do 200 kHz za mjerenje malih dubina.

S povećanjem dubine raste i površina premjerenog područja. Tako se kod malih

dubina32 u jednom prijelazu broda postiže premjerena površina koja je dva puta veća od

dubine mora. Kod velikih dubina ta površina može biti i do 14 puta veća od dubine mora.

Ovo je osnovna prednost višesnopnih dubinomjera u odnosu na jednosnopne.

Značajna prednost je i u tome što nema potrebe za interpretacijom oblika morskog dna

premjerenog područja, kao kod jednosnopnih dubinomjera. Uporabom višesnopnih

dubinomjera moguće je postići 100 postotnu prekrivenost premjerenog područja, uz

znatno ubrzanje procesa mjerenja dubina i smanjenje troškova. Nedostaci su smanjenje

točnosti mjerenih dubina s povećanjem swath kuta, te smanjenje premjerene površine

sa smanjenjem dubine. Zato je tijekom 90-ih godina prošlog stoljeća započeo nagli

razvoj višesnopnih sustava za mjerenje malih dubina u područjima u kojima se prema

standardima IHO-a zahtijeva 100 postotna prekrivenost. Tako su razvijeni

interferometrijski i bočni dubinomjeri, koji također emitiraju višestruke ultrazvučne

snopove signala.

Interferometrijski dubinomjeri

Interferometrijski dubinomjer (interferometar) radi na principu interferencije

ultrazvučnih valova. Interferometar za svako vrijeme od emitranja do prijama signala

određuje pripadajući kut preko razlika u fazi signala mjerenih na barem dva (odvojena)

elementa primopredajnika. Na temelju razlike u fazi određuje se kut signala povratne

jeke. Na temelju kuta i mjerenog vremena povrata signala određuje se dubina.

Zbog forme, konstrukcije i načela rada primopredajnika gustoća (i točnost)

podataka povećava se od središta prema periferiji swath kuta. Također se, zbog

navedenih razloga, s povećanjem dubine mora smanjuje premjerena površina.

Osnovna prednost interferometrijskih dubinomjera u odnosu na višesnopne je ta

da se u područjima manjih dubina mora postiže i do 12 puta veća površina premjerenog

32 Iako ne postoji jedinstveni kriterij, obično se malim dubinama (ili plitkim vodama – shallow waters) smatraju dubine do 30 m.

139

područja u odnosu na ona dobivena uporabom klasičnih višesnopnih dubinomjera.

Interferometrijski dubinomjeri namijenjeni su primarno za uporabu u područjima malih

dubina. Danas su razvijeni sustavi koji se mogu koristiti u područjima od 0,5 do 600 m.

Suvremenim akustičkim sustavima dobiva se veliki broj batimetrijskih i akustičkih

podataka u digitalnom formatu. Batimetrijski podaci su podaci o dubini, dok su akustički

podaci o teksturi, hrapavosti i sastavu morskog dna.

Ovako dobiveni podaci mogu se koristiti u različitim istraživanjima,33 a predviđa

se njihova uporaba u razvoju digitalnog batimetrijskog modela morskog dna.

Panoramski dubinomjeri

Panoramski ili bočni dubinomjer (Side Scan Sonar) služi za snimanje topografije

morskog dna. Koristi odašiljač postavljen ukoso u odnosu na glavnu os broda.

Panoramski dubinomjeri obično se koriste za interpretaciju između mjernih linija koje su

prethodno premjerene jednosnopnim dubinomjerom a koriste se i u kombinaciji s

višesnopnim dubinomjerom. Panoramski dubinomjeri mogu prema broju odašiljača biti

jednostruki i dvostruki. Jednostruki panoramski dubinomjer koristi odašiljač postavljen s

jedne strane trupa broda, dok dvostruki koristi dva odašiljača koji su postavljeni na

cilindrično tijelo (Slika 46.) zaobljenog nosa koje se tegli brodom (poznato kao riba –

towfish). Dvostruki panoramski dubinomjer ima dva odašiljača smještena na bočnim

stranama u ribi koji su obično postavljeni 10° ispod horizonta radi što bolje horizontalne

pokrivenosti i za bolje otkrivanja prepreka na dnu.

33 Pored primjene u batimetriji i hidrografiji danas se podaci u digitalnom formatu koriste u arheološkim, geološkim i istraživanjima vezanim za zaštitu okoliša.

140

Slika 46. Cilindrično tijelo (riba) panoramskog dubinomjera

Sustav bočnog dubinomjera (Slika 47.) sastoji se od cilindričnog tijela, s

ugrađenim primopredajnicima, koje je tegljeno za brodom te kabela kojim se uspostavlja

veza s brodom i opreme za registraciju podataka.

141

Slika 47. Sustav panoramskog dubinomjera

Panoramski dubinomjeri koji su postavljeni pod kosim kutom koriste se za

pretraživanje morskog dna u opasnim plitkim vodama. To se izvodi tako da brod koji

tegli bočni sonar ostaje u sigurnoj vodi (vodi veće dubine) dok izvodi snimanje pod

kosim kutom površine morskog dna u plitkoj vodi.

Za razliku od klasičnog ultrazvučnog dubinomjera čija mjerenja služe samo za

određivanje dubine ispod broda, iz mjerenja panoramskog dubinomjera praktički

možemo dobiti sliku širokog područja dna s obje strane putanje plovila. Osim prikaza

dna dobijemo i dubine (batimetrijski profil) ispod broda iako manje točnosti nego kod

klasičnog ultrazvučnog dubinomjera. Karakteristike dna možemo podijeliti na

topografske i one koje se tiču fizikalnih svojstava (mulj, pijesak, kamen). Koeficijent

refleksije zvuka bitno se mijenja promjenom fizikalnih svojstava dna tako da intenzitet

signala povratne jeke varira i zato možemo iz mjerenja odrediti radi li se o pješčanom,

stjenovitom ili kakvom drugom tlu (Slika 48.). Meko sedimentno dno (pjesak, mulj) poslat

će natrag malo energije zbog malog impedancijskog kontrasta dna u odnosu na vodu i

142

zbog njegove relativno glatke površine. Stjenovito i šljunkovito dno će imati obrnut

učinak s jakim impedancijskim kontrastom i velikom hrapavošću.

Slika 48. Karakteristike dna dobivene snimanjem panoramskim dubinomjerom

Panoramski dubinomjer koristi gotovo iste sklopove i radi kao klasični ultrazvučni

dubinomjeri. Impulsi se odašilju koristeći odašiljač (ili niz odašiljača) i instrument za

detekciju zvuka primljenih impulsa s morskog dna koji se prenose prijamnom sustavu.

Razlika između panoramskog i klasičnog dubinomjera je način obrade signala povratne

jeke.

Ako se na dnu nalazi neki objekt on će više reflektirati akustičnu energiju nego

okolno homogeno dno. Zbog toga je energija povratnog signala viša nego ona od

143

okružujućeg dna. To uzrokuje mali skok u amplitudi koji mjeri prijamnik u vrijeme

vraćanja signala. Na osnovu tog skoka u amplitudi može se razaznati da se na dnu

nalazi nekakav objekt (Slika 49.).

Slika 49. Slika podrtine dobivena panoramskim dubinomjerom

Suvremenim panoramskim dubinomjerima moguće je, zbog vrlo visoke

rezolucije, dobiti snimke morskog dna vrlo visoke kvalitete, koje se može uspoređivati s

fotografijama dobivenim pod umjetnim svjetlom. Zbog ubrzanog napretka tehnologije na

tom području moguće je dobiti 3D prikaz morskog dna (Slika 50.).

144

Slika 50. 3D prikaz morskog dna dobiven panoramskim dubinomjerom

Panoramski dubinomjeri su obično manje mase, laki za transport i dizajnirani za

snimanje plićih voda (do dubina od nekoliko stotina metara). Male dimenzije,

jednostavnost korištenja i kvaliteta njihovih podataka čine ih vrlo poželjnim i

rasprostranjenim u mnogim obalnim istraživanjima. Kod snimanja u dubokim vodama

pojavljuju se neki specifični problemi koji zahtijevaju preinake u izradi dubinomjera.

Korištenjem visoke frekvencije (100- 500 kHz) blizu dna panoramski dubinomjeri daju

odlične rezultate, ali moraju biti napravljeni od materijala otpornih na velike dubine (zbog

tlaka) i zahtijevaju električne kabele duge i do nekoliko kilometara.

145

Geološki dubinomjeri

Geološki dubinomjer (Sub Bottom Profiler) služi za određivanje geološkog profila

podmorja. Taj uređaj emitira ultrazvučne valove niže frekvencije (2-30 kHz), što

omogućava otkrivanje debljine rahlih sedimenata te položaja osnovne stijene. Takvi su

podaci uporabljivi prije svega za analizu morfologije podmorja, što uključuje slojevitost,

debljine i strukture sedimenata kao i utvrđivanje prijeloma i pukotina. Istodobno

omogućavaju otkrivanje tvrđih objekata sakrivenih u sedimentima. Dubina dosega

ultrazvučnih valova ovisi o izboru instrumenta, poroznosti, zrnatosti, mineralnom

sastavu i slično.

Tehnika koja se koristi kod geoloških dubinomjera je dvofrekventna batimetrija.

Glavna primjena dvofrekventne batimetrije je snimanje podvodnih naslaga i taloga.

Princip rada temelji se na istovremenom korištenju dvije sonde s različitom

frekvencijom. Sonda s višom frekvencijom generira signal koji se reflektira od prve

prepreke na koju naiđe (i meki i tvrdi materijal), dok sonda s niskom frekvencijom

odašilje signal koji prolazi kroz mekše materijale (mulj, šljunak).

Kada je morsko dno sastavljeno od različitih slojeva koji se preklapaju jedni preko

drugih, dubinomjer će pri niskim frekvencijama prepoznati različite slojeve, dok će pri

visokim frekvencijama prepoznati samo najviši sloj. Niže frekvencije od 3-15 kHz prodiru

duboko u slojeve dna i mogu odrediti granice svih slojeva do čvrste stijene. Takvi uređaji

koji rade na najnižim frekvencijama često se nazivaju i sedimentni profileri, jer najčešće

služe za dobivanje informacija o slojevima dna.

Frekvencije od 15 do 30 kHz služe za određivanje granice između vode ili mulja i

stijena. Frekvencije od 100 do 300 kHz reagiraju na malu promjenu gustoće tako da

mogu odrediti granicu prijelaza vode u mulj (Slika 51.). Suvremeni dvofrekventni uređaji

koriste i visoke i niske frekvencije tako da mogu određivati različite gustoće slojeva, pa

se koriste za istraživanje sastava morskog dna. Frekvencije od 1 do 15 kHz služe za

mjerenje u oceanima do 15 km dubine, frekvencije od 15 do 50 kHz za dubine od 1 do 8

km, a frekvencije od 100 do 300 kHz za mjerenje dubina do 1 km

146

Slika 51. Načelo rada dvofrekventne batimetrije

Na ovaj način dobivaju se odrazi slojeva sedimenta na morskome dnu. Rezultat

snimanja geološkim dubinomjerom (Slika 52.) potrebno je interpretirati i na temelju toga

izvoditi zaključke o profilu sedimenta morskog dna.

Slika 52. Snimka geološkog dubinomjera

147

Bespilotne ronilice

U skupinu akustičkih sredstava svrstavaju se i bespilotne ronilice (Unmanned

Underwater Vehicles – UUVs). Bespilotne ronilice su svi tipovi podvodnih robota

namijenjenih za znanstvene, obrambeno-sigurnosne i gospodarske podvodne aktivnosti.

Ovaj pojam obuhvaća daljinski upravljane ronilice (Remotely Operated Vehicles –

ROVs) i autonomne ronilice (Autonomous Underwater Vehicles – AUVs). U literaturi

postoje i druge klasifikacije,34 ali se za potrebe hidrografskih istraživanja i batimetrijskih

mjerenja najčešće primjenjuju ROV i AUV.

Daljinski upravljana ronilica veznim je kabelom povezana s matičnom

platformom, odakle operateri njome upravljaju (Slika 53.). ROV putem kabela

komunicira s matičnom platformom i napaja se električnom energijom. Opremljene su

različitim senzorima, kamerama, reflektorima i manipulatorima, te kao takve mogu

obavljati radne manipulativne operacije, mjerenja, traženja, inspekcije i nadzor.

Slika 53. Daljinski upravljanja ronilica

34 Pored spomenutih, susreću se još tegljeni i specijalni sustavi, površinska bespilotna plovila (Unmanned Surface Vehicles – USV), hibridni AUV/ROV sustavi i Glideri.

148

Tipična konfiguracija hidrografske ronilice sastoji se od video kamere, svjetla,

sonara te upravljačke ruke (Slika 54.). Ruka se može koristiti za hvatanje malih

objekata, rezanje kabela ili postavljanja kuka za podizanje većih objekata.

Sustav hidrografske ronilice sadrži:

- Ronilicu,

- Palubnu jedinicu,

- Video pokazivač (display),

- Prijenosno računalo,

- Ručicu za upravljanje i

- Sustav kabela za upravljanje.

Slika 54. Daljinski upravljanja ronilica

149

Autonomna ronilica je ronilica bez veznog kabela (Slika 55.). Iako postoji

ograničena mogućnost daljinskog upravljanja putem bežičnih akustičkih komunikacijskih

veza, njima se primarno upravlja po unaprijed programiranoj (unaprijed zadanoj) misiji,

koristeći umjetnu inteligenciju.

Slika 55. Autonomna ronilica

Autonomne ronilice konstruirane su tako da ih je moguće programirati kako bi

funkcionirale potpuno samostalno pri obavljanju zadane misije. Značajniji komercijalni

razvoj AUV započeo je oko 2000. Očekuje se da će se AUV sve više komercijalno

koristiti i u većini poslova zamijeniti dosadašnje ROV.

ROV i AUV konstruiraju se za rad u rasponu od vrlo malih pa sve do najvećih

poznatih dubina. Danas su u uporabi ronilice konstruirane za rad na dubinama od

11.000 m. Radna dubina znatno utječe na cijenu ronilica. Što je veća radna dubina, to je

veća i cijena, za istu konfiguraciju ugrađenih senzora.

Bespilotne ronilice našle su primjenu u hidrografskim organizacijama zbog cijelog

niza prednosti u odnosu na hidrografske brodove i brodice, kao klasične platforme

namijenjene istraživanjima u hidrografiji općenito.

150

Prednosti bespilotnih ronilica su

- pogodnost za pregled obalne crte u uskim područjima (luke i lučice),

- mobilnost,

- sposobnost obavljanja velikog broja poslova iz područja hidrografske

djelatnosti (mjerenje dubina, skeniranje dna, pregled podvodnih instalacija,

oceanografska i hidrološka mjerenja, uzimanje uzoraka, istraživanja

arheoloških lokaliteta i sl.),

- mogućnost rada u sredinama nepristupačnim ili opasnim za druga sredstva ili

ljude (rad u polarnim područjima, istraživanja podvodnih vulkana, rad na

velikim dubinama, vojna primjena ili primjena u istraživanjima ili nadzoru

lokacija odlagališta vojnog i civilnog opasnog otpada i sl.).

Osnovna prednost bespilotnih ronilica je u tome što se sve navedene djelatnosti

mogu obaviti uz niže troškove nego što su troškovi hidrografskih brodova.

Podaci dobiveni od senzora bespilotnih ronilica mogu se također primijeniti u

izradi pomorskog katastra. Ako se pomorski katastar izrađuje u okružju geografsko-

informacijskog sustava, onda se dobiveni podaci mogu koristiti u više tematskih slojeva

ili u zasebnom sloju, koji će na pogodan način prikazivati obrađene podatke, uključujući i

videozapis.

NATO je u sklopu projekta razvoja bespilotnih sustava do 2030. (''Navigating

Towards 2030'') značajno mjesto posvetio upravo razvoju bespilotnih ronilica. Pored

cijelog niza aktivnosti ronilica u provedbi pomorskih operacija predviđena je njihova

uporaba u oceanografiji za potrebe provedbe tih operacija. Cilj ovakvog pristupa je

nadopuna postojećih podataka dobivenih ''klasičnim'' hidrografskim istraživanjima uz

ubrzanje, povećanje točnosti, smanjenje rizika i troškova prikupljanja tih podataka.

Iz navedenog slijedi kako će razvoj tehnologije omogućiti još značajniju primjenu

bespilotnih ronilica u vojnom, znanstvenom i gospodarskom području.

151

Laserska sredstva i metode

Korištenje laserske35 tehnologije za mjerenje udaljenosti dovelo je sredinom 60-ih

godina XX. stoljeća do eksperimentalne upotrebe zračnog laserskog radara za

određivanje topografije u Kanadi. Nakon što je letjelica preletjela jezero primjećeno je da

je laserski prijamnik pokazao dvostruki povrat, koji je ukazivao na to da takav sustav

može mjeriti razinu površine i dna, što znači da može mjeriti dubinu vode.

Laserska sredstva u batimetrijskim mjerenjima prva u svijetu započela je

primjenjivati Ratna mornarica Sjedinjenih Američkih Država u ranim 1970-ima,

sponzoriranjem povjerljivih istraživanja koja su se bazirala na korištenju zračnih

laserskih sustava za detekciju podmornica. Danas se u engleskom govornom području

za ovu tehniku mjerenja dubina susreću nazivi kao što su zračna laserska batimetrija

(Airborne Laser Bathymetry – ALB) ili zračna laserska hidrografska mjerenja

(Hydrographic Airborne Laser Sounding – HALS). Zračni laserski batimetri koriste

LIDAR36 tehniku, pa se u stručnim krugovima ova metoda naziva i Lidar batimetrija. To

je tehnika mjerenja dubina iz zraka korištenjem impulsnog laserskog snopa.

U ranim sedamdesetima zračna lidar mjerenja uspješno je testirala Američka

ratna mornarica i Državna uprava za zrakoplovna i svemirska istraživanja (National Air

and Space Administation; NASA). Već 1972. godine je NOAA započela s radom na

studijama o operativnim mogućnostima zračne lidar hidrografije. Godine 1975.

napravljena je druga generacija Lidar sustava, koji je nazvan zračni oceanografski lidar

(Airborne Oceanogrphic Lidar; AOL). Prva probna snimanja Lidar sustavom su

provedena na Atlanskom oceanu blizu otoka Wallops u Virginiji 1977. godine. Tijekom

tog istog razdoblja, druga generacija sustava uspješno je testirana u Kanadi, Australiji i

Sovjetskom Savezu.

Ranih 80-tih se javlja globalni interes za zračni Lidar sustav. U Kanadi je

Kanadski centar za daljinska istraživanja (Canadian Center for Remote Sensing –

CCRS) razvio Larsen-500 koji je postao prvi svjetski operablini Lidar sustav.

Istovremeno je završeno testiranje sustava kao što su američki HALS i švedski FLASH.

35 LASER je akronim od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. 36 LIDAR je akronim od LIght Detection And Ranging (detekcija i mjerenje udaljenosti svjetlosnim valovima).

152

Tri višenamjenska istraživačka sustava GOI, Chayka i Makrel – II testirana su u

Sovjetskom Savezu, a u Kini se također radilo na njihovom BLOL sustavu.

U 90-tima sustavi su postali operabilni u Australiji (LADS), Sjedinjenim Američkim

Državama (SCHOALS) i Švedskoj (Hawk Eye). Platforma za LADS sustav je bio

zrakoplov Fokker F-27. SCHOALS je bio namjenjen za helikoptere Bell 212, dok su

Hawk Eye sustavi bila korišteni na nekoliko različitih tipova helikoptera. Kanadski sustav

Larsen-500 se koristio za mjerenja na nekoliko tipova zrakoplova. Kasnih devedesetih

godina LADS-II sustav je postao operativan na zrakoplovu Dash 8.

Lidar sustavi instalirani na helikoptere ili zrakoplove emitiraju dva laserska snopa

različitih valnih duljina (plavo-zeleni i infracrveni). Infracrveni snop svjetlosti (valne

duljine 1064 nm) reflektira se od površine vode, dok plavo-zeleni snop (valne duljine 532

nm) prodire kroz vodu i reflektira se od dna (Slika 56.).

Slika 56. Načelo laserskog mjerenja dubine

153

Reflektirani snopovi vraćaju se u prijamnik. Prijamnik registrira povratne signale,

mjeri razliku vremena njihova povrata i pretvara je u dubinu. Dubina vode je direktna

funkcija razlike vremena povrata dvaju signala. Jakost signala reflektiranog od dna ovisi

o reflektivnosti dna i prozirnosti vode, zato su Lidar sustavi ograničeni do dubina od 50

do 70 m (Slika 57.). Površina premjerenog područja ne ovisi o dubini mora, nego o

prozirnosti.

Slika 57. Mjerenje morske dubine i obalne crte iz zraka – LIDAR batimetrija

Prednosti Lidar sustava u odnosu na ultrazvučne dubinomjere (Slika 58.) su:

- visoka produktivnost mjerenja,

- visoka pokrivenost mjerene površine,37

37 Ovo je jako bitna značajka, poglavito u područjima visokog saliniteta i temperature mora, jer propagacija svjetlosnih valova kroz vodu ne ovisi o tim značajkama.

154

- sigurnost pri izvođenju mjerenja (osobito u područjima gdje je

opasno ili nemoguće izvoditi mjerenja akustičkim sustavima), 38

- sposobnost istodobnog mjerenja obalne crte i morskog dna i

- visoka točnost izmjerenih podataka.39

Slika 58. Usporedba mjerenja LIDAR-om i višesnopnim dubinomjerom u plitkoj vodi

Nedostaci Lidar sustava jesu ograničenja zbog reflektivnosti i prozirnosti vode.

Unatoč tome ovi sustavi se razvijaju. Danas su operativni sustavi u Australiji (LADS –

II),40 Kanadi (Larsen – 500), Sjedinjenim Američkim Državama (SHOALS) i Švedskoj

(Hawk Eye II).

38 Lidar sustavi su zbog velike brzine mjerenja pogodni za primjenu u područjima u kojima prevladavaju nepovoljne vremenske prilike (npr. područja visokih geografskih širina). Također su pogodni za brza mjerenja područja pogođenih prirodnim katastrofama (npr. tsunami, tropske ciklone), te u svim drugim slučajevima vezanim za sigurnost plovidbe, kada je nužna brza reakcija hidrografskih službi (npr. pojava ili otkrivanje novih opasnosti za plovidbu). 39 Laserski sustav SHOALS (Scanning Hydrographic Operational Airborne Lidar Survey) koji se koristi u Sjedinjenim Američkim Državama u pogledu točnosti i kvalitete podataka potpuno zadovoljava standarde američke vojske i IHO-a. Točnost mjerenja dubina je +/- 15 cm. 40 LADS je akronim od Laser Airborne Depth Sounder.

155

Ostala sredstva i metode

Osim ranije navedenih sustava, u batimetriji se eksperimentalno primjenjuju i

satelitski sustavi koji koriste tehnike mjerenja visine, fotogrametrijske i elektromagnetske

metode za procjenu dubina i reljefa morskog dna. Ovi sustavi ne mjere izravno dubinu,

nego se ona na osnovi izmjerenih podataka neizravno procjenjuje primjenom složenih

matematičkih modela i algoritama.

Satelitska visinometrija

Satelitska visinometrija koristi načelo povezanosti između reljefa morskog dna i

gravitacijske sile na površini oceana. Površina oceana ima nepravilan oblik, koji se

donekle podudara s topografijom oceanskog dna. Reljef morskog dna pridonosi lokalnim

promjenama gravitacijskog polja. One uzrokuju nagibanje površine oceana koje je

moguće mjeriti satelitskim visinomjerima (Slika 59.).

Visina, radijus i oblik reljefa procjenjuju se na temelju izmjerenih vrijednosti

vertikalnog gravitacijskog gradijenta (Vertical Gravity Gradient – VGG). Vertikalni

gravitacijski gradijent je vrijednost promjene gravitacijskog polja u vertikalnom smjeru.

Što je manja udaljenost od reljefnog oblika do satelitskog visinomjera to je veća

vrijednost vertikalnog gravitacijskog gradijenta.

Nedostaci satelitske visinometrije su manja točnost i (na sadašnjem stupnju

tehnološkog razvoja visinomjera) nemogućnost otkrivanja nižih podmorskih planina.41

Podmorske planine niže od 1000 m i promjera baze manjeg od 4000 m nije moguće

detektirati, osim u području manjih dubina oceana (do 2000 m).

41 Podmorska – podvodna planina (seamount) uzdignuće je oceanskog dna više od 1000 m, ili visine od 300 do 900 m i više s vrhom oko 300 m do 1800 m ispod površine mora.

156

Slika 59. Mjerenje varijacija visine površine oceana satelitskim visinomjerom

Usporedbom između izmjerenih i teoretskih vrijednosti površina moguće je

procijeniti dubinu. Ovako dobiveni podaci mogu poslužiti kao nadopuna klasičnim

batimetrijskim mjerenjima, ali i kao jedini izvor podataka u područjima gdje klasična

mjerenja nisu provedena. Prednosti satelitske visinometrije su velika brzina mjerenja i

svjetska pokrivenost, dok je nedostatak vrlo niska rezolucija.

Satelitska fotogrametrija

Satelitska fotogrametrija je dodatna metoda za prikupljanje batimetrijskih

podataka. Temeljno načelo satelitske fotogrametrije je smanjenje sunčeve svjetlosti na

njezinu putu kroz vodu. Sunčeva svjetlost (u punom frekventnom spektru) putuje kroz

atmosferu, te preko površine i stupca vode prodire do morskog dna. Voda apsorbira

svjetlost eksponencijalno s dubinom.

Zeleni i crveni dio spektra apsorbira se na manjim dubinama nego plavi dio

spektra. Zato na satelitskim snimkama dublja područja izgledaju tamnije, jer voda

157

apsorbira većinu reflektirane svjetlosti, dok plića područja izgledaju svjetlije zbog manje

apsorpcije reflektirane svjetlosti na njezinu putu kroz vodu.

Za procjenu dubine predloženo je i testirano više modela, koji se primjenjuju u

različitim lokalnim uvjetima. Modele procjene dubine moguće je podijeliti prema njihovoj

strukturi i konstrukciji u tri skupine. U prvoj skupini su teoretski modeli utemeljeni na

prijenosnoj jednakosti elektromagnetske radijacije u vodi (transmission equation of

electromagnetic radiation in water), gdje se mjere optički parametri vodenog stupca. Ovi

modeli zahtijevaju procjenu velikog broja parametara povezanih s reflektivnosti vodenog

stupca (Kako bi se povećala točnost potrebno je provesti in situ mjerenja reflektivnosti

vode i dna.), pa zbog tih razloga nemaju široku primjenu. U drugoj skupini su empirijski

modeli koji se temelje na statističkom odnosu između vrijednosti piksela (razlučivosti)

satelitskih slika i izmjerenih dubina na terenu. Treća skupina modela integrira prednosti

dvaju ranije spomenutih.

Za potrebe satelitske fotogrametrije koriste se snimke satelitskih sustava

Landsat, IKONOS i QuickBird.

Prednosti satelitske fotogrametrije u odnosu na akustičke metode su znatno veća

brzina i niža cijena, te mogućnosti primjene u udaljenim i opasnim obalnim područjima.

Prednosti ove metode u odnosu na laserske su mogućnosti znatno šire primjene i veća

rezolucija satelitskih snimaka.

Nedostaci su mogućnost primjene do dubina od 20 m, ovisnost o prozirnosti

vode, sastavu i vrsti morskog dna, te kvaliteti slika. Unatoč nedostacima, predviđa se

daljnji razvoj metoda i sredstava satelitske batimetrije.

158

OPĆE ZNAČAJKE I NAMJENA BATIMETRIJSKE KARTE

Batimetrijska karta prikazuje reljef morskog dna. Budući da se na njoj morsko dno

promatra slično topografskim shvaćanjima, a ne prema zahtjevima navigacije i

sigurnosti plovidbe, može se reći kako je ona ekvivalent topografskoj karti koja prikazuje

reljef kopna. Batimetrijska karta može prikazivati dubine i reljef rijeka i jezera.

U kartografskom smislu batimetrijska karta spada u skupinu tematskih karata.

Budući da ne služi za potrebe pomorske navigacije, ona se može smatrati pomorskom

informativnom kartom.

Iz tih razloga ne postoje međunarodni standardi koji propisuju obvezan sadržaj

batimetrijskih karata, osim u slučaju GEBCO-a, u izdanju IHO-a.42 Sadržaj batimetrijskih

karata određuju nacionalne hidrografske organizacije, i on pored dubine i reljefa

morskog dna (i obale) može uključivati i druge elemente, kao što je prikaz sedimenta na

površini morskog dna.

Mjerilo i kartografska projekcija nisu bitni, jer se ne radi o pomorskim navigacijskim

kartama. Batimetrijske karte obično se izrađuju u Mercatorovoj projekciji i krupnog su

mjerila.

Iste dubine prikazane su izobatama. Izobatama se reljef morskog dna prikazuje

po dubinskoj (batimetrijskoj) ljestvici. Raspored i gustoća izobata ukazuju na karakter

reljefa morskog dna. Za prikaz reljefa morskog dna koristi se batimetrijska ljestvica koja

je sastavljena od tonova plave boje. Pri odabiru tonova koristi se načelo ''što dublje to

tamnije''. Broj tonova varira ovisno o dubinama i mjerilu karte.

Tako se obično za svaku kartu izrađuje posebna batimetrijska ljestvica, čiji

raspon i broj tonova ovise o maksimalnoj dubini koju ta karta obuhvaća. Pri odabiru

42 IHO je 1990. osnovao Središte za prikupljanje batimetrijskih podataka (Data Centre for Digital Bathymetry – DCDB). Prikupljeni i ažurirani podaci dostupni su u digitaliziranom obliku. Ovaj interaktivni web servis zamijenio je papirnatu publikaciju IHO B-4 (Information Concerning Recent Bathymetric Data). Novi on-line web server omogućava selekciju i ekstrakciju podataka prema različitim kriterijima, uključujući područja, datum istraživanja i datum uključenja u bazu. Nazivi podvodnih obilježja koja se mogu naći na batimetrijskim kartama standardizirani su u IHO publikaciji Information Concerning Recent Bathymetric Data. Smjernice, obrasci prijedloga naziva, termini i definicije sadržani u publikaciji razvijeni su kroz suradnju Pododbora GEBCO-a za nazive podvodnih obilježja i Radne skupine za pomorska i podvodna obilježja UNGEGN-a (United Nations Group of Experts on Geographical Names). Nazivi su usklađeni s odredbama Rezolucije UN konferencije o geografskim nazivima.

159

batimetrijske ljestvice cilj je postići što bolji prikaz reljefa morskog dna različitim

tonovima plave boje. Na Slici 60 prikazan je primjer batimetrijske ljestvice.

Slika 60. Batimetrijska ljestvica

Kada batimetrijska karta prikazuje pored morskog i obalno područje, za

prikazivanje reljefa kopna koristi se hipsometrijska ljestvica. Obično se u zaglavlju karte

tiska batimetrijska i hipsometrijska ljestvica.

Batimetrijska karta namijenjena je korisnicima kojima je bitan podatak o reljefu

morskog dna. Ona se danas koristi u civilnim i vojnim organizacijama za različite svrhe,

od znanstvenih istraživanja, preko iskorištavanja mora i podmorja, do planiranja

plovidbe podmornica.

Batimetrijska reljefna karta

Suvremena izdanja batimetrijskih karata koriste reljefni prikaz morskog dna.

Prvom reljefnom batimetrijskom kartom na svijetu smatra se karta rubnih mora Japana

(Slika 61.), koja je izdana 1971. Pri izradi reljefnih batimetrijskih karata koristi se metoda

reljefnih kontura (relief contour method), koju je razvio Kitiro Tanaka.

Metoda se temelji na pojednostavljenom prikazu reljefnih oblika na način da su

konture na jednoj strani oblika svjetlije, a na drugoj strani tamnije. Reljefni oblici

prikazuju se svjetlijom i tamnijom nijansom plave boje, te se tako na batimetrijskoj karti

postiže reljefni prikaz podvodnih objekata.

160

Slika 61. Batimetrijska reljefna karta rubnih mora Japana

161

Sadržaj batimetrijskih karata u Republici Hrvatskoj

Hrvatski hidrografski institut tiskao je samo jednu batimetrijsku kartu na kojoj je

prikazano područje Jadranskog mora. Karta ima oznaku ''Batimetrijska karta B 100''.

Izrađena je u Mercatorovoj projekciji, mjerila 1:1.000.000. Izdanje karte je 1. lipnja 1994.

Na karti su dubine predstavljene brojčanim vrijednostima, izobatama i batimetrijskom

ljestvicom. Dubine su predstavljene brojčanim oznakama i izobatama od 5 do 1200 m.

Izobate su prikazane punim crtama tamnoplave boje.

Batimetrijska ljestvica sastavljena je od deset tonova plave boje. Tonovima su

predstavljene dubine od 0 do više od 1200 m. Tonovi se podudaraju s pripadajućim

izobatama.

Ovakve vrijednosti izobata i tonova izabrane su zbog reljefa dna Jadranskog

mora. Zbog karaktera reljefa neposredno uz istočnu obalu (osim u manjim dijelovima

južnog i sjevernog Jadrana) dubine su prikazane tamnijim tonom (25 do 50 m), dok su

uz zapadnu obalu prikazane svjetlijim tonom (0 do 25 m).

Iako na istočnoj obali postoje područja neposredno uz obalu s dubinama manjim

od 25 m, nije ih bilo moguće prikazati zbog mjerila karte.

Obalni rub, otoci i kopno prikazani su krem bojom, i to samo jednom nijansom,

dok su reljefni oblici planinskih lanaca neposredno uz obalu prikazani crtama crne boje

koje ukazuju na njegov oblik. Na karti su prikazane nadmorske visine i nazivi planina

koje su vidljive s mora. Od ostalih podataka na karti su prikazani nazivi otoka, zaljeva,

kanala, pomorskih prolaza, svjetionika prve kategorije i gradova uz obalu. Karta ne

sadrži nazive dijelova podvodnog reljefa.

Hrvatski hidrografski institut trenutačno radi na novom izdanju batimetrijske karte

Jadrana, koja će nositi oznaku 101B. Karta će biti izrađena u mjerilu 1:800.000. Ona će

sadržavati manji broj podataka o dubinama, manji broj izobata, ali će batimetrijska

ljestvica ostati ista kao i na karti B 100. Na Slici 62 prikazana je batimetrijska karta

101B.

162

Slika 62. Batimetrijska karta HHI 101B.

163

Batimetrijske karte IHO-a

Povijest IHO-a izravno je vezana uz razvoj i izradu batimetrijskih karata. Ideja o

razvoju batimetrijskih karata koje bi pokrivale područje svjetskoga mora nastala je još

krajem XIX. stoljeća na međunarodnim geografskim i hidrografskim kongresima. Veliku

ulogu u razvoju tih karata dao je princ Albert I. od Monaca, koji je tada bio jedan od

vodećih svjetskih znanstvenika u području hidrografije. Batimetrijska karta nazvana je

General Bathymetric Chart of the Ocean (GEBCO). Do sada je proizvedeno pet izdanja

papirnatih i tri izdanja digitalnih karata. Papirnate karte sastoje se od listova podijeljenih

i označenih prema odgovarajućim načelima. U nastavku se daje prikaz tih izdanja

karata.

Prvo izdanje GEBCO-a

Prvo izdanje karte tiskano je u tisuću primjeraka (pet stotina crno-bijelih, a pet

stotina u boji). Tisak je završen 15. svibnja 1905. godine. Opća batimetrijska karta

oceana sastojala se od dvadeset i šest listova i to naslovne stranice, lista s popisom

karata i dvadeset-četiri karte (četiri lista sjeverne polarne kape, šesnaest listova od 72°N

do 72°S i četiri lista južne polarne kape). Karte su bile veličine 73 x 113 cm.

Listovi karata su označeni oznakama A.I do A.IV i B.I do B.IV. Slova i brojevi su

bili simetrični u dvije polutke odvojene od ekvatora. Listovima koji pokrivaju južnu

hemisferu dodana je primarna oznaka (A'.I,…, B'.IV).

Za određivanje prirode morskog dna korištene su kratice (glina, šljunak, mulj,

blato i sl). Prikazana je legenda s izobatama od 200, 500 i 1000 do 10.000 metara. Za

listove koji su bili prikazani u Mercatorovoj projekciji, meridijani su razmaknuti trideset

stupnjeva; granice svakog lista bile su označene debljim linijama za meridijan

Greenwich-a, 90° E i W, te za 180°. Osim ekvatora, linije zemljopisnih širina bile su

naznačene 30° i 60° N i S kao i za granice listova 47° i 72° N i S. Za polarne kape linije

zemljopisne širine bile su nacrtane za svaki stupanj, od 72° do pola. Površine

kontinenata bile su u boji kože, dok oceani nisu nosili nikakvu oznaku. Jedina

geografska imena koja su bila spomenuta su ona Sjevernog i Južnog pola.

164

Granice šesnaest listova u Mercatorovoj projekciji imale su dimenzije 59 x 100

cm a ravne strane kvadranta polarnih listova mjerile su 63,7 cm. Bez obzira na način

projekcije, linije zemljopisne dužine i širine bile su raspoređene svako jedan stupanj,

osim što su linije svako pet stupnjeva bile deblje. Linije dužine i širine bile su također

označene izvan granica svakih pet stupnjeva.

Na karti su bili izostavljeni reljefni oblici kopna, osim onih koji su bili u

neposrednoj blizini obale. Nazivi geografskih oblika na kopnu bili su izostavljeni, osim

naziva dvaju kontinenata, Indijskog podkontinenta, naziva velikih naroda, otočja i

najvažnijih otoka.

Slika 63. Prikaz listova prvog izdanja GEBCO, 1905. godina

Točkastom linijom bile su označene izobate od 200 metara. Izobate od 500

metara bile su označene crtkanom linijom; a izobate od 1000 do 10.000 metara bile su

ucrtane kao kontinuirana linija, bez obzira na stupanj povjerenja s obzirom na gustoću

165

mjerenja dubina. Na izdanju u boji područje od 0 do 200 metara bilo je bijelo a dubine

od 200 metara nadalje imale su jedanaest područja između susjednih izobata

predstavljenih plavo-zelenim tonom kojemu se povećavao intenzitet kako se povećavala

dubina. U crno bijelom izdanju pomorski dio je prikazivao samo točke mjerenja i izobate.

Bila su naznačena imena oceana, njihove podjele i mora, a najudaljenije točke

dosegnute na Arktiku i Antarktiku bile su označene imenima istraživača i datumima.

Slika 64. Prikaz dijela B.I prvog izdanja

Prvo izdanje karte imalo je brojne pogreške, kao što su nepouzdani podaci o

dubinama, neispravna podjela Mercatorove projekcije i netočne reljefne oznake.

166

Drugo izdanje GEBCO-a

Rad na drugom izdanju karte započeo je već 1906. Cilj je bio uključiti nove

podatke batimetrijskih mjerenja i ispraviti pogreške iz prvoga izdanja. Tisak drugog

izdanja započeo je 1912. Bilo je planirano da se tiskaju četiri karte svaka tri mjeseca,

tako da bi se izdanje završilo za 18 mjeseci. Rad na drugom izdanju prekinut je za

vrijeme Prvog svjetskog rata. Tisak drugog izdanja završen je 1922. i u njega su

uključena mjerenja do 1912. U ovome izdanju zadržan je isti broj karata, sustav

označavanja, kartografske projekcije, geografska imena na kopnu i jezik karata. Reljef

morskog dna prikazan je izobatama od 200, 500, 1000 i 10.000 m. Uvedeni su nazivi

podvodnih obilježja i dodana je osnovna hipsometrija, kojom je prikazan reljef kopna. Na

listove karata bili su uključeni podaci o 30.000 mjerenja. Do završetka tiskanja

posljednje karte izdanje je u potpunosti zastarjelo (Nisu uvrštena brojna mjerenja

ultrazvučnim dubinomjerima, koji su u međuvremenu bili razvijeni.). Na Slici 65 prikazani

su listovi drugog izdanja a na Slici 66 prikaz dijela B.I toga izdanja.

Slika 65. Prikaz listova drugog izdanja GEBCO

167

Slika 66. Prikaz dijela B.I drugog izdanja

Treće izdanje GEBCO-a

U izradi trećeg izdanja IHB se suočio s cijelim nizom problema. Izrada trećeg

izdanja trajala je od 1935. do 1955. godine (Tri karte tiskane su kasnije – 1968. i 1969.).

Tijekom toga razdoblja došlo je do velikog napretka u hidrografskoj i oceanografskoj

tehnologiji. Počeo se kontinuirano koristiti ultrazvučni dubinomjer i elektronički sustavi

za pozicioniranje. To je rezultiralo značajnim povećanjem količine prikupljenih

informacija i potrebom za razvojem nove organizacije i tehničkih metoda koje bi se tim

informacijama koristile. Zadržan je isti broj karata, sustav označavanja i jezik karata.

168

Kartografske projekcije polova su promijenjene u stereografsku polarnu projekciju i

dodana su geografska imena na kopnu. Promijenjeno je mjerilo karata (1.10.000.000).

Zbog Drugog svjetskog rata i financijskih ograničenja IHB je mogao tiskati jednu kartu

godišnje. Na listove karata bili su uključeni podaci o 358.700 mjerenja. Do završetka

tiskanja posljednje karte izdanje je u potpunosti zastarjelo. Na Slici 67 prikazani su

listovi trećeg izdanja a na Slici 68 prikaz dijela B.I toga izdanja.

Slika 67. Prikaz listova trećeg izdanja GEBCO

169

Slika 68. Prikaz dijela B.I trećeg izdanja

170

Četvrto izdanje GEBCO-a

Izrada četvrtog izdanja trajala je od 1958. do 1970. godine. Tijekom izrade ovoga

izdanja vođene su dugotrajne rasprave o mjestu i načinu tiskanja karata. U ovome

izdanju zadržano je mjerilo iz prethodnog izdanja, dok su batimetrijske konture doživjele

promjene. Zbog naglog razvoja tehnologije mjerenja dubina i sustava za pozicioniranje

brodova zaključeno je kako je veliki broj batimetrijskih podataka na postojećim kartama

nepouzdan. Iz tog razloga 1969. odlučeno je da se uspori sa izdavanjem novih karata,

da bi naknadno bila donesena odluka o obustavi rada na izdavanju novih karata ovoga

izdanja. Ovo izdanje nije nikada dovršeno. U sklopu četvrtog izdanja tiskano je samo 6

karata.

Na Slici 69 prikazani su listovi četvrtog izdanja a na Slici 70 prikaz dijela B.I toga

izdanja.

Slika 69. Prikaz listova četvrtog izdanja GEBCO

171

Slika 70. Prikaz dijela B.I četvrtog izdanja

172

Peto izdanje GEBCO-a

Izrada petog izdanja trajala je od 1975. do 1995. godine. Prije početka izrade

usvojene su smjernice i specifikacije za novo izdanje tih karata. Zadržano je mjerilo

karata od 1.10.000.000 za šesnaest listova između 72° N i 72° S. Radi poboljšanja

pokrivenosti južnog Atlantskog, Indijskog i Tihog oceana dužine granica osam listova

južne hemisfere pomaknute su za 20° te je uvedeno preklapanje listova što je osiguralo

da važni oceanski bazeni i značajke morskog dna ne budu izrezani zbog pomaknutih

granica već se pojavljuju u cijelosti na jednom ili drugom listu.

Odlučeno je da se izrade samo dva lista zemljinih polova i da oba budu na

polarnoj stereografskoj projekciji u mjerilu 1:6.000.000, umjesto osam listova prethodnih

izdanja. Naknadno je odlučeno da će se tiskati međunarodna batimetrijska karta

Arktičkog oceana na četiri lista i u većem mjerilu, koja će zamijeniti GEBCO kartu

Arktika.

Promijenjen je jezik izdavanja karata. Tradicionalne metode iscrtavanja kontura

linearnim interpolacijama između dubina koje su se mjerile aparatima za mjerenja

dubina na izdvojenim točkama nisu pružale pravu morfološku sliku morskog dna. Stoga

su uvedene nove specifikacije, koje su dizajnirane za poboljšanje prezentacije i kontrolu

kvalitete, a uključivale su mjerenja (za dokazivanje pouzdanosti kontura u obliku

točkica), konture dubina (crtane u intervalima od 500 m, te intervalima od 100 m gdje su

podaci to dopuštali), ispravke mjerenja dubina ultrazvukom (zbog brzine zvuka u

morskoj vodi, pojava Carterovih tablica za ispravljanje dubina), obalnu crtu i topografiju

kopna, geografska imena i nomenklaturu značajki oceanskog dna.

1982. započela je digitalizacija batimetrijskih kontura, koja je završena 1992.

1996. odlučeno je da se neće raditi nova tiskana izdanja GEBCO.

Na Slici 71 prikazan je dio B.I toga izdanja.

173

Slika 71. Prikaz dijela B.I petog izdanja

Sadržaj digitalnih batimetrijskih karata GEBCO-a

U sklopu IHO-a razvijen je poseban servis, nazvan ''World Series of Bathymetric

Plotting Sheet'', koji prikuplja, obrađuje i uređuje batimetrijske podatke osamnaest

zemalja članica na svjetskoj razini. Podaci su dostupni korisnicima kroz program

GEBCO. Serija Općih batimetrijskih karata svjetskih oceana sastoji se od 18 karata.

Trenutačno je na snazi treće izdanje digitalnih karata iz travnja 2003., koje je ažurirano s

listopadom 2010., koje se nalaze na GEBCO Digital Atlas na CD-ROM-u.

174

Digitalne batimetrijske karte GEBCO-a pokrivaju područje morskog dna na

svjetskoj razini. U glavnom izborniku moguće je izabrati prikaz reljefa morskog dna na

jednoj od 18 batimetrijskih karata (Slika 72.).

Slika 72. Digitalna karta GEBCO

Te karte izrađene su u mjerilu 1: 10.000.000, ali je u izborniku moguće odabrati i

sitnija mjerila (1: 5.000.000, 1: 1.000.000 i 1:250.000). Izbornik omogućava odabir

područja za koje će biti prikazana batimetrijska karta. Područje se odabire unosom

odgovarajućih zemljopisnih širina i duljina. U izborniku je predviđena mogućnost odabira

kartografske projekcije, batimetrijske i hipsometrijske ljestvice, broja tonova, vrste

objekata koji će biti prikazani, mreže meridijana i paralela, te podataka o ledu u polarnim

područjima. Zbog usporedbe karte HHI i IHO-a odabrano je područje Jadranskog mora

sjeverno od paralele 42°00' N (Slika 73.). Za to područje u izborniku se odabiru:

- Mercatorova projekcija,

- batimetrijska ljestvica s dubinama do 1200 m,

- gradacija dubina od 20 m,

175

- odabir boje i načina prikaza reljefa kopna i

- mreža meridijana i paralela (razmak 1°).

Nakon odabira tih podataka kreira se digitalna karta. Mjerilo karte ovisi o

dimenzijama odabranog područja. Na karti je reljef morskog dna prikazan samo

nijansama plave boje. Digitalni oblik karte omogućava prikaz dubine za svaku poziciju u

odabranom području. U izborniku su omogućeni snimanje i ispis kreirane karte. Nakon

ispisa nije moguće dobiti podatke o dubinama kao na digitalnoj karti. CD-ROM GEBCO-

a sadrži i cijeli niz dodatnih podataka vezanih za premjer morskog dna na svjetskoj

razini. To su podaci o područjima obuhvaćenim premjerom, nazivi geografskih mjesta,

vrsti i nazivima podvodnih obilježja i slično.

Slika 73. Batimetrijska karta dijela Jadranskog mora GEBCO-a

176

KARTIRANJE MORSKOG OKOLIŠA

Kartiranje je proces koji obavljaju hidrografske organizacije. One izrađuju

navigacijske, batimetrijske, posebne i druge pomorske karte, planove i navigacijske

publikacije. Proces izrade prolazi kroz različite faze, kao što su izrada plana prikupljanja

podataka, hidrografski premjer, batimetrijska mjerenja, prikupljanje podataka pomoćnim

metodama, obrada podataka i izrada karte. Svaka faza može se sastojati od više

koraka, što ovisi o konkretnim slučajevima.

U ovome dijelu analizira se sustav kartiranja morskog okoliša. Ovakav sustav

moguće je primjeniti bez obzira na ustroj, organizacijsku strukturu i tehničko-tehnološku

razinu pojedinih hidrografskih organizacija.

U novije vrijeme razvija se primjena geografsko-informacijskog sustava

(Geographical Information System – GIS) u izradi pomorskog katastra. GIS pruža

mogućnosti prostornih analiza za različite primjene, pa tako i za razvoj pomorskog

katastra. GIS omogućava prostorne analize mora i morskog dna kroz analizu utjecaja

objekata ili pojava na morski okoliš, zdravlje ljudi i istraživanje i iskorištavanje morskih i

podmorskih resursa.

SUSTAV KARTIRANJA MORSKOG OKOLIŠA

Sustav izrade pomorskih karata temelji se na djelatnosti nacionalnih hidrografskih

organizacija. Iako su hidrografske organizacije različito organizirane i ustrojene, te

odgovorne za cijeli niz poslova u pomorstvu, njihova primarna namjena je hidrografska

djelatnost. U sklopu te djelatnosti središnje mjesto zauzima izrada pomorskih karata.

Ako hidrografsku organizaciju promatramo kao sustav u sklopu kojega se

izrađuju pomorske karte, onda se takav sustav općenito sastoji od podsustava (Slika

74.) koji omogućavaju njihovu izradu.

177

Nautički podsustav Hidrografski podsustav

Oceanografski podsustav Kartografski podsustav

Informacijski podsustav Reprodukcijski podsustav

Upravni podsustav

Informacijske veze

Veze izrade proizvoda

hidrografskih

organizacija

Slika 74. Sustav izrade pomorskih karata, planova i navigacijskih publikacija

Analiza sustava kartiranja morskog okoliša

Sustav kartiranja nalazi se u sklopu hidrografskih organizacija. One, bez obzira

na svoju unutarnju organizaciju i obujam poslova koje obavljaju, imaju upravni, nautički,

hidrografski, oceanografski, kartografski, informatički i reprodukcijski odjel. Ovi odjeli

predstavljaju podsustave kartiranja.

178

Ovisno o razini organizacije susreću se i drugi nazivi za elemente sustava, kao

što su uprave, uredi, odsjeci i sekcije. Bez obzira na to, njihove temeljne funkcije u izradi

pomorskih karata su iste.

Upravni podsustav obavlja poslove upravljanja hidrografskom organizacijom. On

usklađuje sve aktivnosti u procesu izrade pomorskih karata i upravlja ključnim

procesima.

Nautički podsustav obavlja poslove iz informativnog dijela sigurnosti plovidbe.

Ti poslovi su pružanje pomorskih sigurnosnih informacija, navigacijskih obavijesti

i razmjene podataka s drugim hidrografskim organizacijama. Primarno, poslovi

nautičkog podsustava odnose se na ažuriranje već izrađenih pomorskih karata i

navigacijskih publikacija.

Hidrografski podsustav obavlja poslove hidrografskih i batimetrijskih mjerenja.

Omogućava prikupljanje, obradu i upravljanje podacima dobivenih mjerenjima. Izmjereni

podaci obrađuju se do oblika koji je prikladan za izradu pomorskih karata, planova i

publikacija, te za pohranu u bazama podataka hidrografskih izvornika.

Oceanografski podsustav obavlja poslove oceanografskih i meteoroloških

istraživanja. Ona uključuju istraživanja fizičkih i kemijskih svojstava mora, geoloških

značajki morskog dna, te meteorološka mjerenja i motrenja. Omogućava prikupljanje,

obradu i upravljanje podacima dobivenih istraživanjima. Dobiveni podaci obrađuju se do

oblika koji je prikladan za izradu pomorskih karata i planova, te za pohranu u bazama

podataka hidrografskih izvornika.

Kartografski podsustav obavlja poslove projektiranja i izrade pomorskih karata,

planova i publikacija. On upravlja svim dobivenim podacima potrebnim za izradu tih

proizvoda, u analognom ili digitalnom obliku.

Informacijski podsustav namijenjen je za informacijsku potporu sustavima

upravljanja u hidrografskoj organizaciji. On osigurava cjelovitu informacijsku potporu

podsustavima hidrografske organizacije u procesu izrade pomorskih karata, planova i

publikacija. U sklopu podsustava mogu biti uspostavljene baze podataka namijenjene

drugim podsustavima.

Reprodukcijski podsustav obavlja poslove potpore u procesu grafičke obrade

proizvoda hidrografskih organizacija.

179

Elementi sustava kartiranja povezani su informacijskim vezama i onima za izradu

proizvoda hidrografskih organizacija (Slika 74.).

Informacijske veze su dvosmjerne i teku od upravnog prema svim ostalim

podsustavima. Svi podsustavi u procesu kartiranja povezani su međusobno

dvosmjernim informacijskim vezama. Svrha informacijskih veza je osiguravanje tijeka

informacija, te postizanje maksimalne međusobne usklađenosti podsustava u procesu

kartiranja.

Veze izrade pomorskih karata također su dvosmjerne i teku od upravnog prema

hidrografskom, kartografskom i reprodukcijskom podsustavu. Središnje mjesto u

procesu izrade zauzima kartografski podsustav, koji dobiva obrađene podatke od

hidrografskog i oceanografskog podsustava. Na temelju tih podataka kartografski

podsustav izrađuje sastavljački ili kartografski izvornik. Na temelju kartografskog

izvornika reprodukcijski podsustav izrađuje izdavački izvornik koji je osnova za tiskanje

karte. Svrha ovih veza je usklađenost elemenata sustava u procesu izrade karte.

Sustav izrade pomorskih karata, planova i navigacijskih publikacija prikazan na

Slici 74 ima opći karakter. Proces izrade pojedinih vrsta karata, planova ili navigacijskih

publikacija može zahtijevati i drukčiju organizaciju sustava, ili istu organizaciju, uz

različite poslove i veze između podsustava.

Tehnološki proces izrade pomorske karte

Tehnološki proces izrade pomorske karte sastoji se od općih (uredničko-

pripremnih) radova, izrade sastavljačkog (kartografskog) izvornika, izrade izdavačkog

izvornika i umnožavanja.

Opći radovi obuhvaćaju:

- proučavanje geografskog područja koje karta pokriva,

- određivanje svrhe karte,

- izbor projekcije kartografske mreže i mjerila karte,

- podjelu područja,

180

- utvrđivanje redoslijeda, načina prikupljanja i proučavanja kartografskih

izvornika ili postojećih dopuna,

- definiranje okvira karte ili područja prikaza,

- određivanje koordinata okvira karte,

- razradu sadržaja karte,

- izradu uputa za izradu karte,

- izradu uputa za tehnologiju izrade i

- izradu projekta, tj. plana karte.

Izrada sastavljačkog izvornika obuhvaća:

- izradu pravokutnih koordinata sjecišta mreže geografskih duljina i geografskih

širina,

- izbor temeljnih geodetskih točaka,

- nanošenje matematičke osnove izvornika karte na crtaću podlogu i

- kartiranje sadržaja iz temeljnih kartografskih izvornika.

Izrada izdavačkog izvornika obuhvaća:

- prenošenje sastavljačkog izvornika na podlogu izdavačkog izvornika,

- crtanje i graviranje znakova,

- usklađivanje s načinom reprodukcije karte,

- izradu oleata,

- kontrolu izdavačkog izvornika i usklađivanje sadržaja sa sastavljačkim

izvornikom,

- izradu primjerka za ispravljanje i

- zadnji urednički pregled.

Tehnološki proces izrade pomorske karte može se prikazati algoritmom (Slika

75.).

181

Početak

Tehnološki plan izrade

pomorske karte

Plan izrađen

Opći radovi

provedeni

Izrađen

sastavljački

izvornik

Izrađen

izdavački

izvornik

Izrađen

elektronički

format

Umnoži

Spremi Kraj

DA

DA

DA

DA

DA

NE

NE

NE

NE

NE

Slika 75. Algoritam izrade pomorske karte

182

GIS I MOGUĆNOST PRIMJENE U KARTIRANJU MORSKOG OKOLIŠA

Razvoj računalne tehnologije ubrzao je procese pohrane i analize velike količine

podataka, te je omogućio nastanak i razvoj GIS-a. GIS je informacijski sustav

namijenjen prikupljanju, pohrani, obradi i analizi prostornih i drugih podataka s ciljem

stvaranja nove prostorne informacije, odnosno grafički oblikovana izlaznoga proizvoda.

Iz definicije GIS-a razvidne su njegove prednosti u odnosu na klasičnu

kartografiju koje se očituju kroz pohranu većeg broja podataka, mogućnost prostornih

analiza, te prikazivanje analiza i informacija u obliku prilagođenom korisniku. GIS

omogućava organiziranje prostornih podataka u tematske slojeve. Tematski slojevi

organizirani u sklopu GIS-a omogućavaju osobi koja ''čita '' prikaz selekciju podataka

nužnih za obavljanje određenog projekta ili zadaće. GIS u prostornim analizama pruža

mogućnosti prikaza dinamičkih podataka izraženih kroz promjene u vremenu i prostoru.

Iako postoje brojne poveznice između GIS-a i drugih računalnih programa i alata, valja

naglasiti da svi postojeći programski alati koji se primjenjuju u kartografiji ne spadaju u

GIS. Programi i sustavi za automatsko kartiranje (Tu spadaju AM/FM – Automated

Mapping/Facilities Management program ili CAD/CAM – Computer Aided

Drafting/Computer Aided Mapping sustavi.) koji se koriste u automatiziranoj digitalnoj

kartografiji namijenjeni za izradu karata u digitalnom obliku ne mogu izvesti prostorne

analize podataka, pa ne spadaju u GIS.

Prostorni podaci i pridruženi atributi temelj su svakog GIS-a, a o njihovoj količini i

kvaliteti ovisi i kvaliteta prikaza i prostornih analiza. Geografski podaci i informacije u

GIS-u moraju biti predstavljeni u odgovarajućem digitalnom (GIS procesira podatke iz

različitih izvora i ujedinjuje ih u interaktivnu kartu, koja pruža relativno velike mogućnosti

korisnicima u smislu analize tih podataka.) formatu. Taj format postiže se digitalizacijom

podataka iz analognog formata i neposrednim mjerenjem. Digitalizirani podaci

pohranjuju se u baze podataka iz kojih se na temelju obilježja prostornih objekata

(entiteta) rade prostorne analize.

Prostornim analizama moguće je dobiti odgovore na lokacijska, topološka i

simulacijska pitanja postavljenog problema. Lokacijska pitanja daju odgovore gdje se

što nalazi, odnosno što se nalazi u nekom dijelu prostora.

183

Topološka pitanja daju odgovore vezane za utvrđivanje prostornih veza između

objekata, metriku, površine, itd. Simulacijska pitanja predstavljaju simulacije prostornih

događaja, kao što su naplavljeno područje nastalo izlijevanjem rijeke iz korita i sl.

GIS ima široku primjenu u različitim područjima ljudske djelatnosti. Tako je

moguća njegova primjena u izradi pomorskog katastra, kroz prikaz, odnose i prostorne

analize entiteta koji se nalaze na morskom dnu i podzemlju. Taj koncept primjenjuje se

u dijelu država koje su razvile ili razvijaju pomorske katastre.

GIS i pomorski katastar

Pomorski katastar je koncept novijeg doba, koji se počeo razvijati prije desetak

godina u zemljama anglosaksonskog kruga. Pomorski katastar vuče korijene iz Kanade,

Sjedinjenih Američkih Država, Novog Zelanda i Australije.

Pojam pomorskog katastra nema jednoznačnu definiciju. Njegovo definiranje išlo

je u tehničkom i sadržajnom smjeru. U tehničkom smjeru definicije određuju pomorski

katastar kao podlogu za utvrđivanje granica na moru,43 dok ga u sadržajnom smjeru

definicije određuju kao pomorski informacijski sustav kojim se određuju priroda i

prostorni okvir interesa, vlasničkih prava i odgovornosti u morskim područjima.44

Pomorski katastar u Republici Hrvatskoj definiran je u Članku 15. Zakona o

hidrografskoj djelatnosti kao evidencija koja sadrži podatke o moru, morskom dnu i

morskom podmorju, značajne za sigurnost plovidbe, osim podataka od interesa za

obranu. On sadrži podatke o korisnicima, načinu i obujmu korištenja mora, morskoga

dna i morskoga podmorja, kao i evidencije objekata, radova, pojava i sl. značajnih za

sigurnost plovidbe, prema područjima jedinica lokalne samouprave i jedinica lokalne

uprave i samouprave.

43 Pomorski katastar je sustav koji omogućava da se granice pomorskih prava i interesa zabilježe, prostorno obrade i fizički definiraju u odnosu prema granicama drugih, susjednih ili povezanih prava i interesa. 44 Pomorski katastar je pomorski informacijski sustav koji obuhvaća prirodu i prostorni obujam interesa i vlasničkih prava, s obzirom na vlasništvo, različita prava i odgovornosti u sklopu jurisdikcije na moru.

184

Iz ove definicije vidljivo je da se pod pomorskim katastrom u Republici Hrvatskoj

smatra evidencija podataka značajnih za sigurnost plovidbe, te će njegov razvoj ići u

tome smjeru pod okriljem HHI, koji je zakonom zadužen za njegovo vođenje.

Pojam katastar nužno je povezan s pojmom čestica, koja obuhvaća

dvodimenzionalni ili trodimenzionalni prostor na kojemu se ostvaruju određena prava ili

obveze. U slučaju pomorskog katastra valja govoriti o pomorskoj čestici kao

četverodimenzionalnom prostoru.

Slika 76. Pomorska čestica

Četvrta dimenzija je vrijeme i njeno uvođenje nužno je kada zbog dinamike

promjena u morskom mediju ili vremenskog ograničenja dolazi do promjena u pravima,

interesima ili obvezama u određenom morskom području. Budući da se na jednoj

pomorskoj čestici u istome vremenu može pojaviti više prava, interesa ili obveza za

jednu ili više osoba, problem određivanja tih čestica, kao i razvoj pomorskog katastra,

složen je.

185

Razvoj pomorskih katastara u svijetu dodatno otežavaju brojna administrativna,

pravna i tehnička pitanja. Zato je pomorski katastar potrebno shvatiti kao dio ukupne

infrastrukture prostornih podataka o moru,45 te kao alat koji je namijenjen za definiranje i

upravljanje morskim područjima. U svakom slučaju, pomorski katastar mora se sastojati

od pravnih i prostornih informacija o morskim područjima.

Temelj su svakog pomorskog katastra, bez obzira na nacionalna zakonodavstva,

prostorni podaci o moru. Sadašnje stanje pokazuje kako u državama postoje različita

tijela koja razvijaju i upravljaju skupinama podataka o moru. Ta tijela razvijaju podatke

za vlastite svrhe. Pomorski katastar može biti temelj međusobnog povezivanja različitih

tijela i njihovih podataka u jedan sustav upravljanja infrastrukturom prostornih podataka

o moru.

Iz samih definicija jasno je da je pomorski katastar evidencija koja ima nacionalni

karakter i ovisi o nacionalnoj jurisdikciji. Zato danas na općoj razini nije moguće točno

definirati pomorski katastar i standardizirati njegov sadržaj, svrhu i obujam podataka koji

će u njemu biti prikazani.

Namjera nacionalnih zakonodavstava u izradi pomorskog katastra trebala bi biti

prikupljanje svih dostupnih prostornih podataka o moru i njihovo prikazivanje na

jedinstven način, radi boljeg upravljanja morem i njegovim resursima.

Za ispunjenje ovoga općeg cilja potrebna je uspostava pomorskog katastra

prema modelu prikazanom na Slici 77.

45 Infrastruktura prostornih podataka (eng. Spatial Data Infrastructure) o moru sastoji se od politike, standarda i procedura prema kojima se organizacije i tehnologije međusobno potiču na učinkovitije korištenje, upravljanje i proizvodnju prostornih podataka. Razvoj infrastrukture prostornih podataka o moru kritični je dio razvoja i uporabe GIS-a u tome području.

186

UPRAVLJAČKO TIJELO

ORGANIZACIJE

TEHNOLOGIJA

STANDARDI PROCEDURE

PODACI

POMORSKI KATASTAR U GIS

OKRUŽJU

Slika 77. Model razvoja pomorskog katastra

Prema modelu, potrebno je na razini države uspostaviti upravljačko tijelo koje će

integrirati sustav prostornih podataka o moru kroz usklađivačke mehanizme prikupljanja,

upravljanja, standarda i kvalitete podataka s organizacijama.

Pod organizacijama se podrazumijevaju vladina tijela i privatne organizacije, koje

prikupljaju podatke za vlastite potrebe. Ove organizacije koriste različite suvremene

tehnologije za planiranje, prikupljanje, obradu i prikazivanje podataka, koji su temelj

pomorskog katastra, bez obzira na njegovu specifičnu svrhu i organizaciju prikaza.

Upravljačko tijelo prikupljene podatke organizira u sustav pomorskog katastra i

koristeći suvremene tehnologije vizualizira ih u obliku i prema tematskim slojevima

prilagođenim potrebama korisnika u skladu s nacionalnom legislativom.

187

Mogućnost primjene GIS-a u kartiranju morskog okoliša

Budući da GIS pruža prostorne analize, moguće ga je koristiti u donošenju odluka

vezanih za morsko okružje, pa tako i u izradi pomorskog katastra. Podaci predstavljeni u

pomorskom katastru mogu se uporabom GIS-a predstaviti u digitalnom obliku u

relativno velikom broju tematskih slojeva, što ovisi o namjeni katastra i zakonskoj

regulativi u sklopu koje se katastar izrađuje. GIS pruža mogućnost integracije podataka

različitih formata i medija. Tako je u sklopu pomorskog katastra temeljenog na GIS-u

moguće koristiti podatke dobivene klasičnom batimetrijom, hidrografskim premjerom, ali

i podatke dobivene satelitskim slikama, aerofotosnimanjem ili s bilo koje vrste digitalnih

karata.

Dosadašnji primjeri iz prakse izrade pomorskog katastra pokazuju da je GIS

temeljni ''alat'' u njegovoj izradi. Tako je u Japanu razvijen prototip interaktivnog

pomorskog katastra koji se temelji na GIS programskom paketu verzije ArcGIS 9.3. U

Sjedinjenim Američkim Državama razvoj višenamjenskog pomorskog katastra

(Višenamjenski pomorski katastar (eng. The Multipurpose Marine Cadastre) integrirani

je pomorski informacijski sustav koji daje pravne, fizikalne, ekološke i kulturalne

informacije u zajedničkom GIS okviru.) također se temelji na GIS programskom paketu,

koji omogućava različitim korisnicima sveobuhvatni vizualni pristup u analizi podataka.

Iz dosadašnje analize vidljivo je da GIS omogućava vizualizaciju podataka u

pomorskom katastru. Valja naglasiti da GIS nije samo karta, nego je sustav

organiziranih i na odgovarajući način prikazanih prostornih podataka, koji mogu uključiti i

podatke o moru, morskom dnu i podzemlju. U svojoj naravi pomorski katastar treba biti

višenamjenski i višedimenzijski, poglavito zbog karakteristika morskog okružja.

Konkretna organizacija pomorskog katastra ovisit će o njegovoj namjeni i

nacionalnim propisima. Iako se pomorski katastri tek razvijaju u relativno malom broju

država, može se zaključiti da će se u razvoju koristiti GIS koji će omogućiti izradu

katastara organiziranih u tematskim slojevima. Tematski slojevi omogućit će primjenu

prostornih analiza na partikularnoj razini kroz tematske cjeline.

Tako je prema američkom modelu višenamjenski pomorski katastar organiziran u

osam tematskih cjelina.

188

Tematske cjeline su granice jurisdikcije i limiti, savezni propisi – geologija,

područja saveznih agencija, navigacija i pomorska infrastruktura, fizikalna i

oceanografska cjelina, korištenje od strane ljudi, morska staništa i bioraznolikost, te

dodatne interaktivne službe i ArcGIS serveri. Svakoj tematskoj cjelini pridruženi su

odgovarajući tematski slojevi.

U Japanu je pomorski katastar organiziran u jedanaest kategorija (Kategorije su

osnovne informacije, pomorske informacije, infrastruktura, obalne instalacije, ribarstvo,

okoliš, geologija, prirodni resursi, informacije za odmor, informacije o opasnostima i

oceanske struje.) s pripadajućim potkategorijama. Na Slici 78. prikazan je razvoj

pomorskog katastra kroz tematske slojeve GIS-a.

Slika 78. Razvoj pomorskog katastra kroz tematske slojeve GIS-a

189

Budući da će katastar biti prilagođen nacionalnim potrebama, nije moguće

predložiti točan sadržaj i organizaciju unutar tematskih cjelina ili kategorija, kao niti

sadržaj tematskih slojeva ili potkategorija pomorskog katastra. Bez obzira na to,

pomorski katastri sadržavat će skup organiziranih podataka o moru, morskom dnu i

podzemlju, a GIS pruža korisnicima mogućnost prostornih analiza na temelju tako

organiziranih podataka.

190

ELEKTRONIČKE NAVIGACIJSKE KARTE

Elektroničke navigacijske karte predstavljaju jedan od značajnijih razvojnih

projekata IHO-a. Njihov razvoj povezan je s razvojem računalnih sustava. U razvoju tih

karata sudjeluju nacionalne hidrografske organizacije, IMO i IHO. IMO i IHO su dvije

glavne međunarodne organizacije u području razvoja standarda za elektroničke karte i

sustave za njihov prikaz. IMO je osigurao pravni okvir njihove primjene na brodovima

kroz izmjene SOLAS konvencije i razvoj Izvedbenih standarda za ECDIS (IMO

Performance Standards for ECDIS). IHO je razvio set tehničkih standarda koji služe

ujednačavanju izrade, kvalitete, formata, prijenosa, ažuriranja i zaštite podataka te

standarde njihova prikaza na brodovima. Nacionalne hidrografske organizacije izrađuju

elektroničke navigacijske karte i njihove ispravke. Od ostalih sudionika u ovome sustavu

važno je spomenuti proizvođače originalne opreme (proizvođače opreme za prikaz

ENC) te središta za njihovu distribuciju. U nastavku se analiziraju temeljni pravni i

tehnički pojmovi, vrste i osnovne značajke elektroničkih navigacijskih karata, sustav

zaštite podataka, održavanja i distribucije tih karata.

Temeljni pojmovi vezani za elektroničke navigacijske karte

Osnovna podjela pomorskih karata je na službene i neslužbene (privatne) karte.

Službene pomorske karte su one karte koje izdaje država, ili od države priznata

organizacija. Službenim kartama se dakle, smatraju one karte koje država službeno

priznaje. Za razliku od njih, neslužbene (privatne) karte su one karte koje izdaju različite

privatne organizacije. Te karte država ne priznaje kao službene, ali se one u relativno

velikom broju koriste na brodovima. Ovdje se primarno radi o non-SOLAS brodovima i

dijelu SOLAS brodova na kojima ne postoji obveza korištenja ECDIS-a. Neslužbene

karte koriste se kao podloga GPS-a te u sustavima za prikaz tih karata različitih

proizvođača.

Službene pomorske karte dijele se na papirnate i elektroničke navigacijske karte.

Opća definicija pomorske karte je: ''Pomorska karta posebno je konstruirana karta

namijenjena da udovolji zahtjevima za pomorsku navigaciju. Na njoj su (uz ostalo)

191

prikazane dubine mora, vrsta dna, visine terena i različitih struktura kao što su

svjetionici, ili tornjevi, konfiguracija i karakteristike obale, te navigacijske opasnosti.’’

Definicija pomorske karte prema SOLAS-u je: ''Pomorska karta ili nautička

publikacija je karta ili publikacija posebne namjene, ili posebno kompilirana baza

podataka iz koje je ta karta ili publikacija derivirana, koja je službeno izdana od ili po

ovlasti vlade ovlaštenog hidrografskog ureda ili relevantne vladine institucije i koja je

dizajnirana da zadovolji zahtjeve pomorske plovidbe.''

Definicija elektroničke navigacijske karte (Electronic Navigational Chart – ENC)

prema IMO-u je: ''ENC je baza podataka, standardizirana prema sadržaju, strukturi i

formatu te izrađena za korištenje u ECDIS-u, koju je izdala ovlaštena hidrografska

organizacija. ENC sadrži sve informacije nužne za sigurnu plovidbu a može sadržavati i

dodatne informacije u odnosu na informacije s papirnatih karata, ukoliko se procijeni da

su te informacije nužne za sigurnu plovidbu.''

SENC (System Electronic Navigational Chart) je baza podataka nastalih

transformacijom ENC-a za potrebe ECDIS-a. SENC je pristupačna samo preko ECDIS-

a i ekvivalent je ispravljenim papirnatim navigacijskim kartama. SENC predstavlja

konverziju ENC podataka iz formata u kojemu su proizvedene u interni format s ciljem

dobivanja optimalnog prikaza i mogućnosti ispravaka ENC. Kako bi se ENC prikazala na

ECDIS-u potrebno ju je pretvoriti iz ''machine readable'' u ''human readable'' format, tj.,

da bi ENC podaci bili prikazani na pokazivaču ECDIS-a potrebno ih je transformirati u

SENC. Svaki proizvođač ECDIS software-a ima svoj vlastiti format SENC-a. Dakle, ENC

je sama po sebi baza podataka, dok SENC predstavlja podatke koje generira operater ili

sustav, kako bi prikazao informaciju na sustavu. SENC podaci moraju biti prikazani na

ECDIS-u u skladu sa standardom S-52 IHO-a, bez obzira o kojoj se vrsti software-a

radilo. Postoje dva načina konverzije ENC u SENC. To su konverzija na ECDIS-u i

konverzija koju obavlja distributer ENC podataka.

Konverzija ENC u SENC uobičajeno se obavlja na ECDIS-u (na brodu). Prema

tome načinu, ENC podaci koji se primaju od distributera nalaze se u formatu standarda

IHO-a S-57. To je format za izradu ENC u skladu sa standardom S-57 IHO-a. Taj

standard nije predviđen za prikaz podataka ENC na pokazivaču ECIDS-a, jer je format

S-57 primarno namijenjen za prihvaćanje i prijenos hidrografskih i kartografskih

192

informacija. ECDIS konvertita svaki primljeni ENC u SENC. Nakon konverzije

omogućava se prikaz podataka u ECDIS-u. Prednost ovakvog načina konverzije je u

tome da brodarska kompanija može posjedovati ECDIS-e različitih proizvođača i pri

tome zaključen ugovor o distribuciji samo s jednim distributerom. Distributer će

dostavljati podatke na brodove na kojima će uređaji obavljati konverziju ENC u SENC.

Također, postoji mogućnost u kojoj ovlašteni distributer obavlja konverziju i

umjesto ENC distribuira SENC. Ovakva mogućnost ostavljena je kako bi se izbjegli

potencijalni problemi pri konverziji na brodu. Pored navedene prednosti, postoje i

nedostatci koji su vezani za nestandardizirani format SENC-ova. Svaki proizvođač

originalne opreme ima svoj vlastiti (interni) SENC format. Problem se rješava na relaciji

između proizvođača originalne opreme i distributera. Treba napomenuti kako je za

ovakav način konverzije potrebno dopuštenje hidrografske organizacije koja proizvodi

ENC. Ovo je važno zbog toga što neke hidrografske organizacije ne dopuštaju

distributerima konverziju ENC u SENC.

SENC služi navigacijskim funkcijama ECDIS-a i omogućava:

- mjerilo ENC (mogućnost zoomiranja),

- automatsko filtriranje minimalnog i maksimalnog mjerila (SCAMIN – scale

minimum i SCAMAX – scale maximum),

- uklanjanje nekih obilježja i preklapanja ENC (ENC overlays),

- ispitivanje sigurnosnih kontura te

- standardni, temeljni i potpuni prikaz ENC na pokazivaču ECDIS-a.

SENC se može smatrati kao ekvivalent papirnatoj karti i on mora sadržavati

ažurirane podatke koji su spremni za prikazivanje u ECDIS-u

IMO definira ECDIS kao ''navigacijsko-informacijski sustav koji uz odgovarajuću

potporu može udovoljavati zahtjevima Pravila V/20 SOLAS-a koji prikazuje selektirane

informacije sa sistemske elektroničke navigacijske karte, zajedno s informacijama o

poziciji broda s navigacijskih senzora, s ciljem da omogućuje navigatoru planiranje

putovanja i nadzor provedbe putovanja te prikaz dodatnih navigacijskih informacija u

plovidbi.'' Dakle, da bi se neki sustav za prikaz elektroničkih navigacijskih karata

smatrao ECDIS-om on mora imati mogućnost prikaza službenih ENC koje se tijekom

vremena korištenja mogu ažurirati službenim ispravkama tih karata.

193

Osim ECDIS-a, (koji prikazuje ENC u vektorskom formatu) trenutačno je u

uporabi i sustav za prikaz rasterskih karata. Taj sustav zove se RCDS (Raster Chart

Display System). RCDS se definira kao ''navigacijski informacijski sustav koji prikazuje

rasterske navigacijske karte s informacijama o poziciji s navigacijskih senzora koje

pomažu pomorcu u planiranju i nadzoru rute i ako se zahtijeva, prikaz dodatnih

informacija u vezi navigacije''. Uobičajene izvedbe ECDIS-a imaju mogućnost rada u

dualnom modu (''dual fuel''), što znači da sustav može raditi kao ECDIS i kao RCDS.

RNC (Raster Nautical Chart – rasterska navigacijska karta) koristi se prilikom

rada ECDIS-a u RCDS modu i definira se kao ''digitalna kopija papirnate pomorske

karte koju proizvodi ili distribuira prema ovlasti od vlade odobreni hidrografski ured. RNC

u skladu sa specifikacijama označava pojedinačnu kartu ili skupinu karata''. Dakle, kao

RNC čija je uporaba dopuštena u ECDIS-u (RCDS mod) mogu se koristiti jedino one

karte nastale na podlozi službenih karata, tj., onih karata koje država službeno priznaje.

U području prikaza elektroničkih navigacijskih karata susreće se i pojam ECS

(Electronic Charting System). ECS su ''svi sustavi elektroničkih karata koji nisu testirani i

certificirani u skladu s IMO ECDIS performance standards. Mogu koristiti ENC, RNC, ili

druge privatne elektroničke karte i mogu imati funkcije slične ECDIS-u.''

Standardi IHO-a i zahtjevi IMO-a za ENC/RNC i ECDIS/RCDS

IMO je u SOLAS konvenciji (Poglavlje V – Sigurnost plovidbe) definirao

pomorsku kartu, pri čemu je izjednačio papirnate i elektroničke karte. Također je u

Poglavlju V zadao obvezu posjedovanja ažuriranih pomorskih karata na brodu te

precizno definirao mogućnost uporabe ECDIS-a. Ove odredbe detaljno su analizirane u

sklopu poglavlja ''Pravni okvir međunarodne hidrogarfske djelatnosti'' te se ovdje neće

dalje analizirati.

Nadalje, IMO je definirao pravila za opremu koja se koristi u ECDIS-u. Ta pravila

sadržana su u ''IMO ECDIS Performance Standard-u''. Na početku razvoja sustava IMO

je planirao korištenje samo službenih vektorskih karata. Zbog poteškoća i dugog

vremena potrebnog za proizvodnju vektorskih karata, IMO je ostavio mogućnost

korištenja službenih rasterskih karata u ECDIS-u. U slučaju kad se u ECDIS-u koriste

194

rasterske karte IMO zahtijeva obvezno posjedovanje službenih papirnatih karata. U tom

slučaju uporaba službenih papirnatih karata je primarni sustav, dok se uporaba RCDS-a

dozvoljava kao sekundarni sustav. Kad se ECDIS koristi kao navigacijski sustav, IMO

zahtijeva posjedovanje odgovarajućeg neovisnog ''backup'' sustava, tj., posjedovanje

još jednog neovisnog ECDIS-a ili seta papirnatih karata.

U nastavku će se analizirati izrada rasterskih karata koje moraju biti usklađene sa

standardom IHO-a S-61 ’’Product specification for Raster Navigational Charts (RNC)’’.

Također će se analizirati ''Transfer standard for Digital Hydrographic Data, Version 3.1''.

Taj standard predstavlja temelj za izradu vektorskih karata i poznatiji je pod nazivom

IHO S-57 standard. Uz navedene analizirati će se i standard zaštite podataka ENC-a

IHO S-63 ''IHO Data Protection Scheme, Edition 1.1.1''.

Kako je već ranije rečeno, razlikuju se vektorske i rasterske elektroničke

navigacijske karte. U nastavku se obrađuju temeljne značajke i načela izrade tih karata

zajedno s gore navedenim standardima.

195

VRSTE I OSNOVNE ZNAČAJKE ELEKTRONIČKIH KARATA

Nacionalne hidrografske organizacije izrađuju elektroničke navigacijske karte.

Temelj izrade tih karata predstavljaju podaci iz hidrografskih izvornika i baza podataka

hidrografskih organizacija. Hidrografski izvornici izrađuju se u analognom i (u novije

vrijeme) digitalnom formatu. Izrada elektroničkih karata je pretvaranje analognih u

digitalne podatke ili kreiranje digitalnih podataka.

Analogni podatak može biti zapisan u digitalnom obliku na vektorski i rasterski

način. Vektorski podatak je podatak u obliku zadanih koordinata (u koordinatnom

sustavu određuju položaj informacije u matrici memorijskih ćelija računala).

Rasterski podatak je podatak u obliku zapisa informacije na registarskoj adresi

(matrica memorijskih ćelija podijeljena je na registre; registri su podijeljeni na piksele;

broj piksela određuje rezoluciju). Piksel je točka koja identificira boju i svjetlinu. Svakom

pikselu se može odrediti točna pozicija.

U nastavku se analiziraju osnovne značajke i standardi za RNC i ENC.

Rasterske navigacijske karte (RNC)

U rasterskoj tehnologiji slike su sastavljene od elemenata koji se zovu pikseli

(picture elements – pixels). Vrijednost boje i svjetline (brightness) svakog piksela

određena je tijekom procesa skeniranja. Nakon skeniranja slika se pohranjuje (sprema)

u digitalnom formatu. Pravokutna mreža piksela generira se tijekom skeniranja, prilikom

čega se pikseli raspoređuju u redke i stupce ovisno o smjeru skeniranja. Piksel zauzima

definirani položaj u stupcu i redku. Zato je pikselu moguće dodijeliti jedinstveni broj

stupca i redka kojega zauzima. Osnovna prednost rasterske karte je vrlo kratko vrijeme

njezine izrade. Dakle, vrijeme izrade rasterske karte jednako je vremenu skeniranja.

Prednost izrade rasterske karte može se smatrati i njezinim nedostatkom. Kvaliteta

prikaza rasterske karte ovisi o kvaliteti skeniranja. Što je veća rezolucija skeniranja veća

je kvaliteta rasterske karte, ali je i veći broj piksela. Što je veći broj piksela potreban je

veći memorijski prostor za pohranu skenirane karte u rasterskom formatu.

196

Budući da je većina papirnatih karata izrađena u formatu A0, nakon skeniranja

rasteske karte obično zahtijevaju 10 MB memorije. Iako postoje opcije komprimiranja

podataka, pohrana rasterskih karata može biti ograničavajući čimbenik.

Rasterska karta identična je papirnatoj karti. Ona predstavlja digitalno pohranjenu

papirnatu kartu. Struktura podataka rasterske karte odgovara podacima s papirnate

karte.

Slika 79. Prikaz rasterske navigacijske karte

Prednosti rasterske navigacijske karte

Prednosti RNC su:

- određivanje pozicije svakog piksela i

- izračun azimuta i udaljenosti bilo kojih dviju točaka.

197

RNC omogućava određivanje pozicije svakog pojedinog piksela poznajući

geografske koordinate i kartografsku projekciju. Korištenjem kursora sustav na

pokazivaču može osigurati prikaz geografskih koordinata svakog pojedinog piksela.

Računalo pri korištenju RNC može izračunati azimut i udaljenost između bilo kojih dviju

točaka odabranih na pokazivaču. Iako je RNC ''samo slika'' očite su njezine prednosti u

odnosu na papirnatu kartu.

Nedostaci rasterske navigacijske karte

Temeljni nedostatak RNC je u karakteru njezinih podataka. Kako je već rečeno,

RNC je digitalna karta temeljena na analognim podacima. Temeljna jedinica te karte je

piksel, koji jedino sadrži informacije o boji i svjetlini. Dakle, piksel je nositelj jedino tih

dviju informacija i nema mogućnosti određivanja drugih informacija o tom pikselu, kao

niti informacija o susjednim pikselima. Skupine piksela predstavljaju dijelove

informacijskog sadržaja RNC, a cjelovita RNC sastavljena od relativno velikog broja

piksela (milijun i više piksela) predstavlja ukupni informacijski sadržaj karte. U tom

smislu RNC se čita na isti način kao i papirnata karta. Za čitanje i razumijevanje RNC

potrebno je poznavanje znakova i kratica koje se koriste na papirnatim kartama. Dakle,

povećavanjem (zooming in) ne povećava se broj informacija, nego se samo jasnije vide

informacije s pomorske karte. Jasnoća prikaza u ovom slučaju ovisi o rezoluciji

skeniranja RNC. Loša rezolucija umanjuje jasnoću detalja prikaza.

Potrebno je napomenuti i ograničenje vezano za korištenje boja i svjetlosti na

digitalnom pokazivaču. Budući da je boja digitalno kodirana, intenzitet svjetlosti može se

modificirati. Zato podešavanje boje pokazivača ima veliku važnost u radu pri različitim

uvjetima ambijentalnog osvjetljenja i načinu rada (dan, sumrak, noć ili umetanje

radarske slike na kartu).

198

Proizvodnja i korištenje rasterskih navigacijskih karata

RNC koje se koriste u ECDIS-u moraju imati karakter službenih karata. Danas se

najčešće koriste RNC koje proizvodi UKHO (British Admiralty) i NOAA. RNC koje

proizvodi UKHO poznatije su pod nazivom Admiralty Raster Chart Service (ARCS).

ARCS predstavljaju digitalne preslike službenih papirnatih karata UKHO koje su

usklađene sa Standardom IHO-a S-61. UKHO je ukupno proizveo više od 3.000 RNC

kojima pokriva međunarodne pomorske rute i glavne luke u različitim mjerilima. Na taj

način može se reći kako UKHO putem ARCS osigurava globalnu pokrivenost

elektroničkim kartama koje se koriste u ECDIS-u. UKHO osigurava i ažuriranje ARCS

preko sustava tjednih izdanja oglasa za pomorce (Notices to Mariners – NtM). U NtM su

uključeni i T i P oglasi. Ažuriranje je jednostavno koncipirano, tako da je za ovaj proces

potrebno vrlo kratko vrijeme. UKHO je razvio i dodatni servis koji se naziva ADMIRALTY

e-Navigator Planning Station. Taj servis omogućava korištenje digitalnog kataloga

UKHO, jednostavno ažuriranje digitalnih karata (uključivo i RNC) i naprednu platformu

koja posadama brodova omogućava brze i učinkovite informacije o svim digitalnim

proizvodima UKHO.

NOAA proizvodi RNC koje predstavljaju službene digitalne preslike papirnatih

karata koje je proizveo OCS. I one zadovoljavaju zahtjeve Standarda IHO-a S-61 i

ažuriraju se na temelju njihovih tjednih NtM. Važno je napomenuti i činjenicu da NOAA

RNC ne zadovoljavaju zahtjeve Obalne straže SAD koji se postavljaju pred trgovačke

brodove. Dakle, iako je njihova uporaba dopuštena temeljem odredbi IMO-a, nacionalni

propisi SAD-a zahtijevaju korištenje vektorskih karata, jer je obalno područje SAD-a

pokriveno odgovarajućim vektorskim kartama.

Još jednom treba napomenuti kako je IMO 1998. dopustio korištenje RNC nakon

što je zaključeno kako proizvodnja ENC još dugo vremena neće moći osigurati globalnu

pokrivenost digitalnim kartama. Zato je donesena odluka da se RNC mogu koristiti u

onim područjima koja nisu pokrivena sa ENC i to samo u slučaju da se za ta područja

koriste i ažurne papirnate karte. Za ECDIS koji može koristiti ENC i RNC kaže se da radi

u dualnom modu (''dual fuel''), dakle kao ECDIS i kao RCDS.

199

Standard IHO-a S-61

Standard IHO-a S-61 je jedini standard koji se odnosi na RNC. Standard je

usvojen 1999. nakon što je 1998. Odbor za pomorsku sigurnost IMO-a usvojio

amandmane na Rezoluciju (MSC.86 (70)). Amandmanima se dopušta rad ECDIS-a u

RCDS modu u onim područjima koja nisu pokrivena ENC-om. Standard se sastoji od

osnovnog teksta i Dodatka A (RCDS Mode of Operation – izmjena IMO Performance

Standards za ECIDS). U nastavku se obrađuje samo osnovni tekst Standarda.

Standard definira RCDS, RNC i NtM (ažuriranja). Pri tome je u standardu

naglašeno kako je struktura podataka i metapodataka RNC u isključivoj nadležnosti

hidrografskih organizacija koje ih proizvode. RNC se može sastojati od slikovne

datoteke i metapodataka. Format slikovne datoteke je u nadležnosti hidrografske

organizacije. Rezolucija treba biti takva da omogući jasan prikaz svih informacija koje

sadrži originalna papirnata karta iz koje je RNC izrađena. Točnost slikovne datoteke

treba biti takva da omogući prikaz pozicije s barem jednakom točnošću kao i na

papirnatoj karti.

Metapodaci koji bi trebali biti uključeni u RNC su podaci o proizvođaču, broj RNC,

broj karte (ako je različit od broja RNC), datum izdavanja RNC, datum izdanja karte

(papirnate), zadnji ispravak prema NtM, ranije ispravke prema NtM (papirnate karte),

mjerilo, položaj sjevera, horizontalni datum, korekcija horizontalnog datuma (ako

papirnata karta nije izrađena u WGS-84 ili PE-90), vertikalni datum, jedinice u kojima su

izražene dubine i visine, rezolucija (pixel/mm ili pixel/in), mehanizam (parametri i

algoritam) koji omogućava pretvaranje geografskih pozicija u koordinate RNC (piksela) i

obrnuto, paletu boja za dnevni, noćni i rad tijekom sumraka (dnevne boje jednake onima

na papirnatoj karti, noćne i boje za sumrak što sličnije onima za ENC) i dovoljno

informacija o ostalim važnim podacima koje karta može sadržavati.

Proizvođač RNC mora osigurati njihovo redovito ažuriranje, putem ispravaka koji

se objavljuju u NtM. Ažuriranje se provodi preko metapodataka. Kad RNC slikovna

datoteka sadrži jednu ili više diskretnih slika, kao što su umetci karte (''naljepnice''),

metapodatci trebaju biti dovoljni za prepoznavanje na koje se umetke ažuriranje odnosi.

Proizvođač ispravka za RNC mora osigurati podatke o broju i datumu ispravka, broju

200

RNC na koju se ispravak odnosi, datum izdanja karte na koju se ispravak odnosi, bilo

koje promjene u metapodacima i dovoljno informacija koje će omogućiti automatsko

ažuriranje RNC i prikaz podataka o ažuriranju.

Zaključno, Standard definira da se RNC-om može smatrati samo ona karta koju

je izdala hidrografska organizacija na temelju skeniranja službene papirnate karte i koja

ima mogućnost radovitog održavanja na temelju službenih NtM. Nadalje, Standard

definira tehničke specifikacije za RNC i njihova ažuriranja. Iz tih specifikacija proizlazi da

RNC mora omogućiti barem jednake mogućnosti vođenja sigurne navigacije kao i

papirnata karta. Specifikacije također zahtijevaju mogućnost korištenja u ECDIS-u (rad u

RCDS modu) uz mogućnost automatskog ažuriranja RNC. Automatsko ažuriranje RNC

mora biti zabilježeno u ECDIS-u i mora se provoditi putem službenih NtM, istom

periodikom kao i kod papirnatih karata.

Vektorska navigacijska karta (ENC)

ENC je temeljena na vektorskoj grafici.46 Svi geometrijski i garfički elementi koji

se uključuju u informacijski sadržaj ENC mogu biti prikazani kao točka, crta i područje

kojima se mogu dodati simbol i tekst. Kad se tim elementima dodaju informacije koje im

pripadaju govorimo o vektorskoj obradi podataka. Vektorske podatke potrebno je

geografski referencirati, tj. povezati ih s geografskim koordinatama. To se osigurava

putem referentnih točaka na kojima se mogu prikazati simboli i tekst. Crte povezuju

referentne točke. Crte se definiraju koordinatama referentnih točaka. Područja su

razgraničena poligonima graničnih crta.

Točka kao vektorski objekt određena je koordinatama (zemljopisnom širinom i

dužinom ili nekim drugim sustavom koordinata). Točke najčešće definiraju plutaču,

podrtinu i dubine. Crta kao vektorski objekt predstavlja skup međusobno povezanih

točaka, a njima se opisuju cjevovodi, izobate, granice teritorijalnog mora i sl. Područje

(poligon) kao vektorski objekt je spoj zatvorenih vektorskih točaka definiranih vektorskim

46 Pojam vektor ima različito značenje u različitim područjima primjene. U kontekstu računalne tehnologije govorimo o vektorskoj grafici. Vektorska grafika predstavlja korištenje geometrijskih primitiva, kao što su točka, crta, krivulja, oblik ili poligon. Geomerijske primitive temelje se na matematičkim izrazima kojima su predstavljene slike na računalnoj grafici.

201

crtama. Uvjet za stvaranje takvog zatvorenog objekta je isti početni i završni par

koordinata tj. vektorske točke. Primjer poligona su sidrišta, područja ograničene

plovidbe, kopno itd.

Slika 80. Definiranje vektorskih podataka

Slika 80 daje pojednostavljen prikaz izrade vektorske karte. Na slici je prikazano

područje kao zatvoreni poligon. Rubovi područja (E) su pojedine crte određene parom

točaka (P). Svaka točka (P) definirana je parom koordinata (x, y) u odnosu na ishodište

koordinatnog sustava, koji je u ovome pojednostavljenom prikazu predstavljen kao

pravokutni koordinatni sustav s dvije osi (x i y). Svaka točka u prostoru može biti

predstavljena vektorom koji ju povezuje s ishodištem koordinatnog sustava. Na ovaj

način svakoj točki se određuju koordinate u odnosu na ishodište koordinatnog sustava.

Na slici su zbog preglednosti prikazani samo vektori koji povezuju točke P1 i P2 s

202

ishodištem koordinatnog sustava. Povezivanje dviju točaka crtom predstavlja dodavanje

novog vektora. Naziv vektor odnosi se na kartografsku metodu kojom se izrađuju

vektorske karte. Dakle, svaka točka, crta i područje određeni su geografskim

koordinatama (ili skupom koordinata) te je na taj način određen njihov položaj na

vektorskoj karti.

Vektorska tehnologija može osigurati da svaki element slike odgovara objektu iz

stvarnog svijeta te da osigura dodatne informacije o tom objektu. Te informacije

uključuju lokaciju, prostorno referenciranje i dodatne informacije. Tako je npr., za

područje, koje je definirano poligonom, moguće definirati sustav kompleksnih

geografskih podataka i podataka o okolišu (npr., pozicija područja, površina, propisi o

zaštiti okoliša, podaci o zabranama, ograničenjima i sl.).

ENC koja je organizirana na temelju Standarda S-57 može se smatrati

''inteligentnom'' kartom gdje količina informacija može varirati i biti manja u odnosu na

ukupan broj informacija sadržanih u ENC, ovisno o potrebama korisnika. Zbog toga

korisnik može odabrati prikaz svih, ili samo određenih informacija na zaslonu ECDIS-a.

Kako bi se to postiglo ENC je organizirana u obliku tematskih slojeva (layers). Na taj

način različite teme mogu biti odvojene i postavljene u različite tematske slojeve, pri

čemu broj tematskih slojeva nije ograničen. To znači da operater na ECDIS-u ima

mogućnost uklanjanja informacija koje mu u određenom trenutku nisu potrebne ili

prikaza dodatnih informacija koje su mu u tom trenutku potrebne. Tako je, npr., moguće

prikazati sve dubine manje od odabrane (kritične ili neke zadane) dubine, ili ukloniti

prikaz boja i sektora svjetala i plutača tijekom dnevne navigacije, ili postaviti određene

alarme, ili promijeniti pozadinu prikaza na zaslonu ECDIS-a. Također treba dodati da

ovako organizirana ''inteligentna'' karta ima brojne prednosti u odnosu na klasičnu

papirnatu kartu, koja sadrži i na kojoj je uvijek prikazan samo onaj broj informacija koje

je u njezin informacijski sadržaj unijela nacionalna hidrografska organizacija koja ju je

proizvela a koje zbog analognog formata nije moguće na gore opisan način mijenjati.

Važno je napomenuti da ovako organizirane ENC zauzimaju znatno manju

računalnu memoriju u odnosu na rasterske karte, što je jako važno za ukupni memorijski

kapacitet računala na kojemu se učitavaju i prikazuju karte. Ova značajka također je

važna i za prijenos podataka ENC.

203

Standard IHO-a S-57

Standard IHO-a S-57 je temeljni standard digitalnih vektorskih karata. IHO je

navedeni standard razvio 1996. Trenutačno je na snazi izdanje standarda S-57 (V. 3.1.)

iz 2015. Nakon ovog izdanja IHO je odlučio kako se neće raditi nova izdanja, jer je

razvijen novi standard S-100, koji predstavlja budući razvoj ENC u sklopu koncepta e-

navigacije IMO-a. Standard S-57 definira načela i organizaciju prikaza vektorskih

podataka te zahtjeve za proizvodnju ENC koje se koriste u ECIDS-u. Ti zahtjevi

zadovoljavaju Izvedbene standarde IMO-a za ECDIS (IMO ECDIS Performance

Standards). Na temelju ovog standarda nacionalne hidrografske organizacije proizvode

ENC na ujednačen način. Time se postiže uniformnost prikaza ENC u ECDIS-u na

svjetskoj razini.

Standard se sastoji od glavnog dokumenta (S-57 Main Document) i dva dodatka

(Appendix A i B). Temeljni sadržaji Glavnog dokumenta su:

- teoretski model podataka i

- struktura podataka.

Teoretski model podataka opisuje apstraktne odnose između obilježja i prostornih

objekata. Standard je dizajniran tako da dopušta prijenos podataka koji opisuju stvarni

svijet. Budući da je stvarni svijet previše kompleksan za opisivanje, standard

omogućava pojednostavljen prikaz stvarnog svijeta. Taj prikaz omogućen je

modeliranjem stvarnosti. U ovom pristupu ENC je model stvarnog svijeta, a izrada ENC

je modeliranje. Temelj teoretskog modela podataka jesu entiteti (stvarni ili apstraktni

objekt, prostorni objekti, predmet ili događaj) iz stvarnog svijeta koji su važni za

hidrografiju, tj., za prikazivanje na elektroničkoj karti. Dakle, model definira entitete iz

stvarnog svijeta kao kombinaciju deskriptivnih (opisnih) i prostornih karakteristika.

Teoretski model podataka temelji se na vektorskom prikazu prostornih objekata. To

znači da se karakteristike prostornih objekata prikazuju vektorskim pristupom kodiranja

podataka.

204

Struktura podataka određuje primjenu modela podataka u strukturi zapisa i

formata, tj., određuje se način na koji se provodi formatiranje ili enkapsulacija47

podataka. Struktura određuje kako teoretski model podataka mora biti prenesen u

strukture podataka koje opisuju stvarni svijet.

Formatiranje podataka temelji se na Dodatku B (Product Specification)

Standarda. Svaki podatak mora biti formatiran prema zadanim pravilima iz navedenog

dodatka. Nakon toga podaci moraju biti kodirani i organizirani na način propisan

standardom ISO/IEC-8211. Kodiranje se provodi pomoću binarnog ili ASCII48

podatkovnog formata. Imena tj. akronimi se baziraju na ASCII podatkovnom formatu,

dok su brojevi binarnog podatkovnog zapisa. Nakon toga formira se skup podataka za

razmjenu (Exchange set), koji se sastoji od jedne ili više datoteka koje moraju biti

hijerarhijski organizirane.49 Na taj način omogućava se razmjena, odnosno prijenos

podataka između više računala. Pri tome, pored prijenosa, mora biti omogućena

konverzija podataka u SENC format te prijenos podataka za ažuriranje ENC.

Dodatak A sastoji se od kataloga objekata i kataloga atributa. On sadrži sve

objekte i atribute koji se mogu povezati s objektima. Na taj način moguće je prikazati

sve hidrografske objekte, njima pridijeliti odgovarajuće atribute i kreirati ENC.

Objekt se definira kao identificiran skup (set) informacija. Objekt može imati

atribute50 i može biti povezan s drugim objektima. Prema karakteristikama u modelu se

razlikuju objekti s obilježjima – objekti svojstva51 (Feature Objects) i prostorni objekti

(Spatial Objects). Objekt s obilježjima sadrži deskriptivne (opisne) atribute, ali ne sadrži

informacije o obliku i poziciji entiteta iz stvarnog svijeta. Objekt s obilježjima sam po sebi

nema svoj položaj, a njegov položaj opisuje se prostornim objektom. Objekt s obilježjima

u odnosu je s jednim ili više prostornih objekata. On može postojati bez referenciranja

47 Enkapsulacija podataka je proces ''pakiranja'' koda ili podataka u programiranju, kako bi se spriječile promjene ili brisanje. Enkapsulacija ENC podataka provodi se prema međunarodnim standardima, od kojih je najvažniji standard ISO (ISO/IEC 8211). Enkapsulacijom se sprječava neovlaštena izmjena ili brisanje podataka ENC. Enkapsulacija je drugi termin za pojam ''format'' podataka. 48 Američki standardni znakovnik za razmjenu informacija (engl. American Standard Code for Information Interchange) je metoda kodiranja znakova temeljen na engleskoj abecedi. 49 Datoteke se sastoje od jednog ili više zapisa. Zapisi se sastoje od polja koja su definirana podpoljima. Podpolja predstavljaju najnižu razinu u konstrukcijskoj hijerarhiji podataka i ne smiju se dijeliti na manje jedinice. 50 Atribut se definira kao svojstvo objekta. Atribut opisuje objekt korištenjem odgovarajućih oznaka (šifre, akronimi, vrijednosti). Dakle, atribut pobliže opisuje objekt. 51 S-57 definira 160 klasa objekata s obilježjima i 188 klasa atributa za te objekte.

205

na prostorni objekt,52 dok bilo koji prostorni objekt mora biti referenciran objektom s

obilježjima. Dakle, objekt s obilježjima ne sadrži lokacijske podatke o entitetima u

stvarnom svijetu, već predstavlja određeni entitet. Prostorni objekt može imati opisne

atribute i mora sadržavati geometriju. Prostorni objekt sadrži informacije o geografskim

koordinatama te, prema potrebi, informacije o visini i dubini.

Objekti s obilježjima su podijeljeni u sljedeće četiri kategorije:

- objekti s metaobilježjima (Meta Feature Objects),

- objekti s geografskim obilježjima (Geo Feature Objects),

- zbirni objekti (Collection Objects) i

- objekti s kartografskim obilježjima (Cartographic Feature Objects).

Objekti s metaobilježjima sadrže informacije o drugim objektima i pobliže opisuju

druge podatke, kao npr. vertikalni datum dubine ili točke na kopnu, točnost podataka,

itd.

Objekti s geografskim obilježjima predstavljaju stvarne objekte i sadrže

karakteristike obilježja iz stvarnog svijeta koje su relevantne za hidrografiju. U tu

kategoriju se svrstava većina objekata s obilježjima (160 objekata) a primjer su dubine,

plutače, sidrišta, podvodni kabeli, svjetionici, objekti na kopnu itd.

Zbirni objekti definiraju vezu između različitih objekata. Oni definiraju odnose

između objekata s geografskim obilježjima. U ovu kategoriju svrstavaju se samo dva

dopuštena objekta. Prvi objekt je Aggregation a drugi je Association. Aggregation služi u

svrhu povezivanja skupa više objekata (kao što su plutača sa svjetlom, oznakom vrha i

radarskim reflektorom što je ukupno četiri objekta povezanih u jednom objektu) ili za

povezivanje odnosa kojima su objekti povezani (npr. smjerovi plovidbe u sustavu

odvojene plovidbe). Objekt Aggregation mora sadržavati svoj naziv zbog identifikacije

što je ujedno i njegova svrha. Association se koristi za uspostavljanje identifikacije

između objekata te je potrebno također odrediti naziv pri korištenju ovog objekta.

Association se koristi često prilikom postavljanja plutača koje mogu označavati npr.

podrtinu te se ovim objektom asocira na podrtinu iako je plutača u ovom slučaju

primaran objekt i o podrtini ne postoje konkretni podaci.

52 Neki objekti, kao što je kompilacijska ljestvica ili mjerilo karte, ne moraju sadržavati prostorni objekt. Kompliacijska ljestvica je definirano mjerilo ENC prilikom korištenja alata SCAMIN (Scale Minimum) kojim se automatski mijenja sadržaj karte s promjenom njezinog mjerila.

206

Objekti s kartografskim obilježjima su objekti koji prikazuju entitete prema

određenim kartografskim načelima te se uglavnom odnose na oznake s papirnatih

navigacijskih karata (npr. ruža vjetrova). Ruža vjetrova nije realan objekt već je

tradicionalno prihvaćena kao prikaz smjera pravog i magnetnog sjevera. Kartografski

podaci su isključeni iz upotrebe prema najnovijem izdanju Kataloga objekata IHO-a (S-

57 Appendix A – IHO object catalogue 4.0.0).

Na Slici 81 prikazan je odnos između objekta s obilježjima i prostornog objekta.

Na slici su prikazana tri objekta s obilježjima i to vrh oznake (TOPMAR), pomorska

oznaka (beacon – BCNCAR) i svjetlo (LIGHTS). Oznake su kodirane prema Katalogu

objekata. Ova tri objekta imaju svoje atribute, pa npr. oznaka vrha ima vrijednost

atributa kao kardinalna oznaka istoka, boja svjetla bijela itd. Ova tri objekta su povezana

unutar zbirnih podataka (Aggregation), a prostorni objekt je pozicija određena u

geografskoj širini i dužini koja definira njihov položaj u prostoru. U ovom slučaju

pomorska oznaka (BCNCAR) je glavni objekt (engl. Master), dok su oznaka vrha i

svjetlo pomoćni objekti (engl. Slave)

Slika 81. Odnos između objekta s obilježjima i prostornog objekta

207

Katalog objekata definira način opisa entiteta iz stvarnog svijeta koji su bitni u

pomorskoj navigaciji. Entiteti mogu biti fizički objekti (objekti iz stvarnog svijeta) kao što

su oznake, plutače, svjetla, podrtine i sl. te dogovoreni entiteti kao što su sidrišta, sheme

odvojene plovidbe, područja ograničene ili zabranjene plovidbe, točke radiojavljanja i sl..

Određeni entitet (objekt) iz stvarnog svijeta kodira se određivanjem prikladnih klasa

objekta, atributa i vrijednosti atributa. Katalog sadrži:

- opis svih dopuštenih objekata,

- definicije dopuštenih objekata,

- popis atributa koji su dopušteni za svaki objekt,

- obvezne atribute za određene objekte

- definicije atributa i

- dopuštene vrijednosti atributa s dodatnim opisom (prema potrebi).

Pojednostavljeno, može se reći kako katalog objekata, na standardiziran način,

klasificira, opisuje i označava sve objekte iz stvarnog svijeta i dogovorene objekte koji

se mogu naći na pomorskim kartama. Katalog sadrži sve objekte koji se nalaze u

publikacijama IHO-a za papirnate karte INT 1 (Symbols, Abbreviations and Terms used

on Charts) i S-4 (Charts Specifications of IHO). Ti objekti prikazuju se u digitalnom

formatu i kodiraju na standardiziran način (Slika 82.) pomoću:

- klase ili vrste objekta (Object Class), npr. plutača, kardinalna – buoy, cardinal

- akronima (Acronym) – šesterosložni kod jedinstven za svaki objekt (npr.

plutača, kardinalna - BOYCAR)

- numeričkog koda (Code) – (geografski podaci – brojevi od 1 do 200,

metapodaci od 300 do 399, zbirni podaci (400 do 499 i kartografski podaci od

500), npr. plutača kardinalna, numerički kod 14

Za svaku klasu (vrstu) objekta definiran je skup relevantnih atributa. Taj skup je

podijeljen u tri seta (podskupa) atributa. Setovi su podijeljeni na:

- set atributa A (Set Attribute_A) – atributi koji određuju specifične karakteristike

za pojedini objekt,

- set atributa B (Set Attribute_B) – atributi koji pružaju dodatne informacije

relevantne za upotrebu podataka i

208

- set atributa C (Set Attribute_C) – atributi koji pružaju administrativne

informacije o objektu i podatke koji ga opisuju.

Svaki od setova sadrži popis dopuštenih atributa kodiranih akronimima ASCII. Ti

akronimi imaju svoje definicije, koje zajedno s definicijama objekata detaljno opisuju

svaku klasu objekta i svaki atribut (gdje je to moguće). U definicijama je potrebno

navesti i njihov izvor (npr. IHO INT-1, IHO Hydrographic Dictionary, ili neki drugi izvor).

Katalog objekata je standardiziran za korištenje podataka ENC u ECDIS-u.

Podaci organizirani prema Katalogu objekata omogućavaju funkcioniranje ECDIS-a na

jednak način u bilo kojem navigacijskom području, bez obzira na proizvođača ENC.

Budući da svaka hidrografska organizacija proizvodi svoje ENC prema Katalogu

objekata, nije moguće proizvesti različite objekte niti im dodijeliti različite atribute, od

onih koji su standardizirani na razini IHO-a. Katalog objekata, kao ključni element

Standarda S-57, omogućava organizaciju podataka i konstrukciju ENC na

standardiziran način. Time se omogućava da ECDIS automatski određuje sigurne rute.

Na Slici 82 prikazana je kardinalna plutača, koja predstavlja objekt s obilježjima.

Ona se u standardu klasificira kao ''plutača, kardinalna (Buoy, cardinal)'' koja ima

akronim ''BOYCAR''. Plutača ima svoj numerički kod (14) i setove atributa A, B i C koji

opisuju njezine specifične karakteristike, dodatne i administrativne informacije. Definicije

IHO-a i UKHO opisuju tu plutaču.

Nadalje, ta plutača ima atribut kategorije kardinalne oznake (Attribute: ''Category

of cardinal mark'') koji je označen akronimom ''CATCAM'' (izvedenim iz početnih slova

akronima). Atribut CATCAM ima svoj numerički kod (13) i on predstavlja kardinalnu

oznaku sjeverne strane prema publikaciji IHO-a INT-1. Definicije opisuju pravila plovidbe

za kardinalne oznake.

209

Slika 82. Kodiranje kardinalne plutače s pripadajućim atributima prema S-57

210

Katalog atributa sadrži popis i definira sve atribute i njihove domene. Svaki atribut

može se svrstati u jedan od unaprijed definiranih šest tipova. Tipovi atributa mogu biti

brojke, tekst ili njihova kombinacija. Tipovi su zadani u katalogu i odnose se na npr.

kategorije podvodnih prepreka, obilježja objekata, frekvencije signala, proizvođače

podataka, tekstualna objašnjenja za pojedini objekt i sl. Objekti su npr. svjetionik,

svjetlo, plutača ili oznaka, a atributi predstavljaju opis svakog objekta, kao što je boja,

oblik, ime, karakteristika i sl.

Dodatak B sadrži specifikacije proizvoda i zadaje pravila za ENC kojima se služe

hidrografske organizacije pri izradi karata. Specifikacije proizvoda i osnovna pravila za

ENC su:

- razdjeljivanje ENC na ćelije (ENC Cells),53

- dopušteni i zabranjeni atributi,54

- geodetski (horizontalni) datum,55

- vertikalni datum,56

- koordinatni sustav,57

- dubine, visine i udaljenosti,58

- obvezni atributi,59

- organizacija podataka,60

53 U dodatku se zahtijeva razdjeljivanje ENC-ova na ćelije te se postavljaju osnovna pravila za te ćelije. 54 Dodatak definira dopuštene i zabranjene atribute za određene objekte. Na taj način se izbjegava mogućnost da određeni objekt sadrži atribute koje ne može imati u stvarnom svijetu. 55 Dodatak propisuje obvezno korištenje geodetskog (horizontalnog) datuma WGS-84 pri izradi ENC. 56 Geodetska i hidrografska nula – vertikalni datumi (visine i dubine) nisu striktno određeni, već proizvođač sam mora izabrati datum. Uobičajeno se za visine uzima srednja razina mora – Mean sea level (MSL). Na taj način će visina prikazana na ENC uvijek biti manja ili jednaka stvarnoj visini. Preporuka IHO-a je da se za dubine, kao hidrografska nula uzima najniža opažena astronomska mijena – Lowest astronomic tide (LAT). Na taj način će dubina prikazana na ENC uvijek biti manja (ili jednaka) stvarnoj dubini u trenutku mjerenja (korištenja ENC). 57 Zemljopisni koordinatni sustav mora biti izražen u zemljopisnoj širini i dužini. 58 Dubine i visine moraju se izražavati u metrima a udaljenost u nautičkim miljama osim kod nekih objekata gdje se moraju koristiti metri. 59 Dodatak propisuje obvezne atribute, tj., atribute koji se moraju koristiti u nekom objektu. U Katalogu objekata takvi objekti su podcrtani i ispred akronima se nalazi uskličnik. Npr., kod struje morskih mijena (koja je objekt) obvezno je definirati radi li se o struji plime ili struji oseke te brzinu i smjer struje. 60 Podaci moraju biti organizirani u dvije skupine i to podaci koji opisuju Zemljinu površinu (engl. Skin of the Earth) i svi ostali geografski objekti. Podaci koji opisuju zemljinu površinu podijeljeni su u sedam skupina i svaka skupina označena je propisanim akronimima (npr. kopno – LNDARE, plovna područja – DEPARE).

211

- brojevi,61

- objekti koji se mijenjaju s vremenom62 i

- set podataka za ažuriranje.63

Pored navedenog glavnog dokumenta i dva dodatka Standard također sadrži i

druge dodatke, priloge i smjernice koji služe za formatiranje i prijenos podataka ENC.

Podaci ENC se organiziraju u ćelije (ENC Cell). U nastavku se analiziraju

značajke i podjela ENC ćelija.

Organizacija ENC ćelija

Radi učinkovite obrade podataka ENC-a, geoprostorni obuhvat područja za

zadanu navigacijsku svrhu mora biti podijeljen u ćelije. Može se smatrati da je ENC

ćelija približno jednaka papirnatoj karti prema mjerilu i geoprostornom obuhvatu

(području koje prikazuje).

Tablica 6. Podjela ENC ćelija prema Standardu S-57

Vrsta i korisnička grupa – navigacijska svrha

Raspon mjerila Plovidbena namjena (korisnička grupa)

Pregledne (1) < 1: 1 499 999 Planiranje plovidbe i plovidba oceanima

Generalne (2) 1 : 350 000 do 1 : 1 499 999

Planiranje i plovidba otvorenim morem

Obalne (3) 1: 90 000 do 1: 349 999 Obalna plovidba

Prilazne (4) 1 : 22 000 do 1 :89 999 Plovidba prilazima luka, kanalima i prolazima

Lučke (5) 1 :4 000 do 1 : 21 999 Plovidba područjem luka, rijeka, kanala i sidrišta

Pristanišne (6) < 1 : 4 000 Manevriranje i privezivanje

61 Brojevi koji se unose ne smiju sadržavati nepotrebne nule. 62 Objekti koji se mijenjanju s vremenom (magnetska varijacija, morske struje itd.) mogu se koristiti u ENC-u i trebaju biti kodirani prema pravilima ovog standarda, dok se dubine se ne smiju kodirati na takav način, iako se mijenjaju s vremenom. 63 U dodatku je definiran set podataka za ažuriranje karata i organiziranje podataka za ažuriranje. Set za ažuriranje (pored ostalog) mora imati broj ažuriranja, ekstenziju datoteke, itd.

212

Standard S-57 zahtijeva da svaka ENC ćelija ima svoju navigacijsku svrhu,

odnosno da je razvrstana u jednu od šest različitih korisničkih grupa. Svaka korisnička

grupa označena je brojevima od 1 do 6. Svaka ENC ćelija mora biti pravokutnog oblika

(definirana dvama meridijanima i dvjema paralelama). ENC ćelija ne smije zauzimati

više od 5 MB memorije, ali ne smije zauzimati niti premalo memorije, kako bi se izbjeglo

stvaranje prevelikog broja ćelija. Dakle, nije ograničeno geografsko područje koje može

pokrivati jedna ENC ćelija, nego je samo ograničena količina podataka koje ona može

sadržavati. Svaka ENC ćelija mora biti sadržana u fizički zasebnoj datoteci na

prijenosnom mediju. ENC ćelije iste navigacijske svrhe mogu se preklapati, ali podaci

unutar tih ćelija ne smiju se preklapati. Zbog toga, samo jedna ENC ćelija u području

preklapanja može sadržavati podatke. Sve ostale ENC ćelije u području preklapanja

moraju imati meta objekt koji naznačava kategoriju preklapanja u kojoj nema objekata

(posebna kodirana oznaka koja naznačava takvu situaciju).64 Ovo se pravilo primjenjuje

čak i ako je više proizvođača ENC ćelija koje se preklapaju.

Kartografska baza podataka organizirana je kao kontinuirana baza sastavljena od

ENC ćelija. To znači da se susjedne ENC ćelije unutar iste navgacijske svrhe

međusobno dodiruju prema bešavnom (seamless) principu. Prilikom plovidbe (korištenje

ECDIS-a) ovaj princip omogućava da se brod nikad ne nađe na rubu karte, kao što je

slučaj kod korištenja papirnatih karata u navigaciji. Kako bi se postigao bešavni princip

ne smiju postojati preklapanja (overlaps) niti praznine u podacima (gaps in data) između

susjednih ENC ćelija untar iste navigacijske svrhe. Nadalje, za ovaj princip važno je

osigurati da su podaci na granicama susjednih ENC ćelija unutar iste navigacijske svrhe

međusobno usklađeni i poravnati, kad god je to moguće. Zahtjevi za ove principe

iznimno su važni za pravilan rad ECDIS-a. Iz prakse su poznati relativno česti slučajevi

postojanja preklapanja i praznina u podacima kod različitih proizvođača ENC. Zato se

preporuča suradnja i postizanje tehničkih sporazuma između susjednih hidrografskih

organizaija kako bi se izbjegli navedeni problemi.

64 Kod preklapanja ćelija, prema Dodatku B Standarda S-57, predviđeno je korištenje posebne kodirane oznake metaobjekta M_COVR a kategorija preklapanja kodirana je oznakom CATCOV = 2. To za ECDIS znači da u određenom području nema objekata.

213

Kod izrade ENC-a hidrografske organizacije u pravilu uvažavaju dugogodišnju

tradiciju izrade papirnatih pomorskih karata, jer su (uobičajeno) izvorni podaci za izradu

ENC-a njihove papirnate pomorske karte i hidrografski izvornici. Preporučljivo je da

ćelije budu ekvivalentne papirnatim kartama. Odnosno, ako postoji određeni set

papirnatih karata, tada bi set ćelija tog istog područja trebao biti izrađen na način da

pokriva sličnu geografsku površinu i da ima slično mjerilo karte kao i set papirnatih

karata. Budući da je ovo načelo preporuka Standarda S-57, hidrografske organizacije

mogu napustiti svoj ''tradicionalni'' pristup i izrađivati ENC ćelije, neovisno o setovima

njihovih papirnatih karata. Praksa izrade ENC ćelija neovisno o setovima papirnatih

karata danas je sve više prisutna.

ENC ćelije se označavaju na drugačiji način od papirnatih karata. U nastavku se

analizira način označavanja ENC ćelija.

Označavanje ENC ćelija

Označavanje ENC ćelija provodi se prema Standardu S-57. Ćelije se označavaju

propisanim sustavom slova i brojeva koji se sastoji od osam znakova. Taj sustav sadrži

kod (oznaku) proizvođača, navigacijsku svrhu, oznaku broja karte i ekstenziju ćelije

(izdanje). Prva dva znaka su slova koja predstavljaju kod proizvođača (npr. HR –

Hrvatska, FR – Francuska, GB – Velika Britanija). Potpuna lista kodova proizvođača

nalazi se u Standardu IHO-a S-62. Treći znak predstavlja navigacijsku svrhu i može

sadržavati brojeve od jedan do šest (prema zadanim vrstama i korisničkim grupama

IHO-a). Zadnjih pet znakova su alfanumerički i oni identificiraju oznaku broja karte i

ekstenziju ćelije. Na ovakav način označene su sve ENC ćelije, bez obzira na

proizvođača. Na Slici 83 prikazan je sustav i primjer označavanja ENC ćelija.

214

Slika 83. Sustav označavanja ENC ćelija s primjerima označavanja ENC (HHI)

215

POSLOVI REGIONALNIH KOORDINACIJSKIH CENTARA ZA DISTRIBUCIJU ENC

Regionalni koordinacijski centri za ENC (Regional Electronic Nautical Charts

Coordinating Centers – RENC) imaju vrlo važnu ulogu u procesu implementacije

standarda IHO-a za ENC. RENC-ovi su neprofitne vladine službe koje rade u ime

nacionalnih hidrografskih ureda. Trenutačno su operativna dva RENC-a (PRIMAR i IC-

ENC). Glavna uloga RENC-a je sudjelovanje u shemi zaštite podataka IHO-a. RENC-ovi

između ostalog obavljaju aktivnosti prikupljanja, distribucije i ažuriranja ENC. Oni

održavaju ENC baze podataka i njihova ažuriranja. ENC ćelije i ažuriranja su krajnjim

korisnicima dostupna putem mreže ovlaštenih distributera. Iako neke zemlje još uvijek

pojedinačno distribuiraju svoje ENC (putem pojedinačno imenovanih dobavljača ili

izravno, mnogi nacionalni hidrografski uredi šalju svoje ENC RENC-ovima koji ih

prikupljaju i distribuiraju. U nastavku se analiziraju organizacija i aktivnosti RENC-ova u

okviru sustava (sheme) zaštite podataka IHO-a.

Temeljne značajke i uloga RENC-ova u sklopu osiguranja podataka za ECDIS

Jedna od najvažnijih aktivnosti IHO-a i nacionalnih hidrografskih ureda u

posljednja dva desetljeća je razvoj cjelovitog sustava za proizvodnju, kontrolu kvalitete,

distribuciju, održavanje i zaštitu podataka ENC. Nakon početnog entuzijazma vezanog

za razvoj i uporabu ENC u sklopu ECDIS-a, uočeno je postojanje brojnih pitanja koja je

potrebno riješiti u cijelom sustavu. U rješavanju tih pitanja RENC-ovi imaju vrlo važnu

ulogu. RENC-ovi su uspostavljeni kako bi se osigurala uspješna i sigurna uporaba ENC-

a unutar ECDIS-a i ECS-a.

Potrebno je spomenuti kako temelj za uspostavu današnjeg cjelovitog sustava

koji je nužan za funkcioniranje ECDIS-a čini koncept Svjetske baze elektroničkih

navigacijskih podataka (Worldwide Electronic Navigational Database – WEND). Taj

koncept poznat je pod nazivom WEND principi. IHO je razvio WEND principe koji

predstavljaju zajedničku svjetsku mrežu setova podataka ENC. Za ostvarenje WEND

principa bilo je potrebno osnovati RENC-ove. RENC-ovi su neprofitna vladina tijela koja

predstavljaju vezu između hidrografskih organizacija, distributera i krajnjih korisnika. Oni

216

obavljaju poslove prikupljanja, validacije (provjere valjanosti), kontrole kvalitete,

organizacije, distribucije i zaštite ENC podataka na svjetskoj razini. Ti poslovi se rade na

standardizirani način, što omogućava krajnjim korisnicima dostupnost provjerenih i

pouzdanih službenih ENC-ova. Hidrografske organizacije u sklopu RENC-ova imaju

mogućnost provjere statusa i poboljšanja kvalitete svojih proizvoda.

RENC-ovi organiziraju distribuciju ENC i podataka za njihovo ažuriranje. RENC-

ovi prikupljaju i provjeravaju podatke o ažuriranjima dobivene od hidrografskih

organizacija. Validirana ažuriranja dostavljaju se krajnjim korisnicima putem mreže

ovlaštenih distributera. Ova metoda omogućava krajnjim korisnicima posjedovanje

ažurnih karata u skladu s odredbama SOLAS Konvencije. RENC-ovi su razvili dva

različita modela distribucije koji omogućuju dostupnost ENC usluga širom svijeta.

U nastavku se analiziraju osnivanje, organizacija i poslovi RENC-ova.

Osnivanje RENC-ova

RENC je organizacijska cjelina (entitet) u kojoj su države članice IHO-a

uspostavile međusobnu suradnju kako bi se na svjetskoj razini zajamčila konzistentna

razina visokokvalitetnih podataka i koordiniranih usluga službenim ENC i njihovih

ažuriranja. Ovo je službena definicija RENC-a. Iz nje proizlazi da RENC mogu

uspostaviti dvije ili više hidrografskih organizacija država članica IHO-a. Definicija

također postavlja osnovni opseg poslova za RENC. Ti su poslovi povezani s

osiguravanjem kvalitete proizvoda i usluga s ciljem dostupnosti službenih ENC i njihovih

ažuriranja. Konceptualno, RENC je nastao u okviru WEND koncepta IHO-a.

IHO je razvio WEND koncept zbog potrebe uspostave jedinstvenog sustava koji

će definirati opće ciljeve i potrebna načela za proizvodnju i omogućavanje dostupnosti

ENC-a širom svijeta. To je značilo da je potrebno razviti set svjetskih standarda koji bi

regulirali sva pitanja vezana za razvoj ENC-a koji će se koristiti u ECDIS-u. IHO je

razvio te standarde i harmonizirao ih s odredbama SOLAS Konvencije i zahtjevima

izvedbenih standarda IMO-a za ECDIS. Jedan od temelja WEND koncepta je da

nacionalne hidrografske organizacije proizvode ENC-ove i njihova ažuriranja, dok

zasebni entitet (entiteti) pod pokroviteljstvom IHO-a rade na pitanjima vezanim za

217

suradnju u cilju postizanja uniformnosti i dostupnosti ENC na svjetskoj razini. Iz ovog

koncepta IHO je razvio WEND principe, koji, između ostalog, također definiraju ulogu

RENC-ova u ispunjavanju zahtjeva Poglavlja V SOLAS Konvencije, kao i zahtjeve IMO-

a i IHO-a za uspješnu primjenu ECDIS-a na brodovima.

Na prijedlog Norveške hidrografske službe (Norvegian Hydrographic Service –

NHS), u Norveškoj je uspostavljen Svjetski centar za elektroničke karte (Electronic

Chart Center – ECC). ECC ima značajnu ulogu u smislu uspostave i razvoja PRIMAR

RENC-a osiguravajući njegovu tehničku operativnost i razvoj ENC baze podataka.

Odbor WEND IHO-a (IHO WEND Committee) razvio je konceptualni model protoka

podataka Slika 84 i organizacijskih odnosa za potrebe ECDIS-a.

Slika 84. IHO WEND konceptualni model protoka podataka

Prema ovom modelu hidrografske organizacije proizvode ENC-ove i dostavljaju

ih RENC-ovima. RENC-ovi organiziraju bazu podataka, provode validaciju i zaštitu

podataka. Nakon toga RENC-ovi osiguravaju pristup bazi podataka distributerima ENC.

Distributeri isporučuju ENC ćelije krajnjim korisnicima.

1995. ECC je s British Admiralty-jem započeo zajedničku suradnju. Temeljem

suradnje započeo je s radom Sjevernoeuropski RENC (RENC Northern Europe –

RENC/NE). Krajem 1998. RENC/NE je uspostavljen kao Europski koordinacijski centar

za ENC i usvojio je naziv PRIMAR kao globalni brand za svoje usluge. PRIMAR je

službeno otvoren 1999. kao prvi RENC na svijetu. Nakon tri godine rada zaključeno je

da su potrebne odgovarajuće promjene kako bi se povećala razina komercijalizacije

ENC-a s ciljem poboljšanja rada na poslovima distribucije. Predloženo je osnivanje dva

RENC-a.

218

PRIMAR je reorganiziran 2002. Iste godine osnovan Međunarodni centar za ENC

Velike Britanije (The United Kingdom International Centre for ENCs – IC-ENC). Dakle,

trenutačno postoje dva RENC-a, PRIMAR i IC-ENC. Koordinacija između ta dva RENC-

a formalizirana je osnivanjem zajedničkog Odbora za suradnju (IC-ENC and PRIMAR

Cooperation Committee – IPCC). 2011. IPCC je postao harmonizacijska podskupina za

RENC (RENC Harmonization Subgroup RHSG). RHSG djeluje u sklopu radne skupine

IHO-a za WEND (IHO WEND Working Group). Njegov je opseg (koji su usuglasile

države članice oba postojeća RENC-a) razviti najprikladniju strukturu RENC za IHO

kako bi se postigla vizija WEND-a. Na ovaj način ostvarena je odgovarajuća

institucionalna suradnja dvaju RENC-ova pod okriljem IHO-a.

PRIMAR RENC

PRIMAR je neprofitna vladina organizacija kojom upravlja NHS na osnovi povrata

troškova. PRIMAR je povezan s ECC-om. NHS je domaćin PRIMAR-u i pruža mu

tehničku potporu, dok ECC pruža tehničku operativnost i upravljanje bazom podataka

ENC. Sjedište PRIMARA je u Stavangeru u Kraljevini Norveškoj. Osnovalo ga je 12

hidrografskih organizacija (Belgija, Danska, Finska, Francuska, Njemačka, Nizozemska,

Norveška, Poljska, Portugal, Španjolska, Švedska i Ujedinjeno Kraljevstvo). Dio država

članica koje su osnovale PRIMAR 2002. prešao je u novi IC-ENC RENC. Trenutačni

članovi PRIMAR-a su Albanija, Hrvatska, Estonija, Finska, Francuska, Gruzija, Iran,

Latvija, Litva, Crna Gora, Mozambik, Norveška, Poljska, Rusija, Švedska, Ukrajina i

Vijetnam.

Organizacijska struktura PRIMAR RENC-a

PRIMAR se kao organizacija sastoji od relativno malog broja zaposlenika,

upravljačkog tijela i radnih skupina. Zaposlenici osiguravaju kontinuirano funkcioniranje

RENC-a, dok upravljačko tijelo upravlja organizacijom. Države članice daju svoje

predstavnike u upravljačko tijelo i radne skupine.

219

PRIMAR RENC sastoji se od (Slika 85):

- Savjetodavnog odbora,

- Strateške radne skupine,

- Financijske radne skupine,

- Radne skupine za marketing i

- Tehničke radne skupine.

Glavno upravljačko tijelo je PRIMAR-ov Savjetodavni odbor (PRIMAR Advisory

Committee – PAC). Države članice preko PAC-a kontroliraju PRIMAR. PAC pruža

smjernice i savjete o radu PRIMAR-a i razmjenjuje mišljenja o temama od zajedničkog

interesa država članica. PAC se sastaje jednom godišnje, a odluke se donose

konsenzusom. PAC donosi odluke o strateškim pitanjima, tehničkim pitanjima (alati za

kontrolu kvalitete ENC-a, uslugama koje nisu navigacijske prirode, itd.), marketinškim

pitanjima (modeli cijena i distribucije itd.), informacijskim, komunikacijskim i financijskim

pitanjima (podjela troškova i prihoda, itd.). PAC-om predsjeda predstavnik države

članice i ta se pozicija izmjenjuje (rotira) među državama članicama. Radne skupine su

podređena tijela PAC-u.

Slika 85. Organizacijska struktura PRIMAR-a

Distribucija ENC-a i ažuriranja (kao temeljni posao PRIMAR-a) provodi se putem

međunarodne mreže ovlaštenih distributera. PRIMAR prima podatke (ENC ćelije i

ažuriranja) od svojih država članica, drugih država i organizacija koje sudjeluju u

sporazumima o distribuciji. Pored država članica, PRIMAR ima i posebne oblike

suradnje – sporazume o distribuciji ENC (ENC Providers) s Hondurasom, Indijom,

Indonezijom, Istočnoazijskom hidrografskom komisijom, Japanom, Južnom Korejom,

220

Kanadom, Kinom, Macauom, Upravom Malačkog i Singapurskog tjesnaca i

Singapurom. PRIMAR također distribuira podatke iz država koje su članice IC-ENC

RENC-a.

Poslovi PRIMAR RENC-a

Temeljni poslovi PRIMAR-a su:

- administracija i potpisivanje sporazuma (ugovora),

- potpora u proizvodnji ENC,

- validacija i kontrola kvalitete ENC,

- zaštita podataka ENC,

- održavanje PRIMAR-ove baze ENC podataka,

- distribucija ENC,

- upravljanje prihodima i

- distribucija podataka o ažuriranju ENC.

Poslovi administracije, potpisivanja sporazuma i potpore u proizvodnji ENC

Poslovi administracije i potpisivanja sporazuma sastoje se od sklapanja:

- sporazuma o administrativnom upravljanju RENC-om,

- bilateralnih sporazuma o suradnji u RENC-u između hidrografskih organizacija

i NHS-a,

- licencnih sporazuma,

- sporazuma o distribuciji,

- sporazuma s dobavljačima za ratne mornarice i

- nacionalnih sporazuma.

Sporazumi obuhvaćaju sva tehnička i pravna pitanja vezana za odnose između

PRIMAR-a i hidrografskih organizacija (država članica PRIMAR-a i licenciranih

partnera), PRIMAR-a i distributera te PRIMAR-a i ratnih mornarica (ugovori s

dobavljačima o isporuci ENC za ratnu mornaricu ili obalnu stražu prema diskrecijskom

pravu države). PRIMAR nema ugovore s krajnjim korisnicima.

221

Potpora u proizvodnji ENC uključuje potporu PRIMAR-a hidrografskim

organizacijama u svim pitanjima koja se odnose na ispunjavanje zahtjeva za osiguranje

kvalitete ENC, kako bi se zadovoljili zahtjevi IHO-a i zahtjevi krajnjih korisnika.

Validacija, kontrola kvalitete i zaštita podataka ENC

Sve ENC ćelije koje se dostave PRIMAR-u prolaze kroz procese validacije i

kontrole kvalitete. Validacija se provodi da bi se utvrdilo jesu li ENC ćelije usklađene s

odgovarajućim standardima IHO-a. Proces validacije provodi se pomoću posebno

dizajniranih računalnih alata.

Za potrebe validacije PRIMAR koristi sljedeće alate:

- Validation Report Checker (VRC),

- Overlap checker,

- S57 Advisor,

- dKart Inspector i

- ENC Analyzer.

Svaka ENC ćelija mora biti učitana u bazu podataka PRIMAR. Učitavanje se

provodi putem Virtualne mreže PRIMARA (Virtual PRIMAR Network – VPN). Nakon

toga započinje postupak validacije koji se provodi zajedno s postupkom kontrole

kvalitete (Slika 86). Validacija i kontrola kvalitete je formalni postupak koji se provodi

pomoću posebnih računalnih alata i sastoji od sljedećihih koraka:

- provjera vertikalne i horizontalne konzistentnosti (Vertical and horizontal

consistency check),

- provjera preklapanja (Overlap check),

- provjera kvalitete podataka (Data quality check) i

- provjera ENC u ECIDS-u (ECDIS system check).

U sklopu validacije provjerava se konzistentnost (usklađenost) ENC ćelije, što

znači da je potrebno utvrditi postoje li vertikalne i horizontalne nekonzistentnosti

(neusklađenosti) ćelije sa standardima IHO S-65 i IHO S-57 (koristeći Katalog objekata).

222

ENC se uspoređuju vertikalno, tako da se sadržaj dviju ENC ćelija istodobno

gleda na zaslonu. U isto vrijeme, na zaslonu se osigurava pristup informacijama o

objektima i atributima za ENC ćelije koje se provjeravaju.

Provjera horizontalne nekonzistentnosti (neusklađenosti) podrazumijeva provjeru

graničnih (rubnih) područja ENC ćelija dviju susjednih država (država čije ENC ćelije

međusobno graniče). Ovaj se korak provjerava pomoću interno razvijenog softvera

VRC. Sljedeći korak je provjera preklapanja (overlap check). Ovaj korak uključuje

provjeru preklapa li se ENC ćelija s drugim ćelijama (unutar iste navigacijske svrhe) iz

države proizvođača i susjednih država. Sljedeći korak je provjera kvalitete podataka u

skladu sa Standardom IHO-a S-57. Tada se ćelija pretvara u čitljiv format. Posljednji

korak je provjera u ECDIS-u. ENC ćelija provjerava se u dva različita ECDIS-a različitih

proizvođača. Ažuriranja također prolaze kroz postupak validacije i kontrole kvalitete kao

i ENC ćelije.

Slika 86. Validacija i kontrola kvalitete PRIMAR-a

Primar održava dvije baze podataka ENC ćelija. Jedna baza podataka sadrži sve

nekonzistentnosti i pogreške ENC otkrivene tijekom validacije i kontrole kvalitete. Ta

223

baza podataka namijenjena je obavješćivanju proizvođača ENC ćelija (hidrografske

organizacije) o neusklađenostima i pogreškama. Druga baza podataka je PRIMAR-ova

baza podataka za ENC. Samo one ENC ćelije koje uspješno prođu čitav postupak

validacije i kontrole kvalitete bit će uključene u tu bazu podataka. Te ćelije dostupne su

krajnjim korisnicima. Hidrografske organizacije imaju mogućnost provjere stanja vlastitih

ENC ćelija putem VPN-a.

Prije puštanja u komercijalnu uporabu potrebno je zaštititi svaku ENC ćeliju.

PRIMAR upravlja zaštitom podataka (digitalnim potpisima i enkripcijom) u skladu sa

standardom IHO-a S-63 (izdanja 1.0 i 1.1) u ime svojih država članica. Shemu zaštite

podataka ENC patentirale su ECC i UKHO. IHO je prihvatio tu shemu i uključio je u

standard S-63. PRIMAR koristi ovu shemu zaštite podataka u svrhu sprječavanja

kršenja autorskih prava i piratstva podataka. Prema shemi zaštite podataka, PRIMAR je

jedan od poslužitelja podataka (Data Server), što znači da je ovlašten izdati licencu

ćelije (Cell Permit) i digitalni potpis za ENC, tako da klijenti (korisnici) podataka (Data

Client), s važećim korisničkim dozvolama – identifikatorom sistema (User Permit), mogu

dešifrirati (dekriptirati) ENC podatke (Slika 87). Svrha ovog sustava je da samo ovlašteni

krajnji korisnik ima mogućnost dešifriranja zaštićenih ENC ćelija (za koje ima odobrenje)

u ovlaštenom ECDIS-u i s mogućnosti da taj ECDIS-a provjeri autentičnost ENC ćelije.

To se postiže složenim asimetričnim kriptografskim sustavom korištenjem S-63

digitalnog potpisa.

Slika 87. PRIMAR-ov proces zaštite podataka ENC

224

Održavanje PRIMAR-ove baze ENC podataka, distribucija ENC i upravljanje

prihodima

PRIMAR-ova baza podataka sastoji se od ENC ćelija iz zemalja članica PRIMAR

RENC-a, iz IC-ENC RENC-a i od zemalja koje imaju licencni sporazum s NHS-om.

PRIMAR-ova baza ENC podataka stalno se ažurira. Novi podaci se kontinuirano i brzo

objavljuju u korist mrežnih korisnika. PRIMAR izrađuje sigurnosne kopije baze

podataka. Od sredine 2018. bazu podataka PRIMAR ENC čini više od 16 000 ENC

ćelija iz 60 različitih država. Država članica može pristupiti vlastitim podacima u

PRIMAR-ovoj bazi podataka u bilo kojem trenutku pomoću VPN-a.

Distribucija ENC provodi se samo putem mreže ovlaštenih distributera. PRIMAR

ne radi izravno s krajnjim korisnicima ENC-ova. Standardni distribucijski ugovor

omogućuje svim PRIMAR-ovim distributerima preprodaju šifriranih (enkriptiranih) ENC

podataka PRIMAR-a. U distribucijskom procesu razvijen je cijeli niz opcija. Za potrebe

distribucije PRIMAR je razvio dva osnovna modela, od kojih se jedan odnosi na

distribuciju prema javnom (vladinom) sektoru a drugi prema komercijalnom (privatnom)

sektoru (Slika 88).

Slika 88. Distribucijski proces PRIMAR-a

PRIMAR provodi upravljanje prihodima, što znači da upravlja svim aspektima

izvješća o prodaji, fakturiranja i procesa prikupljanja prihoda u ime svojih država članica.

PRIMAR je razvio čitav niz usluga koje omogućuju 24/7 pristup podacima kako bi se

225

poboljšalo i pojednostavilo korištenje njegovih usluga. Jedan od tih servisa je sustav

distribucije ENC pod nazivom Pay as You Sail Service (PAYS). PAYS je razvijen u

međusobnoj koordinaciji PRIMAR-a i IC-ENC-a. PAYS omogućava on-line narudžbe

samo onih ENC-a koji će se koristiti za određeno pomorsko putovanje.

Ažuriranje ENC

Postupak ažuriranja ENC provodi se u skladu sa standardom IHO-a S-63. To

znači da hidrografske organizacije dostavljaju ažuriranja PRIMAR-u. PRIMAR kriptira ta

ažuriranja i sprječava neovlaštenu upotrebu ili promjene ažuriranja. Ažuriranja se

organiziraju i izdaju na tjednoj osnovi. Ažuriranja se distribuiraju putem osnovnog CD-a

(Base CD) i CD-a tjednog ažuriranja (Weekly Update CD). Base CD izdaje se nekoliko

puta godišnje (obično četiri puta godišnje). Weekly Update CD ne objavljuje se u tjednu

kada je izdan Base CD. Da bi krajnji korisnici zadovoljili zahtjeve Poglavlja V SOLAS-a

(posjedovanje ažurnih karata), distributeri (prilikom prodaje ENC ćelije) im moraju

dostaviti najnoviji Base CD i Weekly Update CD. Organizacija datoteka za ažuriranje

sprječava krajnje korisnike da unose nesekvencijalne ispravke. To znači da sva

prethodna ažuriranja ENC ćelije moraju biti unaprijed unesena prije nego što se u tu

ćeliju unese posljednje ažuriranje. Odnosno, sva ažuriranja bilo koje ENC ćelije moraju

biti unesena prema rastućem broju (npr., ako jedna ENC ćelija ima sedam ažuriranja, da

bi se unijelo posljednje – sedmo ažuriranje prethodno se mora unijeti svih šest

ažuriranja). Krajem 2017. PRIMAR je prestao distribuirati ažuriranja na CD-ovima (ali su

zadržali nazive Base i Weekly Update CD). Od tada, PRIMAR nastavlja s

obavješćivanjem korisnika o novim ažuriranjima i omogućava im izravno preuzimanje

ovih ažuriranja sa službenih web stranica PRIMAR-a. Registracija korisnika provodi se

putem aplikacije Chart Catalogue. Aplikacija omogućava naručivanje ENC-a i

registraciju individualnih korisnika za koje mora biti navedena jedinstvena korisnička

dozvola – identifikator sistema (User Permit), koja je sastavljena od 28 alfanumeričkih

oznaka. Nakon aktiviranja narudžbe, sustav automatski generira licencu ćelije (Cell

Permit) za svaki pojedinačni ECDIS. Distributeri isporučuju licencu ćelije (Cell Permit)

krajnjim korisnicima. Svaki ECDIS jedinstveno je određen vlastitom korisničkom

226

dozvolom – identifikatorom sistema (User Permit) koja se koristi za registraciju ECDIS-a

u jedinstvenom ENC sustavu zaštite podataka, u skladu sa Standardom IHO-a S-63.

Krajnji korisnici pomoću licence ćelije dekriptiraju baze podataka (ENC ćelije) na svom

ECDIS-u. Ukoliko brod posjeduje više ECDIS-a, korisnik (kompanija) je dužan svakog

od njih registrirati. Nakon registracije, distributer za svaki ECDIS dostavlja odgovarajuću

licencu ćelije, koju korisnik instalira na ECDIS. Licenca ćelije vrijedi za određene ENC-

ove i vremenski je ograničena na maksimalno dvanaest mjeseci. Krajnji korisnik odabire

vrijeme trajanja licence, koje može biti različito (tri do dvanaest mjeseci), ali ne duže od

dvanaest mjeseci.

IC-ENC RENC

Godine 2002., brojne europske hidrografske organizacije izdvojile su se iz

PRIMAR-a i uspostavile su IC-ENC, kojim upravlja UKHO. IC-ENC radi na neprofitnoj

osnovi. Sjedište IC-ENC-a je u Tauntonu u Velikoj Britaniji. Hidrografske organizacije

Velike Britanije, Nizozemske, Španjolske, Portugala i Njemačke osnovale su IC-ENC.

Od osnivanja do danas broj članica se značajno povećao. Trenutačno je 45 država

članice IC-ENC, od kojih je Rusija istovremeno član PRIMAR-a. IC-ENC ima malo

drugačiju strukturu od PRIMAR-a. Sastoji se od zaposlenika i drugih tijela. Zaposlenici

su generalni direktor i tim kartografa, stručnjaci za geografske informacije i ostali

stručnjaci.

Organizacija IC-ENC

IC-ENC RENC sastoji se od (Slika 89):

- Upravnog odbora (Steering Committee – SC),

- Radne skupine tehničkih stručnjaka (Technical Experts Working Group –

TEWG),

- Komercijalne radne skupine (Commercial Working Group – CWG),

- Sjedišta IC-ENC (IC-ENC Headquarters – IC-ENC HQ) i

- Regionalnih ureda (Regional Offices – ROs).

227

Slika 89. Organizacijska struktura IC-ENC

SC je glavno upravljačko tijelo organizacije. Sastoji se od predstavnika država

članica IC-ENC. SC se sastaje jednom godišnje i njegova je svrha nadgledati rad IC-

ENC-a i dati strateške smjernice. SC nadzire radne skupine. Zadaće ovih skupina su

tehnička i komercijalna pomoć u radu IC-ENC-a i njegovih država članica. TEWG se

sastaje dva puta godišnje i odgovorna je za postavljanje standarda kojima se usklađuju

podaci hidrografskih organizacija država članica. Razmatra sve aspekte upravljanja

podacima, provjeru valjanosti i upotrebljivost ENC-ova. CWG procjenjuje, preporučuje i

provjerava pitanja vezana za distribuciju ENC, troškove i prihode. U svrhu promicanja

koncepta regionalnih ureda IC-ENC uspostavljena su tri RO (IC-ENC Australija, IC-ENC

Latinska Amerika i IC-ENC Sjeverna Amerika). RO su zasebne poslovne jedinice u

sklopu hidrografske organizacije države u kojoj su smješteni. Glavne aktivnosti RO su

validacija regionalnih podataka (podataka prikupljenih u geografskom području koje

svaki RO pokriva), odvajanje ENC koji su prošli validaciju i dostava u IC-ENC HQ na

distribuciju. Validaciju regionalnih podataka provodi obučeno osoblje koristeći iste

standarde, softver i radne procedure kao i IC-ENC HQ.

228

Poslovi IC-ENC RENC-a

Osnovni poslovi IC-ENC su neovisna validacija, potpora u proizvodnji i

distribucija ENC te upravljanje prihodima.

Validacija i potpora u proizvodnji ENC

Validacija se provodi na gotovo identičnim principima i s istom svrhom kao i kod

PRIMAR-a. Sve ENC ćelije koje primi IC-ENC prolaze kroz postupak validacije i kontrole

kvalitete (Slika 90). IC-ENC registrira svaku ENC ćeliju koju primi u svoju internu bazu

podataka i provodi neke početne provjere. Radne procedure postavljaju postupke

validacije, koji uključuju usklađenost sa standardima IHO-a S-57 i S-58, vertikalnu i

horizontalnu konzistentnost i procjenu ENC prikaza na ECDIS-u. IC-ENC provjerava

ENC strukturu podataka u skladu sa standardima S-57 i S-58, dok se sadržaj podataka

provjerava vizualno. Za potrebe validacije IC-ENC koristi softverske alate koji uključuju

Jeppesen’s dKart Inspector, SevenCs’ ENC Designer i ENC Analyzer.

Sljedeći koraci u postupku validacije su vizualna procjena i ostale provjere. To

uključuje procjenu podataka na granicama susjednih ENC-ova koji imaju identične

ljestvice za kompilaciju (mjerilo) i procjenu podataka sa ENC-ovima krupnijeg i sitnijeg

mjerila koji se međusobno preklapaju. Svrha ove provjere je prepoznati bilo kakve

praznine ili preklapanja (gaps and overlaps) između susjednih ćelija unutar iste i različite

navigacijske svrhe. Te su provjere nužne kako bi se izbjegli ozbiljni problemi za

korisnike ECDIS-a. Konzistentnost (usklađenost) podataka i pokrivenost između

susjednih ENC-ova provjeravaju se pomoću dKart Inspector-a i ENC Designer-a.

Izrađuje se vizualna procjena vertikalne i horizontalne konzistentnosti ENC-ova koji

pokrivaju određeno geografsko područje. To se postiže uzimajući u obzir navigacijsku

svrhu ENC-a, plovidbene rute koje ENC pokriva, istaknute navigacijske značajke, itd.

Svi pronađeni problemi provjeravaju se na tri različita ECDIS-a kako bi se procijenio

njihov utjecaj na pomorce. Procjena uključuje provjeru jasnoće, konzistentnosti,

primjene SCAMIN-a (gustoća obilježja pri povećanju i smanjivanju – zooming in and out)

i opću uporabljivost ENC-a. Dodatne provjere uključuju procjenu datuma, kompilacijske

229

ljestvice (mjerila), dodatnih datoteka koje sadrže tekst i slike i podobnost podataka u

zonama pouzdanosti podataka (Zones of Confidence – ZOC). Ako se tijekom provjere

valjanosti otkriju bilo kakve pogreške i nekonzistentnosti, generiraju se odgovarajuće

poruke. U ovom slučaju će IC-ENC izvijestiti hidrografsku organizaciju, proizvođača

ENC ćelije. Postupak validacije završava izdavanjem izvješća o validaciji. Samo ona

ćelija koja je prošla postupak validacije bit će prihvaćena za distribuciju. Svaki RO IC-

ENC-a provodi cjelovitu i neovisnu validaciju svih ENC podataka prije nego što će isti

biti pušteni na tržište u skladu s politikom validacije i procedurama IC-ENC.

Slika 90. Validacija i kontrola kvalitete IC-ENC

Ažuriranja također prolaze kroz isti postupak validacije i kontrole kvalitete kao i

ENC ćelije. RO IC-ENC dostavljaju validirane ENC ćelije i ažuriranja u IC-ENC HQ. IC-

ENC pruža potporu hidrografskim organizacijama u proizvodnji ENC ćelija. Ti poslovi

uključuju potporu hidrografskim organizacijama u cjelokupnom procesu proizvodnje

ENC ćelija, tehničku potporu osoblja IC-ENC hidrografskim organizacijama, programsku

potporu u smislu uporabe odgovarajućih softverskih alata, uporabu podataka putem on-

line servisa iz IC-ENC baze podataka o pogreškama i tehničku potporu TEWG

hidrografskim organizacijama kroz tehničke savjete i upute.

230

Distribucija ENC i upravljanje troškovima

ENC ćelije se distribuiraju putem mreže prodavača s dodanom vrijednošću

(Value Added Resellers – VARs) i ovlaštenih distributera (Slika 91). IC-ENC (kao i

PRIMAR) nema izravnu distribuciju do krajnjih korisnika.

Slika 91. Distribucijski proces IC-ENC-a

IC-ENC objedinjuje sve relevantne datoteke ENC i njihovih ažuriranja u set za

razmjenu (Exchange Set) i sigurnom vezom ih šalje VAR-ovima. IC-ENC HQ VAR-

ovima na tjednoj bazi osigurava validirane, ali nekriptirane ENC ćelije. VAR-ovi imaju

pristup web-lokaciji IC-ENC protokola za prijenos datoteka (File Transfer Protocol –

FTP)65 i mogu svaki tjedan preuzimati najnoviji set za razmjenu podataka od IC-ENC-a

koristeći standard Business to Bussines (B2B) sigurne metode prijenosa datoteka. VAR-

ovi isporučuju ove ćelije i ažuriranja distributerima. Distributeri rade s krajnjim

korisnicima. Trenutačni IC-ENC VAR-ovi su the United Kingdom Admiralty Vector Chart

Service (AVCS), Kelvin Hughes ChartCo, ChartWorld International, C-MAP, DATEMA,

Maris As, NAVTOR i PRIMAR. Odavde je vidljivo da IC-ENC službeno ''tretira'' PRIMAR

RENC kao svoj VAR, što nije točno. U sustavu distribucije ENC, uloga VAR-a je

sudjelovanje u Shemi zaštite podataka IHO-a kao poslužitelj podataka (Slika 92). To

znači da su VAR-ovi odgovorni za kriptiranje i distribuciju ENC u skladu s postupcima

definiranim u Standardu IHO-a S-63. VAR-ovi izdaju licence (skup ENC Permit files)

65 FTP je standardni mrežni protokol koji se koristi za premještanje datoteka s jednog uređaja na drugi korištenjem interneta

231

tako da klijenti (korisnici) podataka (Data Client) mogu dekriptirati i koristiti ENC u

ECDIS-u. Ova organizacija distribucijskog sustava je jednostavnija od one koju koristi

PRIMAR. To omogućava distributerima da razviju fleksibilnija rješenja u tom segmentu.

To znači da distributeri mogu razviti vlastiti set usluga i metodologiju distribucije, u

skladu s njihovom poslovnom politikom i potrebama korisnika.

Slika 92. IC-ENC-ov proces zaštite podataka ENC

IC-ENC upravlja svim aspektima izvješćivanja o prodaji VAR-ova, uslugama

revizije, fakturiranja i procesa prikupljanja prihoda. Detaljno izvješće o prodaji dostavlja

se kvartalno svakoj hidrografskoj organizaciji, a prihod ostvaren od te prodaje IC-ENC

isplaćuje svakoj državi članici za njihove prodane ENC ćelije.

Prednosti i nedostaci postojećih modela RENC-ova

Prednosti i nedostaci postojećih modela zaštite podataka i distribucije ENC mogu

se promatrati kroz ulogu RENC-ova, aspekte koji se odnose na hidrografske

organizacije i krajnje korisnike. Postojeća organizacija i aktivnosti RENC-ova u skladu

su s relevantnim standardima IHO-a i WEND principima. RENC-ovi imaju izuzetno

važnu ulogu u sustavu zaštite podataka. U tom je smislu potrebno naglasiti ulogu

PRIMAR-a koji je prvi primijenio ovaj sustav. RENC-ovi su u potpunosti implementirali

standarde zaštite podataka, validacije i kontrole kvalitete. To krajnjim korisnicima

omogućava sigurno i ovlašteno korištenje ENC, čime oni zdovoljavaju odredbe Poglavlja

V SOLAS Konvencije. Validaciju, kontrolu kvalitete, provjere ENC-ova i ažuriranja

obavlja kvalificirano osoblje RENC-ova korištenjem suvremenih standardiziranih

232

računalnih alata i standardiziranih postupaka. Razvoj posebnih usluga kao što su PAYS,

Katalozi karata, VPN, B2B, usluga korištenja karata putem interneta na zaslonu

računala (Web Map Service) i druge, pojednostavljuje i ubrzava postupak nabave.

Dostupnost ENC baza podataka putem interneta omogućava hidrografskim

organizacijama provjeru statusa svojih ENC u bilo kojem trenutku. Oba RENC-a igraju

izuzetno važnu ulogu u tehničkom razvoju ENC sudjelujući u vlastitim, njihovim

zajedničkim i radnim skupinama IHO-a, te na taj način izravno doprinose poboljšanju

kvalitete ENC. Također, jedan od najznačajnijih segmenata je usklađivanje aktivnosti

hidrografskih organizacija u proizvodnji ENC kako bi se izbjegle postojeće praznine,

preklapanja i nejednakosti u gustoći podataka predstavljenih na ENC unutar iste

navigacijske svrhe između ENC-ova bilo koje hidrografske organizacije i njoj susjednih

hidrografskih organizacija. Ovaj problem stvara značajne poteškoće pri korištenju

ECDIS-a. Iako oba RENC-a naglašavaju brojne prednosti članstva, najznačajnije

prednosti u tehničkom smislu su poboljšanje kvalitete i konzistentnosti podataka. To se

postiže neovisnom validacijom i kontrolom kvalitete primjenom standardiziranih

postupaka i potpunom primjenom Sheme zaštite podataka IHO-a. Veliki broj

hidrografskih organizacija žele biti članice RENC-a, jer članstvo pruža pristup većem

tržištu i omogućava najširu moguću distribuciju. Na taj način RENC-ovi omogućavaju

hidrografskim organizacijama da se usredotoče na svoju osnovnu djelatnost a to su

provedba hidrografskog premjera i izrada karata koje sadrže pouzdane i ažurirane

hidrografske podatke. To je iznimno značajno obzirom na odgovornost hidrografskih

organizacija za točnost i pouzdanost podataka prikazanih na njihovim ENC. Nadalje,

hidrografske organizacije su izuzete od obavljanja složenih poslova zaštite podataka i

svih pitanja vezanih za distribuciju ENC. Prednosti za brodarske kompanije (koje

predstavljaju krajnje korisnike) su u tome što one mogu kupiti jedino provjerene i

ažurirane ENC i to jedino od ovlaštenih distributera. Uloga RENC-ova je da brodarske

kompanije potpisuju ugovore o nabavi i ažuriranju ENC-a samo s ovlaštenim

distributerima. To znači da one ne trebaju potpisati ugovor ni s jednom hidrografskom

organizacijom (ako je ta organizacija članica ili licencirani partner RENC-a). Ovo načelo

distribucije smanjuje administraciju i ubrzava postupak. Važno je i da krajnji korisnici

dobivaju samo zaštićene podatke, čime se izbjegava mogućnost bilo kakve uporabe

233

neslužbenih ili nepouzdanih podataka. Nedostaci postojećeg modela mogu se

promatrati kroz postojanja samo dva RENC-a i ograničen broj distributera, što na neki

način ograničava razvoj tržišta distribucije ENC-a i utječe na politiku formiranja cijena. U

nekom budućem modelu decentralizirane distribucije vjerojatno će smanjiti cijene ENC

ćelija.

Sličnosti i razlike između postojećih RENC-ova

Postojeći RENC-ovi imaju puno sličnosti, ali imaju i neke razlike u pogledu

organizacije i opsega poslova. Oba RENC-a su neprofitne vladine agencije koje

omogućavaju koordinaciju i suradnju hidrografskih organizacija temeljenu na WEND

principima. RENC-ovi ne rade izravno s krajnjim korisnicima. Svaki RENC prikuplja

službene ENC i ažuriranja od hidrografskih organizacija. Nakon toga ih validira,

uspoređuje i kontrolira kvalitetu prema standardiziranim postupcima. Samo oni ENC-ovi

koji prođu ovaj postupak uključuju su u bazu podataka PRIMAR-a ili VAR-ova i postaju

dostupni krajnjim korisnicima putem mreže ovlaštenih distributera. Na ovaj način

omogućava se krajnjim korisnicima posjedovanje službenih i ažuriranih karata. RENC-

ovi imaju različite sustave organizacije i modele distribucije. PRIMAR provodi zaštitu

podataka ENC prije uključivanja u vlastitu bazu podataka, dok IC-ENC taj posao

prepušta VAR-ovima. IC-ENC razvija mrežu RO koja prikuplja, validira i kontrolira

kvalitetu ENC. Iako su RENC-ovi tržišno konkurentne organizacije, uspostavili su

mehanizme suradnje kako bi poboljšali pokrivenost ENC-ovima. Dakle, oba RENC-a

igraju izuzetno važnu ulogu u upravljanju kvalitetom i distribucijom službenih ENC-ova.

Oba RENC-a razvijaju nove usluge dostupne putem interneta. Ove usluge omogućavaju

jednostavan, brz, kontinuiran i siguran pristup ENC podacima distributerima,

hidrografskim organizacijama, vladinim i privatnim agencijama i brodovima.

234

SHEMA ZA ZAŠTITU ENC PODATAKA IHO-A

Kršenje autorskih prava i piratstvo podataka predstavljaju značajne probleme

digitalnog doba. ENC nisu izuzete od ovih problema. Osim financijskih gubitaka prilikom

piratstva podataka, neslužbena distribucija pomorskih informacija može dovesti do

značajnih sigurnosnih problema u navigaciji. IHO je razvio standard S-63 u svrhu zaštite

podataka koji se nalaze unutar ENC-a od kršenja autorskih prava, piratstva podataka i

distribucije neslužbenih podataka. U nastavku se analizira standard zaštite i provjere

autentičnosti kartografskih podataka

Stuktura Sheme za zaštitu ENC podataka IHO-a

Standard S-63 opisuje metode zaštite informacija unutar strukture ENC

podataka, tj., definira sigurnosni model podataka i procese kojih se treba pridržavati

kako bi se uspješno implementirala shema zaštite, što u pravilu omogućava distribuciju

podataka na siguran i komercijalno održiv način. Model zaštite podataka temelji se na

shemi zaštite podataka koju su razvili ECC i UKHO. Shemu je prvi primijenio PRIMAR.66

Svrha ovog standarda je:

- zaštita od piratstva (sprječavanje neovlaštenog korištenja podataka),

- selektivni pristup (ograničavanje pristupa ENC podacima samo za one ćelije

za koje je korisnik tj. kupac licenciran) i

- provjera autentičnosti (osiguravanje da su podaci vezani za ENC došli iz

ovlaštenih izvora).

Zaštita od piratstva i selektivni pristup postižu se enkripcijom ENC-ova i opreme

uz mogućnost dešifriranja. Provjera autentičnosti se osigurava pomoću jedinstvenih

digitalnih potpisa (engl. Digital signature) koji se nalaze unutar baze podataka.

66 Iz tog razloga u literaturi se može susresti pojam PRIMAR Security Scheme

235

Sudionici Sheme zaštite ENC podataka IHO-a

Standard S-63 definira četiri vrste sudionika unutar sheme za zaštitu podataka, a

to su:

- administrator sheme (engl. The Scheme Administrator),

- poslužitelji podataka (engl. The Data Server)

- klijenti (korisnici) podataka (engl. The Data Client) i

- proizvođači originalne opreme (engl. The Original Equipment Manufacturer).

Administrator sheme odgovoran je za održavanje i koordinaciju Sheme za zaštitu

podataka i može biti samo jedan. Također je odgovoran za kontrolu članstva i

osiguravanje da svi sudionici rade prema definiranim procedurama. Administrator

upravlja zaštitom podataka i jedino je tijelo koje može potvrditi identitet ostalih sudionika

sheme. Tajništvo IHO-a je administrator sheme.67

Poslužitelji podataka su odgovorni za enkripciju, označavanje i distribuciju ENC

podataka u skladu s procedurama i postupcima definiranim unutar standarda S-63.

Poslužitelji podataka izdaju ENC licence tako da klijenti podataka mogu dekriptirati, tj.,

koristiti ENC-ove pomoću važećih kodova. Može biti više poslužitelja podataka.

Poslužitelji podataka mogu biti proizvođači ENC (hidrografske organizacije), tvrtke koje

unaprjeđuju značajke i usluge postojećih proizvoda, RENC-ovi i sl.

Klijenti podataka su krajnji korisnici ENC-ova, kao što su korisnici ECDIS-a, i dr.

Drugim riječima, klijenti podataka su kupci proizvoda od poslužitelja podataka i

proizvođača originalne opreme.

Proizvođači originalne opreme imaju odgovornost da za svaki proizvedeni uređaj

(ECDIS) izrade jedinstvenu šifru, tj., korisničku dozvolu, odnosno identifikator sistema

(User permit). Šifra se pohranjuje u posebno namijenjenom računalnom elementu koji je

ugrađen ili programiran unutar aplikacije.

Administrator sheme organizira rad ostalih sudionika unutar sheme za zaštitu

podataka. Svi poslužitelji podataka i proizvođači originalne opreme moraju se prijaviti

administratoru sheme da postanu sudionici u shemi kako je to definirano u prilozima

67 Do sredine 2017. poslove administratora sheme obavljao je IHB.

236

standarda S-63. Oni nakon prihvaćanja dobivaju jedinstvene informacije vezane za

identifikaciju i enkripciju.

Uspostava Sheme zaštite ENC podataka IHO-a

Kako bi se provela Shema zaštite ENC podataka nužno je kriptirati podatke na

temelju imena ćelije i korisničke dozvole – identifikatora sistema (User permit)

ugrađenog u ECDIS. Time se omogućava da ćelije imaju jedinstvenu šifru za svaku

instalaciju. Drugim riječima, ćelija koja je instalirana na dva neovisna ECDIS-a neće

imati identičnu šifru za otključavanje. Kako bi se postigla zaštita podataka na ovaj način

potrebno je provesti sljedeće korake:

- Proizvođač originalne opreme mora biti sudionik IHO-ove sheme za zaštitu

podataka na način da uputi zahtjev Tajništvu IHO-a prema pravilima iz

Standarda S-63 (Slika 93, korak 1).

- Nakon prihvaćanja zahtjeva, Tajništvo IHO-a dodjeljuje proizvođaču

jedinstvenu šifru proizvođača (M_KEY) i jedinstvenu šifru identifikacije

proizvođača (M_ID) te ih dostavlja poslužitelju podataka i proizvođaču

originalne opreme. Poslužitelja podataka također mora potvrditi Tajništvo IHO-

a prema prije poslanom zahtjevu (Slika 93, korak 2).

- Proizvođač originalne opreme na temelju šifri M_ID i M_KEY mora izraditi

jedinstveni identifikator hardvera (HW_ID) za svaki ECDIS. Budući da HW_ID

ne smije biti poznat krajnjim korisnicima potrebno ga je šifrirati kako bi se

spriječila njegova neovlaštena distribucija. HW_ID se šifrira pomoću M_ID

koda i samog HW_ID koda te se dobiva korisnička dozvola – identifikator

sistema (User permit). Korisničku dozvolu - identifikator sistema proizvođač

originalne opreme dostavlja klijentima podataka (Slika 93, korak 3).

- Klijenti podataka (krajnji korisnici) pri narudžbi ENC-ova moraju dostaviti

poslužitelju podataka korisničku dozvolu – identifikator sistema (User Permit)

(Slika 93, korak 4).

- Na temelju poznate korisničke dozvole – identifikatora sistema (User permita),

M_ID i M_KEY kodova poslužitelj podataka za svaku ćeliju zasebno izrađuje

237

Licencu ćelije (Cell permit) pomoću koje krajnji korisnik dešifrira ENC-ove za

daljnju upotrebu. Tu licencu ćelije poslužitelj podataka mora dostaviti krajnjem

korisniku (Slika 93, korak 5).

Na Slici 93 su shematski prikazane ove etape. Ovaj proces može uključivati još

neke od sudionika. PRIMAR kao poslužitelj podataka organizira i upravlja podacima HHI

koji je proizvođač podataka, dok distribuciju obavljaju posebno određene organizacije ili

odjeli za distribuciju ENC-ova (engl. ENC supplier).

Slika 93. Proces izrade Licence ćelije

238

Model provjere autentičnosti ENC podataka IHO-a

Autentičnost podataka postiže se pomoću S-63 digitalnog potpisa koji koristi

asimetrično šifriranje68 slično infrastrukturi javnog ključa.69 Proces potvrđivanja

autentičnosti ENC podataka shematski je prikazan na Slici 94, a podijeljen je na

sljedeće etape:

- Proces započinje izradom javnog ključa i samopotpisanog koda (datoteka

potpisanog javnog ključa) od strane poslužitelja podataka te ga šalje

administratoru sheme (AS) u svrhu validacije kodova.

- Administrator sheme registrira javni samopotpisani ključ zajedno s privatnim

ključem i izrađuje Certifikat poslužitelja podataka (engl. Data Server

Certificate) koji mora biti dostavljen poslužitelju podataka te sadrži javni i

privatni ključ administratora sheme.

- Javni ključ administratora sheme se masovno distribuira i instalira samostalno

u uređajima od proizvođača originalne opreme. Javni i privatni ključevi moraju

biti različiti od parova ključeva drugih proizvođača.

- Poslužitelj podataka izrađuje datoteku digitalnog potpisa te je implementira uz

ENC podatke.

- Poklapanjem seta ključeva administratora sheme i poslužitelja podataka

odobrava se upotreba ćelije. ECS/ECDIS koristi javni ključ administratora

sheme, koji je prethodno instaliran (ali također mora imati sustav za naknadno

instaliranje ključeva), kako bi provjerio dio certifikata digitalnog potpisa te

potvrdio da je javni ključ poslužitelja podataka valjan. Također, ECS/ECDIS

koristi javni ključ iz certifikata kako bi provjerio digitalni potpis ENC ćelije.

Nakon što ECDIS potvrdi autentičnost ENC-a, potrebno i dalje provjeravati

integritet podataka. U skladu s tim podaci za ažuriranje ENC-ova moraju imati

implementiran digitalni potpis i certifikat njihovog poslužitelja podataka.

68 Asimetrično šifriranje (engl. Asymmetric cryptography) je algoritam gdje se šifriranje i dešifriranje obavlja pomoću različitih kodova. Podatke je omogućeno šifrirati jednom šifrom te distribuirati drugi kod za dešifriranje. Takvi kodovi su poznati kao privatni kod (privatni ključ) i javni kod (javni ključ), a skupa tvore par kodova. 69 Infrastruktura javnog ključa (engl. Public key infrastructure) je vrlo složen sustav temeljen na asimetričnom šifriranju a služi u svrhu sigurne komunikacije preko nesigurnih kanala.

239

Slika 94. Proces potvrđivanja autentičnosti ENC podataka

Budući da je PRIMAR u funkciji poslužitelja podataka on mora imati svoj digitalni

potpis te ga implementirati u bazu podataka ENC-a. Proizvođači podataka koji ne

distribuiraju svoje podatke već koriste usluge RENC-a, kao npr. HHI, ne moraju imati

svoj digitalni potpis.

240

Prednosti Sheme zaštite podataka ENC

Shema zaštite podataka IHO-a sprječava neovlašteno korištenje ENC podataka.

To znači da se mogu koristiti samo oni podaci koji su kupljeni. Na taj način proizvođači

ENC-ova se zaštićuju od neovlaštenog korištenja svojih proizvoda a samim tim i

novčanih gubitaka, što pridonosi održivosti hidrografske djelatnosti. Za provedbu sheme

potrebno je uspostaviti zatvoreni krug šifri pomoću kojih se izrađuje licenca ćelije kao

jedinstvena šifra za otključavanje samo jedne ćelije na točno određenom ECDIS-u. U

konačnici, primjenom ovog standarda postiže se da se ENC-ovi mogu distribuirati

masovno na tvrde medije jer u pravilu pristup imaju samo autorizirani korisnici koji

posjeduju odgovarajuću licencu ćelije. Ovom metodom smanjuju se troškovi prijenosa

podataka, jer pri narudžbi ENC-ova nije nužno da poslužitelj podataka dostavlja cijelu

ćeliju već samo licencu ćelije i po potrebi set podataka za ažuriranje. Osim toga, shema

zaštite podataka omogućava autentičnost podataka koja otklanja mogućnost da

neovlaštene ustanove ili osobe mogu distribuirati svoje vlastite podatke, što može

ugroziti sigurnost plovidbe.

241

AŽURIRANJE ENC

Ažuriranje ENC provodi se putem redovitih tjednih ažuriranja (ispravaka) koje

izdaju hidrografske organizacije. Kako je već spomenuto, hidrografske organizacije

zadužene su za proizvodnju tjednih ažuriranja. Ta ažuriranja organiziraju se u

podatkovne datoteke i dostavljaju RENC-ovima. RENC-ovi validiraju i provjeravaju

kvalitetu ažuriranja i uključuju ih u baze podataka ENC. Krajnji korisnici imaju pravo

pristupa datotekama s ažuriranjima za one ENC ćelije za koje imaju kupljene licence

ćelije. Pravo pristupa datotekama s ažuriranjima traje koliko i licenca ćelije. Dakle, ako

je npr., neka ćelija kupljena na vremensko razdoblje od dvanaest mjeseci, krajnji

korisnik će imati pravo pristupa datotekama s ažuriranjima za tu ćeliju također na

vremensko razdoblje od dvanaest mjeseci. Datoteke s ažuriranjima mogu se prenositi

bežičnom komunikacijom (putem interneta) ili putem prijenosnog medija (CD ili USB).

ECDIS uređaji podržavaju automatsko unošenje ispravaka u svoju kartografsku bazu

podataka. Pored automatskog, postoji i mogućnost ručnog (manualnog) ažuriranja.

Načini unošenja ažuriranja ENC

Kako je već rečeno ažuriranja se mogu unositi ručno i automatski. Kod

automatskog načina ažuriranja postoje dvije mogućnosti unosa, a to su potpuno

automatski i poluautomatski unos. Dakle, može se konstatirati kako postoje tri načina

unošenja ažuriranja ENC u ECDIS.

Kod ručnog načina unošenja, operater na ECDIS manualno unosi podatke o

ažuriranju. Ti podaci mogu doći iz klasičnih oglasa za pomorce ili iz radijskih oglasa koje

emitiraju radijske postaje. Ta ažuriranja nemaju digitalni format koji prepoznaje i ''čita''

ECDIS. Kako bi ECDIS prihvatio unos, ažuriranja moraju biti unesena na strukturiran

način koji je kompatibilan odgovarajućem standardu ECDIS-a. Ručno unesena

ažuriranja ECDIS dodatno označava narančastom bojom. U pravilu se kod ovakvog

načina unosa ažuiranja radi o privremenim područjima zabrane plovidbe, kao što su

poligoni za gađanje i sl.

242

Potpuno automatsko unošenje podrazumijeva ažuriranje kartografske baze

podataka SENC-a u ECDIS bez intervencije operatera. Kako bi se ono provelo potrebno

je formatiranje podataka u skladu s relevantnim standardom ECDIS-a. Potpuno

automatski način podrazumijeva izravno unošenje podataka primljenih u ECDIS od

distributera (bez intervencije operatera). Prije unošenja ažuriranja zahtijeva se potvrda,

odnosno prihvaćanje unosa od strane operatera. Nakon toga ECDIS automatski unosi

ispravke u SENC. Potpuno automatsko unošenje provodi se putem on-line komunikacije

između ENC baze podataka (RENC-a, VAR-a ili distributera) i operatera, pri čemu se

datoteke s ažuriranjima dostavljaju putem e-maila. Pri tome nije važno kojim

komunikacijskim sustavom se dostavljaju datoteke (Inmarsat, klasični telefonski ili

bežični pristup internetu). Potpuno automatsko unošenje osim prednosti ima i određene

nedostatke. Ti nedostaci odnose se na nepotrebno preuzimanje kompletnih datoteka s

tjednim ažuriranjima. U tom slučaju ECDIS učitava sva ažuriranja a primjenjuje samo

ona za koja postoje kupljene licence ćelije. Na takav način produžuje se vrijeme

ažuriranja. Također se povećava podatkovni promet, što rezultira nepotrebnim dodatnim

troškovima.

Poluautomatsko unošenje podrazumijeva ažuriranje kartografske baze podataka

SENC-a u ECDIS-u intervencijom administratora. Administrator predstavlja poveznicu

između distributera i operatera na ECDIS-u. Administrator preuzima datoteke s

ažuriranjima od distributera i dostavlja ih na brod operateru putem prijenosnog medija ili

uspostavom podatkovne komunikacije. Nakon toga, a prije unošenja ažuriranja,

zahtijeva se potvrda, odnosno prihvaćanje unosa od strane operatera, nakon čega

ECDIS automatski unosi ispravke u SENC. Kod poluautomatskog ažuriranja

administrator ima izravnu on-line komunikaciju s distributerom. Poluautomatskim

ažuriranjem može se smatrati i automatsko ažuriranje u slučaju kad je temeljem

ugovora između distributera i kompanije krajnjem korisniku (operateru na ECDIS-u)

omogućen izravan pristup ENC bazi podataka. Ugovorom se u pravilu operateru

dopušta preuzimanje samo onih datoteka koje sadrže ažuriranja za ENC ćelije koje brod

posjeduje. Tada operater preuzima dopuštene (ili od distributera selektirane datoteke) i

provodi gore opisan proces ažuriranja.

243

Kategorije ažuriranja

Ažuriranja se kategoriziraju na sekvencijalna, kumulativna i kompilacijska.

Sekvencijalna ažuriranja podrazumijevaju da novo ažuriranje slijedi prethodno. Za

ažuriranje pojedinih datoteka ćelija, svaka ekstenzija predstavlja broj ažuriranja, koji

može biti od 001 do 999. Ovi brojevi moraju biti upotrijebljeni sekvencijalno bez

preskakanja. Broj ažuriranja 0 se dodijeljuje novome setu podataka. Prvoj sljedećoj

datoteci koja je povezana sa ovom dodijeljuje se broj 1. Broj ažuriranja se povećava za

jedan za svako ažuriranje sve dok se ne izda nova edicija. Nova edicija mora imati broj

ažuriranja 0 a nakon toga se ponovno primjenjuje sekvencijalno načelo (načelo rastućeg

broja) sve do ponovnog izdanja nove edicije. Sekvencijalna ažuriranja sadržana su u

Weekly Update CD-u. Weekly update CD izdaje se jednom tjedno, osim tjedna u kojemu

se izdaje Base CD, jer su na njemu sadržana i tjedna ažuriranja ENC.

Kumulativna ažuriranja formiraju se iz seta svih sekvencijalnih ažuriranja koja su

izdana do trenutka izdavanja nove edicije. Sva kumulativna ažuriranja moraju biti biti

sadržana na Base CD-u. Base CD, kako je već rečeno, izdaje se obično četiri puta

godišnje i on sadrži kumulativne datoteke s ispravkama ENC ćelija zaključno s tjednom

u kojemu se taj CD izdaje. Kumulativna datoteka predstavlja novu ediciju koja sadržava

sva prethodna ažuriranja. Treba napomenuti kako je CD ostao samo kao pojam koji je u

uporabi, dok se datotekama s ažuriranjima izravno pristupa na službenim stranicama

distributera. Distributer nakon prodaje ENC ćelija treba korisniku podataka isporučiti

zadnje izdanje Base CD-a s kumulativnim ažuriranjima i zadnje izdanje Weekly Update

CD-a sa sekvencijalnim ažuriranjima. Na taj način korisnik podataka će posjedovati

ažurirane ENC ćelije.

Kompilacijska ažuriranja podrazumijevaju informacije koje su izdane od

posljednje nove edicije ENC ili od posljednjeg službenog ažuriranja unesenog u SENC.

Ona su kompilirana u jedno sveobuhvatno ažuriranje. Npr., ako je pozicija plutače

promijenjena dva ili više puta od izdavanja ENC, samo zadnja pozicija bit će uključena u

ENC. Zato se kompilacijsko ažuriranje primjenjuje kako bi se ažurirala zadnja važeća

edicija ENC u vrijeme njezine distribucije krajnjem korisniku, jer od vremena objave prve

edicije ENC do distribucije može proći više mjeseci ili čak nekoliko godina.

244

Provjera ažuriranja ENC

Ažuriranja ENC moraju biti sekvencijalna i jedinstvena za svaku pojedinu ENC

ćeliju. ECDIS je podešen tako da prihvaća samo sekvencijalna ažuriranja. To znači da

ECDIS mora verificirati da su sva ažuriranja za svaku pojedinu ENC ćeliju unesena

sekvencijalno. Ako nije uneseno neko prethodno ažuriranje, ECDIS o tome mora dati

indikaciju. Indikacija sadrži podatke o broju ćelije i broju ažurirannja koje nije uneseno.

Nastavak ažuriranja za tu ćeliju nije moguć dok se ne provede ažuriranje koje

nedostaje. Verifikacija ažuriranja mora biti registrirana i spremljena u ECDIS-u.

Verifikacija sadrži podatke o vremenu provedbe ažuriranja. Na taj način moguće je

nadzirati provode li se ažuriranja na brodu u odgovarajućem vremenu. Nadzor provedbe

ažuriranja na brodu rade inspektori sigurnosti plovidbe.

AŽURIRANJE RNC

Ažuriranja RNC mogu se razlikovati ovisno o proizvođaču tih karata. U nastavku

će biti opisani sustavi ažuriranja karata koje proizvode UKHO i NOAA.

UKHO je razvio uslugu Admiralty Raster Chart Service (ARCS). U sklopu ARCS

proizvode se ažuriranja za njihove RNC. Ta ažuriranja temelje se na NtM British

Admiralty-ja. Ona uključuju T i P oglase i izdaju se na tjednoj bazi. Ažuriranje RNC je

automatsko i distribuira se na kumulativnom CD-u. Svaki kumulativni CD sadrži zadnje

ispravke RNC. Kumulativni CD-ovi dostavljaju se distributerima, koji ih na zahtjev

dostavljaju brodarskim kompanijama.

Ažuriranje RNC koje proizvodi NOAA (američke RNC) provodi se prema

drugačijem tehničkom načelu u odnosu na ažuriranje karata British Admiralty-ja.

Ažuriranja osigurava tvrtka Maptech. Za ažuriranje se koristi ''tehnika zakrpe'' (patch

technique). Hidrografska organizacija (ili neka druga od nje ovlaštena organizacija)

proizvodi ažuriranja koristeći navedenu tehniku zakrpe. Prema toj tehnici ažuriraju se

samo oni dijelovi karte na kojima je potrebna korekcija. Ova tehnika koristi usporedbu

postojeće datoteke i one koja sadrži korekciju na način da se uspoređuje svaki piksel.

Software kreira ''datoteku razlike'' (difference file) koja je povezana s postojećom

245

rasterskom datotekom. Ta datoteka razlike se nakon kreiranja komprimira kako bi

zauzimala što manje memorijskog prostora (uobičajeno do 10 Kb memorije). Na taj

način skraćuje se potrebno vrijeme preuzimanja zakrpe, što izravno utječe na skraćenje

vremena ažuriranja na brodu (to vrijeme može trajati od nekoliko sekundi do nekoliko

minuta).

RNC se ažurira jer datoteka koja sadrži zakrpu mijenja piksele na izvornoj karti.

Dakle, u procesu ažuriranja mijenjaju se samo oni pikseli na ''staroj'' RNC s novim

pikselima koji predstavljaju njezino ažuriranje. Ažuriranja su krajnjim korisnicima

dostupna putem preuzimanja kumulativnog CD-a. Kumulativni CD sadrži ažuriranja svih

karata određenog proizvođača (hidrografske organizacije). Krajnji korisnici tjedno

primaju e-mail koji sadrži link s ažuriranjima. Otvaranjem linka započinje kumulativni

prijenos (preuzimanje) zakrpa na računalo (RCDS). Završetkom preuzimanja RNC se

ažuriraju i pohranjuju na računalo. Usavršavanjem sustava ažuriranja RNC omogućena

je zasebna pohrana (memoriranje) RNC i njihovih zakrpa. Ažuriranja se primjenjuju

dinamički u realnom vremenu tako da korisnik ima mogućnost praćenja ažuriranja RNC.

Ovaj proces dinamičkog ažuriranja sličan je procesu ažuriranja ENC, jer se kod

ažuriranja RNC ne mijenja cjelokupna karta, nego samo njezina ažuriranja. Ažuriranja

se provode na tjednoj bazi, dakle istom dinamikom kao i kod papirnatih karata i ENC: