航海學(xué)第二章--海圖

1、航海學(xué)航海學(xué)海圖海圖 海圖海圖(chart)(chart)是地圖的一種，是以海洋及其是地圖的一種，是以海洋及其毗鄰的陸地為描述對(duì)象，為滿足航海的需要而專毗鄰的陸地為描述對(duì)象，為滿足航海的需要而專門繪制的一種地圖。海圖上詳細(xì)地繪畫出了航海門繪制的一種地圖。海圖上詳細(xì)地繪畫出了航海所需要的各種資料，如岸形、島嶼、淺灘、沉船所需要的各種資料，如岸形、島嶼、淺灘、沉船、水深、底質(zhì)、礙航物、和助航設(shè)施等。、水深、底質(zhì)、礙航物、和助航設(shè)施等。 海圖是航海的重要工具之一，作用如下：海圖是航海的重要工具之一，作用如下： 在航行前擬定計(jì)劃航線、制訂航行計(jì)劃在航行前擬定計(jì)劃航線、制訂航行計(jì)劃 航行中進(jìn)行航跡推算、

2、定位、導(dǎo)航和避險(xiǎn)航行中進(jìn)行航跡推算、定位、導(dǎo)航和避險(xiǎn) 航行后總結(jié)航行經(jīng)驗(yàn)、發(fā)生海事后分析事故原航行后總結(jié)航行經(jīng)驗(yàn)、發(fā)生海事后分析事故原 因、判斷事故責(zé)任等因、判斷事故責(zé)任等& 第一節(jié)第一節(jié) 地圖投影地圖投影& 第二節(jié)第二節(jié) 恒向線恒向線& 第三節(jié)第三節(jié) 墨卡托投影墨卡托投影& 第四節(jié)第四節(jié) 港泊圖與大圓海圖的投影方法港泊圖與大圓海圖的投影方法& 第五節(jié)第五節(jié) 識(shí)圖識(shí)圖& 第六節(jié)第六節(jié) 海圖分類和使用海圖分類和使用& 本章小結(jié)本章小結(jié) 第一節(jié)第一節(jié) 地地 圖圖 投投 影影一、比例尺與投影變形 1. 地圖投影 2. 局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺二、

3、地圖投影分類 1. 按投影變形性質(zhì)分類 2. 按構(gòu)成地圖圖網(wǎng)的方法分類地圖投影地圖投影v概念概念：按照按照一定的數(shù)學(xué)法則一定的數(shù)學(xué)法則，把地球表面的一部分，把地球表面的一部分或全部描述到或全部描述到平面平面上去的方法，稱為地圖投影。上去的方法，稱為地圖投影。u意義意義：因?yàn)榈孛嫔先我庖稽c(diǎn)都可以用地理坐標(biāo)來確定，因?yàn)榈孛嫔先我庖稽c(diǎn)都可以用地理坐標(biāo)來確定，所以地圖投影主要就是將地面上的經(jīng)緯線按一定的數(shù)學(xué)所以地圖投影主要就是將地面上的經(jīng)緯線按一定的數(shù)學(xué)法則繪畫到平面上去，建立地圖的經(jīng)緯線圖網(wǎng)。法則繪畫到平面上去，建立地圖的經(jīng)緯線圖網(wǎng)。 無論將地球視為圓球體或橢圓體，其表面都是不可展的無論將地球視為圓

4、球體或橢圓體，其表面都是不可展的曲面，不能無裂隙、無皺褶地將它平展開來。曲面，不能無裂隙、無皺褶地將它平展開來。 不可展曲面不可展曲面 如果按同一比例縮?。旱厍騼x如果按同一比例縮小：地球儀 按按不同比例拉伸或壓縮不同比例拉伸或壓縮 （避免裂隙和皺褶）（避免裂隙和皺褶） 但不可避免產(chǎn)生投影變形（長度、角度、面積變形）但不可避免產(chǎn)生投影變形（長度、角度、面積變形） ：平面圖：平面圖 局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺1.1.局部比例尺局部比例尺v 概念：設(shè)概念：設(shè)A A為地面上任意一點(diǎn)，在它的某個(gè)方向上有線段為地面上任意一點(diǎn)，在它的某個(gè)方向上有線段ABAB，如果將它投影到地圖上去，變成圖

5、上線段如果將它投影到地圖上去，變成圖上線段abab，則該地圖在，則該地圖在A A點(diǎn)的這點(diǎn)的這個(gè)方向的比例尺個(gè)方向的比例尺(C)(C)為為: :u局部比例尺在投影變形中表現(xiàn)方式：局部比例尺在投影變形中表現(xiàn)方式： 由于存在投影變形，同一張圖上各點(diǎn)局部比例尺可能都不相同；由于存在投影變形，同一張圖上各點(diǎn)局部比例尺可能都不相同； 有時(shí)，同一點(diǎn)各個(gè)方向的局部比例尺也各不相同。有時(shí)，同一點(diǎn)各個(gè)方向的局部比例尺也各不相同。 局部比例尺在投影中的變化，可以反映出地圖投影變形的特點(diǎn)：局部比例尺在投影中的變化，可以反映出地圖投影變形的特點(diǎn)： l 如圖上某點(diǎn)各個(gè)方向的局部比例尺相等，則該圖在這點(diǎn)上能夠如圖上某點(diǎn)各個(gè)

6、方向的局部比例尺相等，則該圖在這點(diǎn)上能夠保持與地面對(duì)應(yīng)處形狀相似，并在這一點(diǎn)上能夠保持角度不變，保持與地面對(duì)應(yīng)處形狀相似，并在這一點(diǎn)上能夠保持角度不變，這在地圖投影中稱為這在地圖投影中稱為正形或等角投影正形或等角投影，如墨卡托海圖投影等。，如墨卡托海圖投影等。l 相反，如果地圖上某點(diǎn)各個(gè)方向的局部比例尺不相等，則該圖相反，如果地圖上某點(diǎn)各個(gè)方向的局部比例尺不相等，則該圖在這一點(diǎn)上就不能保持正形或等角。在這一點(diǎn)上就不能保持正形或等角。ABablimC0AB 這種比例尺就叫局部比例尺這種比例尺就叫局部比例尺 局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺2.2.普通比例尺（也稱基準(zhǔn)比例尺）普通比例尺

7、（也稱基準(zhǔn)比例尺）v概念：一般地圖上注明的比例尺，稱為普通比例尺。概念：一般地圖上注明的比例尺，稱為普通比例尺。u 局部比例尺的取值方法：局部比例尺的取值方法： 可能是圖上各個(gè)局部比例尺的平均值；可能是圖上各個(gè)局部比例尺的平均值； 或是圖上某點(diǎn)或某線的局部比例尺?；蚴菆D上某點(diǎn)或某線的局部比例尺。航海上，有時(shí)為了便于幾張海圖聯(lián)合起來使用，常取航海上，有時(shí)為了便于幾張海圖聯(lián)合起來使用，常取某點(diǎn)或某線的局部比例尺，作為幾張圖共同的基準(zhǔn)比某點(diǎn)或某線的局部比例尺，作為幾張圖共同的基準(zhǔn)比例尺，此時(shí)，上述的基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)線可能不在某張圖例尺，此時(shí)，上述的基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)線可能不在某張圖的圖區(qū)覆蓋范圍內(nèi)。的圖區(qū)覆蓋

8、范圍內(nèi)。 局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺3. 比例尺的表示方法：比例尺的表示方法：數(shù)字比例尺：用數(shù)字比例尺：用1 1和若干數(shù)字的比例來表示，例如和若干數(shù)字的比例來表示，例如 1:300 0001:300 000或或1 1300 000300 000長度等于地面上長度等于地面上3030萬個(gè)相同單位的長度。萬個(gè)相同單位的長度。它表示圖上基準(zhǔn)點(diǎn)處，一個(gè)單位它表示圖上基準(zhǔn)點(diǎn)處，一個(gè)單位數(shù)字比例尺的分母數(shù)值越大，則比例尺越??；數(shù)字比例尺的分母數(shù)值越大，則比例尺越??； 反之，分母數(shù)值越小，則比例尺越大。反之，分母數(shù)值越小，則比例尺越大。直線比例尺：如直線比例尺：如20002004006008

9、0010001012345cable它一般用比例圖尺繪畫在海圖標(biāo)題欄內(nèi)或圖邊適當(dāng)?shù)牡胤?。它一般用比例圖尺繪畫在海圖標(biāo)題欄內(nèi)或圖邊適當(dāng)?shù)牡胤健?局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺4.4.海圖比例尺與海圖極限精度海圖比例尺與海圖極限精度v 海圖的極限精度海圖的極限精度：當(dāng)實(shí)地水平長度按比例尺縮繪到地圖上時(shí)，：當(dāng)實(shí)地水平長度按比例尺縮繪到地圖上時(shí)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生繪畫誤差。通常，正常人的眼睛只能夠分辨清不可避免地會(huì)產(chǎn)生繪畫誤差。通常，正常人的眼睛只能夠分辨清楚圖上大于楚圖上大于0.1mm0.1mm間距的兩點(diǎn)，也就是說繪畫海圖的誤差一般也間距的兩點(diǎn)，也就是說繪畫海圖的誤差一般也不會(huì)小于不會(huì)小

10、于0.1mm0.1mm。這種相當(dāng)于海圖上。這種相當(dāng)于海圖上0.1mm0.1mm所代表的實(shí)地水平長度，所代表的實(shí)地水平長度，叫做比例尺的精度，或叫做海圖的極限精度。下面是一個(gè)海圖比叫做比例尺的精度，或叫做海圖的極限精度。下面是一個(gè)海圖比例尺與極限精度的對(duì)照?qǐng)D表：例尺與極限精度的對(duì)照?qǐng)D表：海圖比例尺海圖比例尺極限精度（米）極限精度（米）1:31:3 000 000 000 0003003001:1 000 000 1:1 000 000 1:21:2 990 000 990 000100 100 2992991:200 000 1:200 000 1:9901:990 000 00020 20 9

11、9991:100 000 1:100 000 1:1901:190 000 00010 10 19191:20 000 1:20 000 1:901:90 000 0002 2 9 91:201:20 000 0002 2 局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺海圖比例尺大小的意義：海圖比例尺大小的意義：決定海圖的制圖精度決定海圖的制圖精度：海圖比例尺越小，海圖的精度越差。：海圖比例尺越小，海圖的精度越差。決定海圖作業(yè)的最高精度決定海圖作業(yè)的最高精度：比例尺越小，海圖作業(yè)精度越差，比例尺越小，海圖作業(yè)精度越差，其在數(shù)值上等于海圖極限精度的其在數(shù)值上等于海圖極限精度的2倍。倍。在海圖作業(yè)中

12、，用削在海圖作業(yè)中，用削尖的鉛筆尖在圖上畫一小點(diǎn)，其直徑最小也有尖的鉛筆尖在圖上畫一小點(diǎn)，其直徑最小也有0.2mm0.2mm，這是，這是海圖作業(yè)時(shí)能夠分辨和量出的最小距離。例如：在比例尺為海圖作業(yè)時(shí)能夠分辨和量出的最小距離。例如：在比例尺為1:300 0001:300 000的海圖上，的海圖上，0.2mm0.2mm代表地表面的距離是代表地表面的距離是0.2mm X 3 0.2mm X 3 000 000 = 600m,000 000 = 600m,它說明在該圖上進(jìn)行海圖作業(yè)的極限精度它說明在該圖上進(jìn)行海圖作業(yè)的極限精度為為600m600m，即在該海圖上不可能量出小于，即在該海圖上不可能量出小于

13、600m600m的長度來。的長度來。比例尺越大，圖上所繪制比例尺越大，圖上所繪制的資料越詳細(xì)、準(zhǔn)確，海圖的可靠性程度就越高。的資料越詳細(xì)、準(zhǔn)確，海圖的可靠性程度就越高。因此，在進(jìn)行海圖作業(yè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)航區(qū)的特因此，在進(jìn)行海圖作業(yè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)航區(qū)的特點(diǎn)，盡可能選擇較大比例尺的海圖，以便能夠獲得點(diǎn)，盡可能選擇較大比例尺的海圖，以便能夠獲得更詳細(xì)的航海資料和提高海圖作業(yè)精度。更詳細(xì)的航海資料和提高海圖作業(yè)精度。 地圖投影分類地圖投影分類按 投 影 的 變 形 性 質(zhì) 分 類 按構(gòu)成地圖圖網(wǎng)的方法分類等角投影 等積投影任意投影平面投影圓錐投影圓柱投影條件投影按投影變形的性質(zhì)分類按投影變形的性質(zhì)分類等角投影

14、（又稱正形投影）等角投影（又稱正形投影）vv概念概念：等角投影：等角投影是圖上無限小的局部圖像與地面上相對(duì)應(yīng)的是圖上無限小的局部圖像與地面上相對(duì)應(yīng)的地形保持相似的一種投影方法。地形保持相似的一種投影方法。uu等角投影的特點(diǎn)等角投影的特點(diǎn)： 局部相似：在等角投影圖上，任意點(diǎn)各個(gè)方向的局部比例尺局部相似：在等角投影圖上，任意點(diǎn)各個(gè)方向的局部比例尺相相 等，能保持圖上無限小的局部圖像與地面上對(duì)應(yīng)等，能保持圖上無限小的局部圖像與地面上對(duì)應(yīng) 的形狀相似的形狀相似，即地面上一個(gè)微分圓，投影到圖上，即地面上一個(gè)微分圓，投影到圖上 仍能保持是個(gè)圓，或者說地面上某地的一個(gè)角度仍能保持是個(gè)圓，或者說地面上某地的一個(gè)角度, 投影到圖上后仍能保持其角度的大小不變。投影到圖上后仍能保持其角度的大小不變。 整體變形：由于圖上不同地點(diǎn)的局部比例尺隨經(jīng)、緯度的變整體變形：由于圖上不同地點(diǎn)的局部比例尺隨經(jīng)、緯度的變動(dòng)動(dòng) 而變化，即從整體來說，地圖的形狀仍會(huì)有變形而變化，即從整體來說，地圖的形狀仍會(huì)有變形. . 例如：在地面上不同地點(diǎn)的兩個(gè)相同大小的微分例如：在地面上不同地點(diǎn)的兩個(gè)相同大小的微分 圓，在等角投影圖上可能被繪畫成兩個(gè)不同大小圓，在等角投影圖上可能被繪畫成兩個(gè)不同大小 的圓。的圓。按投影變形的性質(zhì)分類按投影變形的性質(zhì)分類等積投影等積投