地圖投影與分類

第頁第四章海圖海圖(chart)是為適應(yīng)航海的需要而繪制的一種地圖，圖上詳細地標繪了航海所需要的資料，如岸形、島嶼、礁石、淺灘、水深、底質(zhì)、水流資料、以及助航設(shè)施等。海圖可用于船舶航行前擬定計劃航線、制定航行計劃；航行中可用于航跡推算、定位及導(dǎo)航；航次結(jié)束后可用于總結(jié)航行經(jīng)驗，如發(fā)生海事可用于判斷事故責任。因此，海圖是航海必備的航海資料和工具。正確地了解海圖的特點、熟悉海圖上的資料、正確地使用管理海圖，是船舶駕駛員的重要任務(wù)之一。第一節(jié)地圖投影及分類一、地圖投影1．地圖：按照一定的數(shù)學(xué)法則，將地面上的一部分或全部按照一定的比例尺繪畫在平面上。2．地圖投影(mapprojection)：將地球表面的經(jīng)、緯線繪畫到平面上去，成為地圖的經(jīng)、緯線圖網(wǎng)的方法。3．“地圖圖網(wǎng)”：在既定的地圖投影上的經(jīng)、緯線圖網(wǎng)。4．投影變形：用投影的方法，解決了地球曲面及地圖平面之間的轉(zhuǎn)化，但投影圖象不能完全及地球表面相符。5．投影變形可分為長度變形、面積變形和角度變形。二、地圖投影分類1．按投影變形的性質(zhì)分類1)等角投影(equiangleprojection)，又稱正形投影。定義：指投影面上任意兩方向的夾角及地面上對應(yīng)的角度相等。性質(zhì)：在微小的范圍內(nèi)，可以保持圖上的圖形及實地相似；不能保持其對應(yīng)的面積成恒定的比例；圖上任意點的各個方向上的局部比例尺都應(yīng)該相等；不同地點的局部比例尺，是隨著經(jīng)、緯度的變動而改變的。2)等積投影(equalareaprojection)定義：保持地球上的面積及地圖上所對應(yīng)的面積成恒定比例的一種投影方法。性質(zhì)：保持等積就不能同時保持等角。3)任意投影(orthographicprojection)定義：既不是等角投影，又不是等積投影，是根據(jù)某種特殊需要或為了解決某種特定問題，而制作的一種地圖投影方法。如大圓海圖。2．按構(gòu)制地圖圖網(wǎng)的方法分類1)平面投影(planeprojection)，又稱方位投影∶定義：將地球表面上的經(jīng)、緯線投影到及球面相切或相割的平面上去的投影方法；平面投影大都是透視投影，即以某一點為視點，將球面上的圖象直接投影到投影面上去。性質(zhì)：投影中心到任何一點的方位角均保持及實地相等；分類一：根據(jù)視點的位置不同外射投影，視點在地球外；極射投影(stereographicprojection)，即等角方位投影(azimuthalprojection)：視點在球面；如半球星圖；心射投影(gnomonicprojection)：又叫日晷投影：視點在球心。分類二：根據(jù)投影平面及地球表面相切的切點位置的不同，極切投影；赤道切投影；任意切投影。2)圓錐投影(conicalprojection)定義：用一個圓錐面相切或相割于地面的緯度圈，圓錐軸及地軸重合，然后以球心為視點，將地面上的經(jīng)、緯線投影到圓錐面上，再沿圓錐母線切開展成平面。性質(zhì)：地圖上緯線為同心圓弧，經(jīng)線為相交于地極的直線。分類：單圓錐投影；多圓錐投影。3)圓柱投影(cylindricalprojection)定義：用一圓柱筒套在地球上，圓柱軸通過球心，并及地球表面相切或相割將地面上的經(jīng)線、緯線均勻的投影到圓柱筒上，然后沿著圓柱母線切開展平，即成為圓柱投影圖網(wǎng)。分類：按圓柱筒及地球的相對位置不同①正圓柱投影：圓柱筒軸及地軸重合。即成為正圓柱投影圖網(wǎng)，后述的墨卡托投影(Mecatorprojection)屬于此種投影圖網(wǎng)。②橫圓柱投影：圓柱筒軸及地球赤道重合。即成為橫圓柱投影圖網(wǎng)，后述的高斯投影圖屬于此種投影圖網(wǎng)。③斜圓柱投影：圓柱筒軸不及地軸、赤道重合，但其軸通過地心即成為斜圓柱投影圖網(wǎng)。4)條件投影定義：凡是不屬于上述三種投影方法，而也是按一定的數(shù)學(xué)關(guān)系繪制成的圖網(wǎng)。三、比例尺1．定義：圖上任意線段長度及地面對應(yīng)的實際長度之比。2．確切定義：設(shè)地面上一點A，沿某方向取微小線段AB，投影到平面圖上為ab，使ab及AB相比，當AB趨近于0時，這個比例的極限稱為a點在ab方向的局部比例尺(c)，即3．局部比例尺(localscale)：在投影中的變化可以表示地圖投影變形的特點。如果要保持等角投影，則必須使經(jīng)線方向的局部比例尺ad/AB=m等于緯線方向的局部比例尺ab/AB=n，即m=n。4．普通比例尺(naturescale)或基準比例尺：在繪制地圖時必須將地球表面按一定比例縮小到平面上去，所以任何一張地圖都標有比例尺。它是以某點或某線的局部比例尺來表示。在圖幅內(nèi)其余位置的局部比例尺都及基準比例尺不同，即大于或小于基準比例尺。5．基準緯度：有時為了便于幾張海圖聯(lián)合起來使用，基準點或基準線的局部比例尺，可能超出圖區(qū)的范圍。例如我國海圖75-1001、75-1002、75-1003……等就是統(tǒng)一采用了緯度300處的局部比例尺，作為這些海圖的共同基準比例尺。6．表示海圖比例尺的方法有：數(shù)字比例尺和直線比例尺7．海圖比例尺決定著海圖的精度；海圖比例尺還決定繪制圖上資料的詳細程度。

第二節(jié)墨卡托海圖一、恒向線1．定義：如果船舶始終按恒定的航向航行時，它的航跡在球面上是一條曲線，該曲線稱為恒向線或等角航線(rhumbline)。在地球表面上，一般表現(xiàn)為一條及所有子午線相交成恒定角度的、具有雙重曲率的球面螺旋線。趨向地極，但不能到達地極。2．恒向線方程式：3．恒向線性質(zhì)：1)當船舶航向C為000或180時，恒向線成為從地極到地極的子午線，為大圓弧。2)當船舶航向C為090或270時，船舶是沿緯度圈航行，緯度不變，恒向線及等緯圈重合，恒向線為赤道或等緯圈，性質(zhì)為大圓或小圓。3)當船舶航向C為其它任意航向時，任意一條恒向線只及每條等緯圈相交一次，及每條子午線相交無數(shù)次；逐漸接近地極，但始終不能到達地極(子午線除外)。因此，其性質(zhì)為一條具有雙重曲率趨向地極的球面螺旋線。二、墨卡托海圖1．航用海圖必須具備的條件1)海圖上的恒向線是直線。2)海圖的投影性質(zhì)是等角的。2．墨卡托投影原理1)采用正圓柱投影滿足恒向線是直線的要求在這種投影圖中，所有經(jīng)線成為及赤道垂直、間距相等的平行線；緯線成為及赤道平行及經(jīng)線垂直的直線。由于經(jīng)線互相平行，及所有經(jīng)線交角相等即航向相等的直線為恒向線。2)采用數(shù)學(xué)計算法則解決變形問題來滿足等角投影性質(zhì)如果要保持等角投影必須使經(jīng)線方向和緯線方向的局部比例尺相等。地球表面上緯圈長度投影到圖上向東西(緯線)方向拉長后為，則向南北(經(jīng)線)方向也要作相應(yīng)的擴大伸長，其伸長倍數(shù)正好等于緯線伸長的倍數(shù)。緯度漸長率(meridianalparts)：在墨卡托海圖上，任一緯線到赤道的距離及圖上1赤道里(equatorialmile,geographicalmile)即圖上1分經(jīng)度長度之比值。1赤道里的長度，根據(jù)各國所采用的地球橢圓體參數(shù)不同而略有不同，約為1855.36m。任意兩緯線的緯度漸長率差(differenceofmeridianalparts)用DMP表示。三、墨卡托海圖的特點1．經(jīng)線為南北向互相平行的直線，其上有量取緯度的緯度圖尺；緯線為東西向互相平行的直線，其上有量取經(jīng)度的經(jīng)度圖尺，且經(jīng)線及緯線互相垂直。2．恒向線在圖上為直線。3．存在緯度漸長現(xiàn)象，圖上緯度1＇即1海里的長度是隨著緯度升高而增長的。圖上經(jīng)度1＇的長度均相等。4．具有等角的性質(zhì)，真實的反映了地面上的向位關(guān)系，即在圖上量取物標的方位角及地面對應(yīng)角相等。使用時應(yīng)注意到由于存在緯度漸長現(xiàn)象，在海圖上量取兩點間距離或航程時，須在同緯度附近的緯度圖尺上量取。四、墨卡托海圖圖網(wǎng)的繪制1．墨卡托海圖圖網(wǎng)的正規(guī)繪制方法1）計算海圖單位(e)把經(jīng)度1＇的圖上長度作為海圖單位(e)。公式：2）計算圖幅寬度并繪制經(jīng)線圖網(wǎng)圖幅寬度=圖幅經(jīng)差×海圖單位=D×e求得圖幅寬度后，在海圖紙的左下角取一點作為基點，分別畫一條經(jīng)線和緯線。在緯線上截取圖幅寬度。海圖中間的經(jīng)線可根據(jù)經(jīng)線之間的經(jīng)差乘以海圖單位求出經(jīng)線間距。3）繪制緯線圖網(wǎng)已知圖幅緯度范圍和海圖單位，利用《航海表》中的“緯度漸長率”表，便可求出圖幅長度。圖幅長度=DMP×e=(MP2－MP1)×e例：欲繪制一張海圖，其圖幅為100.56×69.74cm，經(jīng)度從119o00＇E到124o00＇E，,圖幅緯度范圍為31o00＇N～37o00＇N。正規(guī)繪制方法繪制墨卡托海圖。解：=1\*GB3①=2\*GB3②圖幅寬度=D×e=(124o00＇－119o00＇)×0.23247=69.74cm在海圖紙的左下角取一點A作為基點，分別畫一條經(jīng)線和緯線。在緯線上截取AB為圖幅寬度。海圖中間的經(jīng)線可根據(jù)經(jīng)線之間的經(jīng)差乘以海圖單位求出經(jīng)線間距。從A點開始每隔10畫一條經(jīng)線，則AE=EF=…=10×e便可求得各等分點，然后通過各分點畫出經(jīng)線。=3\*GB3③從《航海表》中查“緯度漸長率”表得37o00＇NMP2378.831o00＇NMP1946.2圖幅長度=(2378.8－1964.2)×0.23247=100.56(cm)求得圖幅長度后，在經(jīng)線上截取AD、BC等于100.56cm，連接CD即為37o00＇N的緯線。海圖中間的緯線也可按上述方法分別求得畫出。2．墨卡托海圖圖網(wǎng)的簡易繪制方法1）繪制經(jīng)線圖網(wǎng)的方法及正規(guī)圖網(wǎng)的繪法相同。2）繪制緯線圖網(wǎng)①原理把地球作為圓球體，ABCD為一微小球面梯形，AB為同一緯圈上的一段弧長，用DEP表示。EQ為A、B之間的經(jīng)差(D)。從球面幾何得知D=DEPsec。在墨卡托海圖上DEP被D代替，即ab=D，就是說緯度圈弧長被拉長了sec倍畫在海圖上。經(jīng)線AD在墨卡托海圖上為ad。為了保持等角投影性質(zhì)，沿經(jīng)線方向也應(yīng)伸長sec倍變?yōu)閍d。但在兩緯線間經(jīng)線上各點的緯度不同，其伸長倍數(shù)也不同。為了方便起見，取其相鄰兩緯線間的平均緯度(m)作為兩緯線間的平均伸長率。如果兩緯線之間的緯差不很大。緯度也不很高，則由它引起的誤差是不大的。②繪制方法例：以10經(jīng)差等于3cm的比例尺，繪制從003oE至006oE，從35oN至38oN的簡易墨卡托海圖圖網(wǎng)，圖網(wǎng)間隔1o。解：A、在圖紙上畫4條各距3cm的平行直線，即003oE、004oE、005oE、006oE的經(jīng)線。B、在圖的上或下方作一緯線垂直于經(jīng)線。本題以下方緯線為邊，從A作一角度等于，交于鄰近經(jīng)線(004o經(jīng)線)一點得B(若是南緯，則取上方緯線為邊)。C、取緯線間距AC=AB，過C點作緯線即為36oN的緯線。D、用類似方法可畫出37oN、38oN緯線。五、空白海圖(plottingsheet)1．性質(zhì)：墨卡托投影。2．用途：大洋航行時，為了提高推算和定位的準確度，可選用適當比例尺的空白海圖進行海圖作業(yè)。3．特點及使用注意事項:1)圖上只有經(jīng)、緯線及其圖尺，只在緯度線上標有正、倒兩個緯度的度數(shù)，可供南、北半球通用。2)根據(jù)航行海區(qū)的緯度選用，不受地理經(jīng)度的限制。3)向位圈分內(nèi)外兩圈，都標有向位讀數(shù)。北半球時，使用其外圈，在南半球時，使用其內(nèi)圈。4)東西航向較長時，可以在同一張空白圖上重復(fù)使用；是當船舶接近大陸時，或接近島嶼或危險障礙物時，航線絕對不允許畫出限定的海區(qū)。5)經(jīng)常對照該海區(qū)的航用海圖，并將早、中、晚的觀測船位或推算船位移到航用海圖上去，以便及時了解船舶周圍海區(qū)情況。第三節(jié)大圓海圖一、投影及特點(gnomonicchart，greatcirclechart)1．性質(zhì)：心射平面透視投影，即視點在球心，投影面為一及地面某點相切的平面，從球心將地球上的子午線和緯度圈投影到投影面上。2．特點：1)在大圓海圖上，大圓弧為直線。2)經(jīng)線為由極點向外輻射的直線(極點可在圖內(nèi)，也可不在圖內(nèi))。當切點位于赤道上時，經(jīng)線為南北向相互平行的直線(如圖2-5-1e所示)。3)緯線為凸向赤道的圓錐曲線，當切點位于兩極時，緯線為以極點為圓心的同心圓(如圖2-5-1d所示)。4)赤道在圖上是垂直于切點經(jīng)線的直線。5)大圓海圖的投影僅在切點處沒有變形，隨著及切點距離的增加，變形將愈來愈大。二、用途及注意事項1．用途：主要用于擬定大圓航線(greatcircleroute)、混合航線(compositeroute)，繪制極區(qū)地圖和大比例尺港泊圖。2．注意事項：1)不可在大圓海圖上直接量取航向或方位，可量取坐標點的經(jīng)、緯度。2)不可在大圓海圖上直接量取距離，不能用它進行推算和定位。三、墨卡托海圖及大圓海圖的比較 墨卡托海圖 大圓海圖投影方法 等角正圓柱投影 平面心射透視投影 變形 隨緯度的升高而變形增大 隨離切點距離的增大而變形愈大子午線 垂直于赤道，彼此平行，間距相等的直線 由極點向外輻射的直線等緯圈 垂直于子午線，相互平行，間距隨緯度增高而漸長的直線 除赤道外，呈凹離近極的圓錐曲線 恒向線 直線 凹離近極的圓錐曲線大圓弧 凸向近極曲線 直線圖上直線 恒向線 大圓弧 用途 航用海圖 畫大圓航線、混合航線第四節(jié)其他航用海圖一、高斯海圖高斯投影(Gaussprojection)又稱高斯—格呂克格投影(Gauss-krgerprojection)。1．性質(zhì)：等角橫圓柱投影2．用途：我國沿海及港口有些大比例尺海圖或航道的蘭圖是采用高斯投影法的。3．高斯投影方法：將一圓柱筒橫套在地球外面，圓柱的軸位于赤道平面上，及地軸相互垂直。軸子午線或中央經(jīng)線：及圓柱面相切的地球某一子午圈。在其線或附近及地面形狀保持相似，不但等角而且等距。公里線圖網(wǎng)：所有垂直于軸子午線的大圓，在圖上都象墨卡托圖網(wǎng)中的子午線一樣，被等間隔地繪畫成及軸子午線相互垂直的直線，而平行于軸子午線的小圓，也都象墨卡托圖網(wǎng)中的緯線一樣，被畫成及軸子午線相互平行的直線，但它及軸子午線之間的間距及緯度漸長率一樣，隨著離開軸子午線的距離愈遠，則其放大和變形也就愈大。形成垂直正交的網(wǎng)格。為了使投影是等角和坐標網(wǎng)是平面直角坐標網(wǎng)的形式，使得具有固定的比例尺，達到使用和計算方便，高斯投影采取了縮小投影范圍的分帶辦法，即把全球分為60個投影帶，每個帶的經(jīng)差為60的范圍。在每個帶里取其中間的那條經(jīng)線作為軸子午經(jīng)線(X軸)和赤道(Y軸)各自獨立地建立XOY高斯公里網(wǎng)。全球60個帶自西向東按序給予帶號。我國長江口南水道的蘭圖為高斯投影圖，是在第20帶，它的軸子午線為1230E。分成60個投影帶后，以軸子午線為基準，將左右經(jīng)差30的范圍(在赤道上的寬度約300公里)投影到平面上。每個投影帶從軸子午線到邊緣，最大長度變形為1/750，在中緯度變形還要小一點。4．高斯投影圖的特點1)具有等角正形投影的性質(zhì)；2)軸子午線附近長度變形很小，因此它適宜來描繪經(jīng)差小，而緯差大的狹長地帶；3)圖上極區(qū)的變形也較小，因此它也適宜來描繪高緯度地區(qū)的地圖。4)圖上有兩種圖網(wǎng)∶經(jīng)緯線圖網(wǎng)及公里線圖網(wǎng)，而公里線圖網(wǎng)主要用在測量上和軍事上。5）我國采用高斯投影的海圖，僅僅是1∶10000的大比例尺港泊圖。只畫出經(jīng)、緯線圖網(wǎng)，隱去了公里線圖網(wǎng)。由于港泊圖比例尺大，圖區(qū)范圍小，在中緯度以下的地區(qū)，經(jīng)、緯線的彎曲甚微，把它們都看成直線。這種海圖也可以當作墨卡托海圖使用。它實際上是具有固定的比例尺的平面圖。二、平面圖(planchart)1．用途：英版大比例尺港泊圖(harborplan)基本上都采用平面圖。2．特點：將地面小范圍內(nèi)作為平面進行測量和繪制成的圖；圖區(qū)范圍內(nèi)各點局部比例尺都相等，可認為整個地圖沒有變形。三、海圖的分類1．海圖按其作用的不同，可分為以下三類。1）航用海圖(navigationalcharts)（1）總圖(generalcharts)或大洋圖。這種圖比例尺較小，一般小于1∶，圖區(qū)包括范圍甚廣。因此，圖上只印有簡略的岸線、島嶼、水深點、重要物標、燈塔和港口位置以及及海岸有一定距離的航海危險物等。至于沿岸航海危險物，僅作概略的描述。因此，總圖只能作為船舶在大洋航行時，研究總的航行條件。擬訂大洋航線和制定總的航行計劃使用。（2）航海圖或航行圖(sailingcharts)。其比例尺約為1∶100000到1∶750000之間，圖上較詳細記載有近海航行所需的燈塔、浮標和物標等。至于設(shè)置在港灣內(nèi)，從外?？床坏胶綐藙t沒有畫出。在航海圖上，除岸邊的淺灘和礁石可忽略不計外，應(yīng)詳細記載所有外海的航海危險物，航海圖主要用于船舶在近海航行時進行航跡推算和測定船位。（3）沿岸圖(coastalcharts)或海岸圖。其比例尺約為1∶25000到1∶75000，圖上詳細記載了圖區(qū)范圍內(nèi)的沿岸地形、地物、水深、底質(zhì)、所有航標和危險物?？晒┐把匕逗酮M水道航行及進出港灣錨地時。（4）港泊圖(harborplan)。其比例尺為1∶1000～1∶25000。圖上詳盡地記載港灣內(nèi)水域和陸地的地形、地物、水深、底質(zhì)、航標、全部礙航物及泊位等資料。港泊圖是供船舶研究港灣和錨地的地理水文特點，以及掌握水深和底質(zhì)，通過港灣內(nèi)水道和進出港口及錨泊時使用。2）航用參考圖標繪有關(guān)航海資料供船舶航行參考使用的海圖稱為航用參考圖(non-navigationalcharts)，而不用于航行。如等磁差曲線圖(magneticvariationcharts)、洋流圖(oceancurrentcharts)、氣候圖(climaticcharts)等。3）專用海圖為航海上某種特殊需要而繪制的海圖稱為專用海圖。例如，大圓海圖、羅蘭海圖(lorancharts)、臺卡海圖(deccacharts)、奧米加海圖(omegacharts)等。2．海圖按其繪制圖網(wǎng)的方法，即地圖投影方法的不同，又可以分為以下四類：1）墨卡托海圖∶系采用墨卡托投影方法繪制。船上海圖中95%以上是屬于墨卡托海圖。2）高斯投影海圖∶是采用等角橫圓柱投影繪制。航海上用它繪制大比例尺港泊圖。3）平面圖∶是按平面測量繪制，圖區(qū)內(nèi)比例尺不變，可以認為沒有變形存在。航海上用它繪制大比例尺港泊圖。4）心射投影圖：是采用心射方位投影方法繪制。由設(shè)計大圓航線用。又由于它在切點附近無角度變形，因此航海上也有用它來繪制切點附近的大比例尺港泊圖用。第五節(jié)海圖識讀、改正、管理及使用在一張海圖上不僅有經(jīng)、緯線海圖圖網(wǎng)，而且還要把所用的航海資料按其各自的地理坐標，用一定的圖例、符號、縮寫和注記繪畫到圖網(wǎng)上去，再經(jīng)過制版和印刷而成為海圖。這種繪制海圖所用的圖例、符號、縮寫和注記叫作海圖圖式。我國目前所出版的海圖是根據(jù)海軍航保部1990年4月發(fā)布的GB12317--90“海圖圖式”繪制的，英版海圖是根據(jù)英版海圖5011“英版海圖符號及縮寫”(SymbolsandAbbreviationsusedonAdmiraltyCharts)繪制的。一、海圖識讀1．海圖基準面和底質(zhì)海圖基準面（verticaldatum）包括海圖的高程基準面和深度基準面。1）高程基準面（1）中版航海資料中的高程基準面高程基準面(heightdatum，HD)我國海圖上標注的山頭、島嶼及明礁等的高程起算面，采用“1985年國家高程基準面”。也有采用當?shù)仄骄Ｃ孀鳛槠鹚忝娴?。高?height)：由高程基準面至物標頂端的海拔高度；表示：海圖陸上所標數(shù)字，以及水上帶有括號的數(shù)字；單位是m。精度：高度大于10m者精確到m；高度小于10m者精確到0.1m。高程點一般是用黑色圓點來表示，并在其附近明確標有高程等高線：相等高程的各點，在平均海面上的垂直投影點的連線。細的實線繪出的是基本等高線；每隔四條基本等高線畫一加粗等高線。等高線上的數(shù)字是該等高線的高程；凡用虛線描繪的等高線是草繪曲線，它表示并未經(jīng)精確測量過；沒有高程的等高線是山形線，在同一條曲線上不一定等高和封閉。等高線可以用來辨認山形。燈塔(燈樁)的燈高(elevation)：燈芯算至平均大潮高潮面的高度；單位：m。精度：高度大于10m者精確到m；高度小于10m者精確到0.1m。干出(dries)高度：是由海圖深度基準面起算的、在大潮高潮面之下的物標高度。比高：物標本身的高度，是自地物、地貌基部地面至物標頂部的高度。表示：一般在物標旁括號內(nèi)注有“”的數(shù)字。架空電線（管道）凈空高度（chartedverticalclearance）：自平均大潮高潮面或江河高水位至管線下垂最低點的垂直距離。橋梁凈空高度：自平均大潮高潮面或江河高水位（設(shè)計最高通航水位）至橋下凈空寬度中下梁最低點的垂直距離。單位：m。精度：高度大于10m者精確到m；高度小于10m者精確到0.1m。（2）英版航海資料中的高程基準面高程基準面：平均大潮高潮面（以半日潮為主的海區(qū)）或平均高高潮面（以日潮為主的海區(qū)），無潮汐海區(qū)則以當?shù)仄骄Ｃ孀鳛楦叱唐鹚忝?。燈?燈樁)高度，干出礁的干出高度和比高的基準面都及我國的相同。凈空高度是由平均大潮高潮面、平均高高潮面或平均海面起算。單位：米制海圖單位為m，拓制海圖單位為ft。2）深度基準面海圖上標注水深的起算面稱為深度基準面（chartdatum，CD），又稱海圖深度基準面。（1）我國海圖的深度基準面理論最低潮面（或稱理論深度基準面）；水深：(即海圖深度基準面至海底的深度)表示：凡海圖水面上的數(shù)字均表示，不包括帶括號的和數(shù)字下有橫線的。其中斜體字表示新測量的資料，直體字表示系采用舊資料，表示深度不準確或來自小比例尺海圖的資料1：500000或更小比例尺的海圖上，水深一律采用斜體字。特殊水深；未曾精測過或未曾改正潮高的水深；未測到底水深水深點的位置是在水深數(shù)字整數(shù)字的中心。單位為m。精度：水深淺于21m的精確到0.1m；21m～31m精確到0.5m，小數(shù)0.9，0.1，0.2，0.3化至相近的整米數(shù)，小數(shù)0.4～0.8化至0.5m；水深于31m的精確到m；等深線：海圖上水深相等的各點連線；用細實線描繪，10m以內(nèi)諸等深線分別用逐漸加深的顏色顯示。用虛線描繪的等深線是根據(jù)稀少水深勾繪的，位置不準確。（2）英版海圖的深度基準面平均大潮低潮面；英國各港現(xiàn)已改用天文最低潮面（lowestastronomicaltide，LAT）。單位：米制海圖水深為m，拓制海圖為拓和英尺。3）底質(zhì)(natureofseabed)定義：海底的性質(zhì)，為測深辨位和選擇錨地時提供資料。表示：泥(mud，M)、沙(sand，S)、石（rock，R）等，注記順序：先形容詞后底質(zhì)種類。如“軟泥(SOM)”、“粗沙(CS)”；混合底質(zhì)，則應(yīng)先寫成份多的，后寫成份少的，如“泥沙（M.S）”；不同深層底質(zhì)，先上層及其深度，再下層，如“軟泥(15)沙(soM(15)S)”。2．礙航物和航標1）礙航物(obstruction)，航行障礙物（1）天然的和的兩種。表2-6-1所示的是主要的礙航物。明礁(rockuncovered)、干出礁(dryingrock)、適淹礁(rockawash)和暗礁(reef，submergedrock)等多種。（2）人為部分露出深度基準面、或沉船上水深20m及20m以內(nèi)(英版海圖28m及28m以內(nèi))；水深大于20m(英版海圖大于28m)等不同情況，分別用相應(yīng)的圖式來表示；并在其附近注記沉船年份和船名。礙航物外加點線圈是提醒人們對危及水面航行的礙航物應(yīng)予以特別注意，并非危險界限。凡礙航物位置未被準確測定者，在圖式旁加注“概位”“PA”（positionapproximate）；對位置有疑問者，應(yīng)加注“疑位”“PD”(positiondoubtful)；對礙航物是否存在尚有疑問時，應(yīng)加注“疑存”“ED(existencedoubtful)”；未經(jīng)測量，據(jù)報的航行障礙物，同樣也加注“據(jù)報”“Rep”。2）航標航標全稱助航標志(navigationalaids)。海圖上燈塔(light-house)、燈樁(lightbeacon)的位置在星形中心；立標(beacon)、浮標(buoy)和燈船(light-vessel)的位置在其底邊中心；無線電航標的位置在其圓心。燈浮是以編號、形狀、顏色、頂標及燈質(zhì)來相互區(qū)別的。白天以燈浮的編號、形狀、顏色、頂標來識別；夜間以燈浮的燈質(zhì)來識別。燈塔、燈樁在大比例尺海圖上，按下列順序給出以下內(nèi)容：燈光節(jié)奏、燈光顏色、周期、燈高、射程。燈質(zhì)(lightcharacter)是指燈光的性質(zhì)。它是以燈光節(jié)奏(rhythm)和燈光的顏色組成的。燈質(zhì)的種類很多，最基本的有定光(fixed)、閃光(flashing)、明暗光(occulting)和互光(alternating)四種，這四種燈質(zhì)又可聯(lián)合或組合成不同類型的燈質(zhì)。周期(period)——燈光亮滅或顏色交替，自開始到以同樣次序重復(fù)出現(xiàn)時，所需之時間間隔；霧號(fogsignals)——即霧警設(shè)備，是附設(shè)在航標上霧天發(fā)出音響的設(shè)備,如低音霧號(diaphone)、霧笛(siren)、霧鐘(bell)、霧鑼(gong)、莫爾斯霧號(morse)等。光弧(sector)——船舶自海上看燈塔(燈樁)能夠看到燈光的方向范圍。光弧界限依順時針方向記載，方位系指由海上視燈光的真方位。光弧中有不同顏色者，均應(yīng)分別注明。3．圖注和說明1)海圖標題欄(titlelegend)該圖的說明欄。一般制圖和用圖的重要說明均印在此欄內(nèi)。主要有：出版單位的徽志、該圖所屬的地區(qū)、國家、海區(qū)和圖名；繪圖資料來源、投影性質(zhì)、比例尺及其基準緯度、深度和高程的單位及起算面、有關(guān)圖式的說明、地磁資料、國界和地理坐標的可信賴程度等。另外，標題欄內(nèi)還可能有圖區(qū)范圍內(nèi)的重要注意事項或警告(noteandcaution)，如禁區(qū)、雷區(qū)、禁止拋錨區(qū)、或有關(guān)航標的重要說明等。有時在海圖標題欄附近還附有圖區(qū)內(nèi)的潮信表、潮流表、對景圖、換算表和重要物標的地理坐標等。在使用航用海圖時，應(yīng)首先閱讀海圖標題欄內(nèi)的有關(guān)重要說明，特別是其中用洋紅色印刷的重要圖注。2）圖廓注記(marginalnotes)=1\*GB3①海圖圖號(chartnumber)我國海圖圖號是按海圖所屬區(qū)域編號的，印在海圖圖廓的四個角上；而英版海圖圖號按出版海圖的時間先后編號的，刊印在海圖圖廓外右下角和左上角。圖號前綴有“BA”，以區(qū)別英版系列海圖及其它海圖。專用海圖的圖號，在普通海圖圖號前加英文字母前綴“L(XX)”表示。=2\*GB3②圖幅(dimensions)圖幅尺寸是指海圖內(nèi)廓的尺寸；根據(jù)圖幅可以檢查海圖圖紙是否伸縮變形；印在圖廓外右下角處；括號內(nèi)給出以mm為單位的圖幅尺寸，拓制海圖單位英寸。=3\*GB3③小改正(smallcorrection)印在圖廓外左下角處。海圖根據(jù)航海通告改正后，均須在這里登記該通告的年份和號碼，以備核查本圖是否改正至最新通告。=4\*GB3④出版和發(fā)行情況(publicationnote)印在圖廓外下邊中部，給出新圖（newchart）出版和發(fā)行單位、日期，在它的右面同時還印有該圖新版(newedition)和改版(largecorrection)日期。從新版、改版日期可以判斷圖載資料的可信賴程度。=5\*GB3⑤鄰接圖號印在圖廓外。它給出及本圖相鄰海圖的圖號，以便換圖時參考。=6\*GB3⑥對數(shù)圖尺(logarithmical)外廓圖框上，左上方和右下方；用來速算航程(S)、航速(V)和航行時間(t)之間的關(guān)系(如圖2-6-1所示)。二、海圖管理1．海圖存放的要求1）海圖存放處應(yīng)保持干燥。海圖一旦受潮后，應(yīng)平壓在玻璃板下陰干，以免變形。每張海圖右下角均印有圖幅尺寸，伸縮變形過大者不宜使用。2）海圖在柜內(nèi)平放時，圖號應(yīng)保持在右下角，便于抽選。3）目前使用英版海圖的數(shù)量較多，有的采用按圖號順序存放，有的則分區(qū)域或圖夾存放。按圖號順序存放時，常用航線可抽出來單獨存放，分區(qū)域存放時，每一區(qū)域中的海圖要另編序號和目錄，便于抽選和查找。2．建立海圖卡片3．編制“本船航用海圖圖號表”4．建立“本船海圖新版及作廢登記薄”5．海圖的配備及添置1）配備及添置海圖時，既要滿足航行安全的需要，又要本著厲行節(jié)約的精神。2）將本船預(yù)定航行區(qū)域的總圖、航用海圖及參考圖配齊；配備港泊圖時不僅要考慮到船舶營運可能到達的港口，也要考慮到避風(fēng)錨地等因素。3）遠洋船舶還應(yīng)備有足夠數(shù)量的空白定位圖。4）海圖送船后，應(yīng)檢查該圖是否是最新版，海圖中的小改正是否改正到最近的有關(guān)通告，不合格的應(yīng)予退回。5）新圖及新版圖添置或更新后，應(yīng)設(shè)立或更換海圖卡片。6）海圖更新后，原“本船海圖新版及作廢登記薄”中的登記應(yīng)予擦去，新圖添置后，其圖號應(yīng)插入“本船海圖圖號表”及“本船海圖新版及作廢登記薄”中。三、海圖使用1．海圖的可靠程度1）海圖的適用性:（1）將海圖或海圖卡片上注明的出版、新版或改版日期及最新版的《航海圖書總目錄》所載明的該海圖相應(yīng)的出版日期進行查對。（2）最新版海圖要檢查是否已改正到使用日期(correcteduptodate)。2）海圖的測量時間和資料的來源∶3）測深的詳盡程度∶4）海圖比例尺大小∶5）地貌精度及航標位置2．使用海圖注意事項1）開航前應(yīng)按航次需要抽取航線上所需要海圖，并逐張檢查是否都已及時改正和擦干凈。然后按航線使用先后順序存放在海圖桌的最上一只抽屜里。海圖作業(yè)應(yīng)保留到航次結(jié)束后方可擦去，并整理歸還原處。如發(fā)生海事時，應(yīng)及時封存海圖，并保留到海事處理結(jié)束。2）在擬定航線和進行海圖作業(yè)時，應(yīng)盡量選用現(xiàn)行版較大比例尺的海圖。用圖時，應(yīng)對圖上航線附近的物標、地形、底質(zhì)、危險物、航標、以及海圖標題欄中的重要說明和注意事項等，都必須仔細地進行研究。3）要善于鑒別一張海圖的可信賴程度。凡經(jīng)過詳細測量過的海圖，圖上的水深點應(yīng)該是較密集的，而且是有規(guī)律排列的，不應(yīng)該在水面上存在有很多的空白處。凡根據(jù)精測資料繪制的海圖，其等深線、等高線和岸線都應(yīng)該是用實線來描繪的，而不應(yīng)該是用虛線畫出。凡新出版的海圖，其測量日期、出版日期、以及再版日期都應(yīng)該是最近期的，而不應(yīng)該是過時的。海圖水面沒有水深的空白處，并不是表示在該處海中不存在航海危險物，而僅僅說明該處沒有經(jīng)過詳細測量。航行時應(yīng)該把它作為航行危險區(qū)避開。4）海圖也可能存在誤差和不準確處，特別是資料陳舊的舊版海圖，不應(yīng)盲目相信它。5）海圖作業(yè)時應(yīng)按《海圖作業(yè)規(guī)則》的要求用軟質(zhì)鉛筆輕畫輕寫，不用的線條和字跡應(yīng)用軟質(zhì)橡皮輕輕擦凈，擦后圖上不留痕跡。

第六節(jié)電子海圖一、電子海圖概述1．電子海圖的發(fā)展1）紙質(zhì)海圖等同物、復(fù)制品僅僅是把紙質(zhì)海圖經(jīng)過數(shù)字化處理后存入計算機中，然后借助顯示裝置和標繪儀器，可以像在紙質(zhì)海圖上一樣進行海圖作業(yè)。2）功能開拓這個階段可劃到1986年。在電子海圖上顯示船位、航線、航次計劃設(shè)計，顯示諸如船速、航向等船舶參數(shù)、擱淺、避碰等報警等等。3）航行信息系統(tǒng)其主要特征是將電子海圖作為航行信息的核心，進行組合式、集成式的開發(fā)研究，使船舶航行自動化邁上了新的臺階。在這個階段，人們從各處側(cè)面開展了對電子通圖的系統(tǒng)化、一體化研究開發(fā)及功能集成。包括電子海圖數(shù)據(jù)庫的完善，及雷達/ARPA、定位儀、計程儀、測深儀、GPS、VTS等各種設(shè)備和系統(tǒng)的接口及組合等等。2、電子海圖的相關(guān)概念1）光柵式海圖和矢量式海圖光柵式海圖（Rasterchart），是電子海圖數(shù)據(jù)庫的一種形式，是通過對紙質(zhì)海圖的一次性掃描，形成單一的數(shù)字信息文件。光柵海圖可以看作是紙質(zhì)海圖的復(fù)制品，包含的信息（岸線、水深等）及紙質(zhì)海圖一一對應(yīng)?？梢远ㄆ诟恼?，可以及定位傳感器（如GPS）接口，但使用者不能對光柵海圖作詢問式操作（如查詢某一海圖要素特征，或隱去某類海圖要素）。因此有人稱光柵海圖為“非智能化電子海圖”。英國航道測量局（UKHO）制作的光柵海圖ARCS是光柵海圖中比較有影響的一種。矢量式海圖（Vectorchart），是電子海圖數(shù)據(jù)庫的另一種形式，數(shù)字化的海圖信息分類存儲，因此可以查詢?nèi)我鈭D標的細節(jié)，海圖要素分層顯示，使用者可以根據(jù)需要選擇不同層次的信息量，并能設(shè)置警戒區(qū)、危險區(qū)的的自動報警，還可查詢其他航海信息，有人把矢量式海圖稱為“智能化電子海圖”。生產(chǎn)和提供矢量化海圖數(shù)據(jù)庫是IMO成員國航道測量局的責任，但有些電子海圖制造商也生產(chǎn)矢量海圖數(shù)據(jù)庫。2）電子導(dǎo)航海圖(Electronicnavigationalchart、ENC)電子導(dǎo)航海圖，屬于電子海圖數(shù)據(jù)庫。是指內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和格式是標準化的（S-57），由官方授權(quán)發(fā)行的和ECDIS一起使用的數(shù)據(jù)庫。ENC包括安全航行需要的所有海圖信息，也可包括紙質(zhì)海圖上沒有包含的補充信息（如航路指南等），這些可被視為安全航行所需要的。3）系統(tǒng)電子導(dǎo)航海圖（Systemelectronicnavigationalchart、SENC），系統(tǒng)電子航行圖，是指通過適當使用ECDIS，從ENC轉(zhuǎn)換，采用合理方式對ENC改正以及通過航海員加入其他數(shù)據(jù)而獲得的數(shù)據(jù)庫。該SENC也可以包括從其它數(shù)據(jù)源獲得的信息。為實現(xiàn)顯示生成和其他導(dǎo)航功能ECDIS實際上使用的是SENC，該數(shù)據(jù)庫等效于最新的紙質(zhì)海圖。4）RCDS、ECS、和ECDIS海圖顯示界面光柵海圖顯示系統(tǒng)（RCDS），只能顯示光柵電子海圖數(shù)據(jù)庫。電子海圖系統(tǒng)（ECS），用來顯示非官方的矢量電子海圖或光柵電子海圖數(shù)據(jù)庫。電子海圖顯示及信息系統(tǒng)（ECDIS），用來顯示官方電子導(dǎo)航海圖（ENC），ENC是唯一合法的應(yīng)用于ECDIS上的電子海圖數(shù)據(jù)庫，ENC未能覆蓋的海域應(yīng)該用光柵式海圖補充。5）ECDIS電子海圖信息及顯示系統(tǒng)是在數(shù)字化海圖的基礎(chǔ)上，將所有的助航設(shè)備信息綜合集成處理并在一臺或多臺顯示裝置中顯示，從而提高船舶航行安全，提高航行效率的一體化航行信息系統(tǒng)。二、電子海圖使用1、電子海圖的優(yōu)點ECDIS及紙質(zhì)海圖相比較具有下列主要特點：1）信息的選擇顯示2）海圖改正簡單易行3）海圖附加資料的提供4）船舶駕駛自動化水平的提高5）本質(zhì)性的提高航行安全性2、電子海圖具有的功能1）航線設(shè)計（routeplanning）2）航路監(jiān)視（routemonitoring）3）異常情況的指示、預(yù)測和報警4）航行記錄(Voyagerecording)三、電子海圖信息改正1、電子海圖的改正標準要求1）應(yīng)該不可能改變ENC的內(nèi)容。2）改正應(yīng)和ENC分開儲存。3）ECDIS應(yīng)該能夠接受官方按IHO標準提供的對ENC的改正。這些改正可以被自動地應(yīng)用于SENC。無論采用何種方式改正，執(zhí)行過程不應(yīng)該干擾使用中的顯示。4）ECDIS也應(yīng)該能夠接受手動輸入對ENC的改正，并在最后接收數(shù)據(jù)之前，用簡單方法校對。顯示中，手動輸入改正應(yīng)該區(qū)別于ENC信息和其官方改正，且不影響顯