海图
海图是以海洋极其毗邻的陆地为描述对象，为航海的需要而专门绘制的一种地图。海图上详细地绘画有航海所需的各种资料，如岸线、沿岸山头、岛屿、港口水道、障碍物、水流、水深、底质及助航设施等。 一、 地图投影和比例尺 按照一定的数学法则，把地球表面的一部分或全部描述到平面上去的方法，称为地图投影。它主要是将地面上的经纬线，按一定的法则绘画到平面上去，建立地图的经纬线图网。 —般地图上所注明的比例尺，称为普遍比例尺或基准比例尺。它可能是图上各个局部比例尺的平均值，或者是图上某点或某线的局部比例尺。航海上，有时为了便于几张海图联合起来使用，常取某点或某线的局部比例尺作为几张图共同的基准比例尺。 比例尺的表示方法通常有两种：数字比例尺和直线比例尺。数字比例尺用若干数字来表示，如1:200000，表示海图上一个单位长度等于地面上20万个相同单位长度。 直线比例尺一般用比例图尺绘画在海图标题栏内或图边适当的地方，海图比例尺大，图幅包括的海区范围较小，图上内容较详细、准确；海图比例尺小，图幅包括的海区范围较大，图上所记载的各种资料较简略。 二、 地图投影的分类 按投影变形的性质有：等角投影、等积投影和任意投影。等角投影又称为正影投影。它是一种投影图上无限小的局部图象与地面上对应的地形保持相似的投影方法；等积投影，它是保持地面上与图上对应处的面积成恒定比例的一种投影方法，等角与等积在同一投影中不可能同时被满足；任意投影，它既不等角也不等积，而是根据某种特殊需要或为了解决某种特点问题来制作地图的投影方法。 按构成地图图网的方法分类有：平面投影、圆锥投影、圆柱投影和条件投影。平面投影，它是将地面上的经纬线直接投影到地球表面相切或相割的平面上去的一种投影方法，又称为方位投影；圆锥投影，它是利用可以展开的圆锥面作为辅助面的投影，方法，通过某种数学法则将地面上的经纬线投影到圆锥面上，然后沿圆锥母线切开展平，即得到圆锥投影经纬线图网；圆柱投影，它是利用可以展开的圆柱面为辅助面，通过某种数学法则将地面上的经纬线投影到圆柱面上去，再沿圆柱母线切开展平，从而构成地图图网的投影方法。航海上常用等角正圆柱投影，即墨卡托投影来绘制航用海图。等角横圆柱投影，又称高斯投影。常用于绘制大比例尺海图或极区海图；条件投影，它是指不是按上述三种辅助面进行投影，而是按其他的一些条件构制地图图网的方法。 三、 墨卡托投影海图 1．恒向线 如果游艇始终沿着固定的航向航行，它的轨迹在球面上是一条曲线，该曲线称为恒向线或等角航线。如图4-4-1所示，即为恒向线，它与所有子午线的交角都相等，即航向不变。 地面上两点间的最短连线是连接这两点的大圆弧，而大圆弧一般与所有子午线相交成不等的角度。因此，若驾驶游艇沿着大圆弧航行，就必须不断地改变航向。 为方便起见，在航程较短或者当航向接近南北向或在低纬近赤道航区航行时，一般都采用两点间的恒向线航线。实际上，即使两点间的大圆航线，也是由若干段恒向线航线组成的近似大圆航线。 设M(j1，l1)、N(j2，l2)两点间恒向线航向为C，如将地球作为半径为R的圆球体，可以得到球面恒向线方程式： l2－l1=tg[ln tg（p＋j2）－ln tg（p＋j2）] 从恒向线方程式可作如下分析： (1)当艇以真航向000°或180°航行时，l2－l1=0，即恒向线与经线重合。 (2)当艇以真航向090°或270°航行时，tgC=¥，l2－l1 为一有限值，因此， ln tg（p＋j2）－ln tg（p＋j2）=0 恒向线与纬度圈重合。 (3)若恒向线起点在赤道上，即j1=0，则方程式可写成： l2－l1=tg[ln tg（p＋j2）由其可知，恒向线与每条子午线相交无数次。每当恒向线绕地球一周，都与同一经线相交一次，并且交点的纬度越来越高，逐渐接近极点，但始终到不了极点(子午线除外)。因此，恒向线是一条趋向极的对数螺旋曲线。 2．墨卡托投影海图 (1)航用海图必备的条件为： ①恒向线在海图上应是直线。 ②海图投影性质应是等角投影。 1569年荷兰制图学家格拉德·克列密尔采用正圆柱投影满足恒向线是直线的要求。采用数学计算法则解决变形问题来满足等角投影性质，制造了能同时满足，上述两个条件的投影方法。他的拉丁文名字是墨卡托，以后用这种方法制成的海图称为墨卡托海图。 (2)墨卡托海图的特点 ①经线为南北向互相平行的直线，其上有量取纬度的纬度图尺；纬线为东西向互相平行的直线，其上有量取经度的经度图尺，且经线与纬线互相垂直。 ②恒向线在图上为直线。 ③存在纬度渐长现象，图上纬度1' 即1海里的长度是随着纬度升高而增长的。图上经度1' 的长度均相等。 ④具有等角的性质，在图上量取物标的方位角与地面对应角相等。 四、 港泊图的投影方法 除墨卡托投影方法外，航海上还采用高斯投影、平面图和心射投影来绘制大比例尺的港泊图。 高斯投影为等角横圆柱投影，适合于绘画极区和经差小、纬差大的狭长地区的地图。我国国内海区1:20000及更大比例尺的港泊图，一般都是采用高斯投影法绘制的。 五、 海图的图式、识图和管理 一张海图不仅有经纬线图网，而且绘有各种航海资料，如重要的航行物标和主要地貌、地物以及海区内。航行障碍物、助航设备、港湾设施和潮流海流等。用于表示航海资料的图例、符号、缩写和注记统称为海图图式。为了正确、熟练地利用海图上的航海资料，必须了解各种海图图示的含义以及图上的各种图注和说明，这样才能最大限度地发挥海图的作用，从而保证航行安全。 1．海图标题栏与图廓注记 (1)标题栏：一般刊印在海图内陆处或航行不到的地方；特殊情况也可能印在图廓外适当的地方，是该图的说明栏，一般制图和用图的重要说明均印在此栏内。主要包括出版单位的徽志、图幅的地理位置、图名、比例尺、基准纬度、投影性质、深度和高程的基准面、计量单位、图式版别及绘图资料来源等。 海图标题栏通常还印有图区内禁航区、雷区、禁止抛锚区、航标、分道通航制和地磁资料等与航行有关的说明和重要注意事项和警告。有些海图标题栏还附有图区内重要物标的对景图、潮信表、潮流表和换算表等资料。 (2)图廓注记 在海图图廓四周标记有许多与出版和使用海图有关的资料。 ①图号：印在海图图廓的四个角上，中版海图图号是按海图所属地区编号的。 ②图幅：印在海图图廓外的右下方。给出图幅尺寸，根据它可检查海图受潮后是否有伸缩变形。中版海图以毫米为单位。 ③小改正：印在图廓外左下角，用以登记该图出版以来改正过的所有小改正的《航海通告》的年份和通告号码，以备查该图是否已改正至最新。 ④出版发行情况：印在图廓下边的中间，给出该图出版和发行的单位和日期，新版和改版的日期等。 ⑤邻接图号：印在图廓外或图廓内适当位置，用以表示相同或相近比例尺的邻接海图图号。 2．海图基准面 海图的高程基准面和深度基准面，总称为海图基准面。 (1)深度基准面：海图上所标注的水深的起算面称为深度基准面，也称海图基准面。海图上所标注的水深是深度基准面到海底的深度。海图上礁石、浅滩等的干出高度也是由深度(海图)基准面起算的高度。 (2)高程基准面：海图上所标的山峰、岛屿等高程的起算面称为高程基准面。我国沿海海图高程基准面一般采用“1985国家高程基准面”或当地平均海面。 (3)其他高度基准面：海图上灯塔和灯桩的灯高、架空电线和桥梁的净空高度是由平均大潮高潮面起算至灯芯或电线最低处的高度。 3．重要海图图式及说明 (1)水深和高程 水深是海图深度基准面至海底的垂直深度。凡海图水面上的数字均表示水深。中版海图水深单位为米。水深浅于21米的注至0.1米，2l—31米的注至0.5米，深于31米的注至整米。海图注记的水深的整数中心为水深的实测点位置。等深线是图上水深相等的各点的连线，用细实线描绘；不精确等深线是根据稀少水深绘制的，位置不准确，采用虚线描绘。 高程是自高程基准面至物标顶端的海拔高度。高程的起算面和单位，一般在海图标题栏内加以说明。中版海图高程单位为米，高程不足10米的，注记精确至0.1米，大于10米的，舍去小数而注至整米数。 灯塔或灯桩的灯高是自平均大潮高潮面至灯芯的高度；干出高度系指深度基准面以上的高度：比高系指白地物、地貌基部地面至其顶端的高度，即物标本身的高度，如塔高是指灯塔本身从塔底至塔顶的高度。 山高，除高程点一般用黑色圆点表示并在附近标有高程外，其他各点用等高线描绘。等高线是地面上高程相等的各点的连线，等高线上的数字表示该等高线的高程。用细实线描绘的是基本等高线；用虚线描绘的是草绘等高线(草绘曲线)，表示测绘的精度不符合规范的要求。没有高程的等高线仅仅是表示山体形态的曲线，在同一条曲线上高程不一定相等，描绘时可能不闭合。 (2)航行障碍物 海上的航行障碍物包括各种礁石、沉艇和其他障碍物。 ①礁石，可分为明礁、干出礁、适淹礁、暗礁和水下珊瑚礁等。其中干出礁是指位于平均大潮高潮面以下、深度基准面以上的礁石，高潮时淹没、低潮时露出，数字注记系干出高度(深度基准面以上)。 ②沉船，可分为部分露出的沉船、桅杆露出的沉船、危险沉船、非危险沉船、经扫海的沉船、测得深度的沉船和深度未精测的沉船。沉船图式又分为船体形状依比例尺表示和不依比例尺表示的两种。 ③其他障碍物，如捕鱼设备、鱼栅等。 凡危险物外加点线圈者，均为对水面航行有障碍的危险物，提醒航海人员予以充分注意。危险物位置未被准确测定者，在图式旁加注“概位”(PA)；对位置有疑问者，应加注“疑位”，(PD)；对其是否存在尚有疑问时，应加注“疑存”(ED)；未经测量，据报的航行障碍物，加注“据报”(Rep)。 (3)底质：各种比例尺海图上，通常还以一定的间距标明海底底质，如沙、泥、粘土、淤泥、石、岩石、珊瑚藻、以及贝等。底质注记顺序为先形容词后底质种类。形容沙的形容词有：细、中、粗、软、硬、坚硬等，如粗沙。已知下层的底质不同于上层底质的地方，先注上层后注下层，如沙泥。两种混合的底质，先注成分多的，后注成分少的，如细沙泥贝，表示细纱多余泥和贝的混合底质。 (4)助航标志 助航标志(简称航标)，是指为了船舶安全航行而在岸上和水上设置的以其特定的标志、灯光、音响或无线电信号等，供船舶确定位置及安全航向、避离危险和其他特殊需要的设施。如在岸上设置的灯塔、灯桩、无线电信标和雷达航标；在水上设置的立标、浮标和灯船等。海图上，灯塔、灯桩的位置在星形中心：立标、浮标、灯浮和灯船的位置在其底边中心；无线电航标的位置在其圆心。 灯浮是以编号、形状、颜色、顶标及灯质来相互区别的。白天以灯浮的编号、形状、颜色和顶标来识别；夜间以灯浮的灯质来识别。 灯塔、灯桩在大比例尺海图上，按下列顺序给出以下内容：灯光节奏、灯光颜色、周期、灯高、射程。例如成山角灯塔标注：闪4秒60米21海里，其含义是闪白光周期4秒，灯高60米，射程21海里。 灯质是指灯光的性质。它是以灯光的节奏和灯光的颜色组成的。灯质的种类很多，最基本的有定光、闪光、明暗光和互光四种。由这四种灯质又可联合或组合成不同类型的灯质。 4．海图的分类和管理 (1)海图分类：根据海图在航海中发挥的作用，可分为航用海图和参考图两大类。航用海图用于拟订航线，进行航迹推算和定位等海图作业。航用海图按比例尺的大小，一般又可以分为： ①总图：比例尺较小，一般小于1:3000 000。包括的范围广，资料不够详尽。总图主要是用于游艇在大洋航行时，拟订大洋航线和制订总的航行计划时用。 ②远洋航行图：其比例尺在1:1000 000—1:2900 000。图上标有海上平台、井架等近海设施。一般还标有山高、无线电导航设备和特别重要的灯塔、灯船及灯浮等。主要用于游艇在远洋航行时，研究航行条件及拟订航线。 ③近海航行图：其比例尺在1:200 000—1:990 000。图中详细标有游艇近海航行时所需的灯塔、浮标等资料，供游艇在近海航行时航迹绘算和测定船位用。 ④沿岸航行图：比例尺在1:100000—1:190000。图中详细地记载航标、危险物、航道等资料。供游艇在沿岸或狭水道航行用。 ⑤港泊图：比例尺大于1:100000。图中详细地记载港湾内所有的航海资料，可供游艇进出港湾及锚泊等使用。 参考图一般不可以用做航迹推算和定位。它是为了某种航海的特殊需要而专门绘制的海图。 购买和使用海图时，应注意：海图的测量时间和资料来源；海图出版、新版或改版日期：海图比例尺；测深的详尽程度：地貌精度与航标位置等，保证海图是可信赖的。 (2)海图的改正：海图上标注的各种航海资料，只能反应至出版之日海区的情况。 随着海区实际情况的变化，海图也要有相应的变化，即需要对海图进行改正。这种改正可由有关人员用笔来改正，称为小改正。小改正工作，在海图出售前，由出售或代销的单位负责改正到出售之日。对已买到艇上的海图，就由驾驶员进行小改正。所有的海图及有关的航海资料使用时都必须改正至使用之日，否则不能使用。海图小改正的具体方法，基本上有两种： ①手改法：根据航海通告的内容，用特制的改图笔使用红色或紫色墨水，按海图图式的要求直接在海图上改正。对于临时性通告，只用铅笔改正，过时擦掉。 ②贴图法：当航海通告的内容涉及沿岸地形、水深比较复杂或小区域密集地点不宜用笔直接在海图上改正时，则采用航海通告所附的贴图采进行改正。其方法为，先将贴图从通告中剪下来，而后，将贴图准确地放在应贴的地方，并用铅笔在其四角做出记号，最后按记号的位置粘贴上。 海图改正后，应在海图左下角的“小改正”栏中记录该《航海通告》的年份和号码。 (3)海图的存放： ①按图号次序存放。 ②按图夹存放。 ③按航线存放。 艇上应建立图卡或海图登记簿，及时登记该图的版别及改正情况等资料。通过海图卡或登记簿，便可了解每张海图的新旧版别、改正情况和存放地点等。 (4)使用海图的注意事项：要尽可能选择现行版大比例尺海图，善于鉴别海图的可信赖程度。使用前，应根据航海通告和有关的无线电警告及时改正。海图上也可能存在不够准确的地方，使用时要注意核对。海图作业应用软质铅笔和软质橡皮，并按规则进行，注意保护海图。每航次需要的海图抽选后应单独存放在海图桌的抽屉内。航次结束后，把海图擦净并放回原处。海图平时应平放在阴凉干燥的地方，防止海图受潮霉烂或变形。 |
