海圖是地圖的一種,也稱海洋地圖,是以海洋及其毗鄰的陸地為研究對象的地圖。海圖是海洋區域的空間模型、海洋信息的載體和傳輸工具,是海洋地理環境特點的分析依據,在航海、漁業、海洋工程建設、海洋劃界、歷史研究、海洋軍事、海洋科學研究,以及海洋開發利用的各個領域中都有重要的使用價值。
一、海圖與陸圖的異同
海圖與陸地地圖在具有特定的數學基礎、利用特殊的符號系統、對制圖現象進行取舍與概括,以及編制和表示 *** 等方面有許多共同點。但海洋與陸地更大的不同在于基巖以上覆蓋著海水,海洋有不同的深度、不同的鹽度、溫度、密度及透明度,加上因天文、氣象、地殼運動等產生的海水運動所導致的潮汐現象、潮流現象,以及波浪、海嘯、旋流等,致使海洋信息獲取手段與 *** 與陸域信息獲取的 *** 有著明顯的差異,因而海圖的表達內容以及表示 *** 也不同。下面就具體談談兩者的差異。
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⒈ 獲取的 *** 不同:陸地測量常規 *** 是實測地形測量、航空攝影測量及衛星遙感測量,海洋地形測量通常需要利用船只平臺進行水下地形測量;陸地測量定位精度相對較高,海洋測量相對定位精度較低;陸地測量主要應用光學或電磁波設備,海洋測量主要應用聲吶技術。
⒉ 成果記錄格式不同:由于作業獲取數據的手段不同,導致外業成果的記錄形式也有區別,陸地測量主要記錄圖形資料,海洋測量獲取成果的形式為模擬數據、磁介質數字數據及文字記錄。
⒊ 標示的要素不同:陸地地圖中數量更大的地形圖,以水系、居民地、交通網、地貌、土壤植被和境界線六大要素為其主要內容;而海底地形圖主要要素為海岸、海灘和海底地貌,航行障礙物、助航標志、水文及各種界線。
二、海圖的主要特點
海圖區別與陸圖的主要特點如下:
①多選用墨卡托投影(即等角正圓柱投影)編制,以利于航船等角航行時進行海圖作業;
②沒有固定的比例尺;
③深度起算面不是平均海面,而是選用有利于航海的深度基準面;
④分幅主要沿海岸線或航線劃分,相鄰圖幅有供航行換圖時所需的較大重疊部分;
⑤為適應分幅的特點,航海圖有自己的編號系統;
⑥海圖與陸圖的制圖具體原則,因內容差異甚大和用途不同有所區別;
⑦有自己獨立的符號系統;
⑧由于水動力的淤積與沖刷作用,海底地形會有變化,及因海洋工程建設的影響,海圖需要及時、不間斷的更新,以保持現勢性,確保船只航行安全。
三、海圖的主要圖形要素
1
海岸:是海陸的分界線,是海圖上的重要要素。海岸分岸線與海岸性質兩部分組成,海岸是指陸地因受海水運動而形成的濱海地帶,海岸線是指多年平均大潮 *** 時所形成的水陸分界線,海岸性質是指海岸階坡的組成物質及其高度、坡度和寬度等。
2
干出灘:海岸線與干出線(零米等深線)之間的海灘地段,也稱潮間帶區域, *** 時淹沒,低潮時出露。干出灘有巖石(專業術語為石陂)、泥、沙等不同物質構成,當然也有珊瑚、紅樹林、水草等生物岸灘類型,是人類活動最為頻繁的海域之一。
3
海底地貌:即海底表面的起伏形態和土質,各種天然航行障礙物,如礁石、淺灘、海底火山、巖峰等,也屬于海底地貌范疇。
4
航行障礙物:除以上表達的天然航行障礙物外,還有沉船、木樁、廢棄井架、爆炸物(如沉雷、未爆炸彈等)、鐵錨等等人工障礙物 。
5
助航標志:分航行目標和助航設備兩類,航行目標是指海上可見的導航定位地物,如煙囪、無線電塔、海角、海中巖峰等;助航設備是指專為航行定位設立的燈塔、燈樁、浮標、立標、前后導標、信號臺等等。
6
水文要素:主要是指海流、潮信、急流、漩渦及冰情等。
7
各種界線:航道、錨地、港域界線,禁區界線,縣、市、省、國境界線,及各類海底管線(如電纜、光纜、石油管道、輸水管道等)。
8
陸域要素:與陸域地形圖基本一致,不同在于航海圖中一般不標注土壤植被,而突出標注與航行有關的地形要素。
四、海圖要素的綜合原則
⒈ 海岸線
海岸線形狀的化簡應遵循“擴大陸地、縮小海域”的原則。有時為了突出顯示某一深入陸地的小海灣,也可以將海灣適當夸大表示。岸線性質的概括主要采取刪除、夸大和轉換三種 *** ,即刪除短小的岸線性質,夸大表示特殊性質的岸線,將次要的短小岸線轉換為主要性質岸線表示。
⒉ 等深線
等深線的綜合一般遵循“擴淺縮深”的原則,可在測深精度兩倍范圍內向深水一側移動后,勾繪成圓滑的曲線。當等深線比較密集時,可保留最淺的等深線,將較深的等深線中斷在較淺的等深線上,并保留0.2 mm的間隔。當等深線離岸線或干出線很近時,等深線可中斷在岸線或干出線附近。等深線的取舍原則是“取淺舍深”,以確保船舶航行安全為前提。
⒊ 水深
水深注記的選取一般遵循“舍深取淺”的原則,保留能確切地顯示礁石、特殊深度、淺灘、岸邊石陂等航行障礙物的位置、形狀(及其延伸范圍)以及深度(高度)的點;同時也應保留適當數量的深水點,特別是狹窄航道,適當保留深水點,以顯示其通航能力;應保留特殊深度和反映其變化程度的特征點。水深注記的密度與海區重要性有關,海底地形起伏變化較大的區域及港池、航道、錨地等重要航行區域,水深注記間距要加密,一般呈菱形分布。
⒋ 干出灘
干出灘的制圖綜合包括干出灘的取舍、輪廓形狀的化簡、質量特征的概括以及干出水深的選取四個方面。孤立的干出灘不得舍去,成群分布的可以相互合并。干出灘形狀的化簡遵循擴大干出灘的原則。干出灘質量特征的概括包括類型合并和質量轉換,質量的轉換是通過干出灘的合并來完成,軟性灘可以合并轉換為硬性灘,但硬性灘不能合并到軟性灘中。
5.海底底質
海底底質的綜合包括底質的取舍和質量的概括。海底底質的選取,首先要保障航行安全和便于選擇錨地,其次反映底質的分布特點和規律。一般采取“取硬舍軟”與“軟硬兼顧”的原則,“取異舍同”,優先選取海底地貌特征點處的底質。特殊深度處必須備注底質。
⒍ 航行障礙物
主要有礁石、淺灘、沉船、鉆井遺棄的鋼管、戰時布設的水雷等,它們是船舶海上活動的主要障礙和威脅。障礙物的制圖綜合主要包括選取、說明注記的表示、符號的圖形轉換和危險線形狀的化簡。孤立的障礙物必須選取,成片的障礙物根據其危險程度選取,取淺舍深、取外圍舍中間、取近航道舍近岸、取稀疏處舍密集處。
⒎ 助航標志
航標的選取按照其重要程度、地理位置等由高級向低級、由重要向次要的順序選取,即按燈塔、無線電航標、燈船、燈柱、燈浮順序選取。
五、海圖的基本分類
海圖的分類與人類在海洋上的活動密切相關,不同歷史階段有不同的分類,我國在50年代僅以航海圖分類,將其分為總圖、航洋圖、航海圖、海岸圖、港灣圖五類?,F代海圖除了航海圖外,應該包括海洋地理圖和海底地形圖,還應包括專題圖中的海洋地質構造圖、海洋重力異常圖、海洋水文圖、海洋社會經濟圖及海洋工程技術圖等。只是這樣的分類過于復雜,一般認為,應以海圖的用途和內容作為海圖的基本分類標準,并照顧海圖的特點與人們的習慣。為此,我們把海圖按用途分為以下三大類。
1、航海圖
航海圖是用于航海定位、保證航行安全的海圖,一般按航海中的不同用途分為:
①航??倛D:供研究海區特點、制訂計劃、選擇航線等使用,只顯示與此有關的海岸線、海港、島嶼、主要航行標志和障礙物以及海底地貌等要素。比例尺一般小于1:1000 000,也有大于1:1000 000的,以包全某個完整海區為原則。
②航海圖:供海上航行用,主要顯示海底地貌、航行標志、航行障礙物及與航行有關的其他要素。其比例尺一般為1:50 000~1:3000 000。按不同類型海域航行所用還可分為遠洋航行圖(比例尺一般為1:1000 000~1:3000 000)、遠海航行圖(比例尺一般為1:500 000~1:1000 000)、近海航行圖(比例尺一般為1:200 000~1:500 000)和沿岸航行圖(比例尺一般為1:50 000~1:200 000),其中近海航行圖又稱海岸圖。
③港灣圖:供進出港灣,選擇駐泊錨地,研究港灣地形,進行港灣建設等用。詳細表示港灣、水道、錨地、助航標志、航行障礙物及港口設施等諸要素。比例尺一般大于1:50 000。
⒉ 專用海圖
專用海圖所包括的種類比較龐雜,根據它的含義與使用特點,大致可分為以下兩種:
①部門專用圖:為某一部門或一定范圍讀者制作的海圖,如教學用圖、訓練用圖、標準樣圖等,內容可以與通用海圖類似。
②海洋環境圖:是為解決特定問題使用的海圖及研究成果圖,如海洋重力異常圖可以為科研單位、航天部門及軍事部門等研究地球物理、地球形狀或遠程武器發射等特定需求。也可以是用幾種單要素海洋環境圖來共同解決某個特定問題,如用水深圖、底質圖、海流圖、潮汐圖、地質構造圖等來選擇石油鉆井的位置,在地域、比例尺等方面按特定要求而制作。
⒊ 通用海圖
通用海圖是指用途上帶有普遍性(即通用性)的海圖,其特點就是要求海圖必須全面描述各種自然要素和社會經濟要素,所表達的主題內容各要素具有普遍性。因而,以用途為標志進行海圖分類中的通用海圖,就是以內容為標志進行海圖分類的普通海圖。通用海圖可供經濟建設、國防建設、科學研究和文化教育等廣泛使用,可進行進一步分兩類:
①海底地勢圖:供 *** 、軍事、科研等機構全面了解海區情況,制定計劃等用。常以掛圖形式,較概略地表示某一海區的海洋地理環境特點,比例尺一般小于1:1000 000。
②海底地形圖:供各部門單位研究、開發海洋用,也可以作為其他海圖的基礎底圖。它詳細地表示海洋區域各種內容要素,常以系列化形式出現,按比例尺成套。還可細分為大陸架地形圖、海岸帶地形圖和沿岸(港灣)地形圖。
六、海圖標注的信息
有了海圖必須正確地識別它,才能使用它,是進行航海、測繪及海洋工程設施的基礎。那么,在海圖上標注了那些信息呢?
⒈ 海圖標題欄
每張海圖在圖角空白處都有標題欄,其內容包括海區、圖名、比例尺,基準緯度,投影 *** ,測量年份及資料來源,深度、高程的單位及基準高,潮信表,各種警告及注意事項。
⒉ 深度基準面和高程基準面
①深度基準面:是計算海圖水深的起算面。我國采用理論深度基準面,即以理論上的更低低潮面作為深度基準面,這樣海圖上標注的一般比實際水深?。▽嶋H水深等于海圖水深加潮高),有利于保證船舶航行安全。
②高程基準面:目前,我國采用的是1985國家高程基準為陸域高程起算面。遠離大陸的沿海島嶼的高程基準面,一般采用當地平均海面。干出礁、干出灘等干出的高度是從深度基準面起算,明礁高程采用1985國家高程基準為起算面。燈塔、燈樁、陸上發光燈標的高度,及跨海架空電纜和跨海大橋的凈空高度均是從平均大潮面起算。
⒊ 海圖圖邊注解
主要包括圖號、圖幅注解、刊行機構和刊行日期以及小改正等方面的內容。
⒋ 海圖圖式
海圖的圖幅是有限的,為了簡明醒目又易辨認,將海洋和沿岸上的各種航海資料,以各種符號和簡字的形式標繪在海圖上,叫做海圖圖式。海圖圖式是測繪和識別海圖的基本依據,內容包括海圖上所用符號的樣式、尺寸、顏色,縮寫的含義,注記的字體、字跡,圖廓整飾的形式,以及在海圖上表示的一個規定。
海圖是海洋測繪、海洋調查和研究的主要成果,更是海洋開發利用的重要資料,廣泛應用于航海、海洋工程建設、海洋調查和科學研究、海洋資源開發、海洋劃界及海洋軍事活動等領域,是以海洋為描繪對象的地圖,是地圖學的一個分支。目前,海圖已經由原先單一的紙質海圖向數字海圖和電子海圖過渡,相信隨著技術的進步,必將推動海圖學的不斷變革,海洋地理信息系統的出現也將為海圖未來的應用創造更多的價值。
海圖學的內容非常廣泛,一篇文章不能說明所有,僅就海圖的投影、圖式符號及海圖注記等就可以牽出太多,限于篇幅,只能說到這里。