海圖

海圖

海圖是地圖的一種,是以表示海洋區域製圖現象的一種地圖。海圖中數量最多的航海圖,除內容不同於陸圖外,在表示方法上也有許多不同於陸圖的地方,如:多採用墨卡托投影;沒有固定的比例尺系列;深度起算面不用平均海面而用特定的深度基準面;分幅沿海岸或航線進行;在鄰幅間還有重疊部分;有自己特有的編號方法;符號設計原則和製圖綜合原則也略有不同;為保證航行安全,航海圖出版後要不間斷地進行修正,始終保持現勢性等。港灣圖,主要顯示港灣、錨地,圖上詳細表示沿岸地形、港灣設施、海底地貌、助航設備、航行障礙物等要素,比例尺通常大於1:10萬,供艦船進出港口、錨地,駐泊避風,在港灣布掃水雷、障礙,組織合成軍隊登入和抗登入作戰、訓練,研究和實施港灣建設等使用。

基本信息

簡介

海圖海圖

· 因為航海必需要有精確測繪海洋水域和沿岸地物的專門地圖。

按一定的比例尺和投影方法繪製而成。

· 主要內容包括:岸形、島嶼、礁石、水深、航標和無線電導航台等,有了海圖,船隻便不易擱淺了,所以它是航海必不可少的參考數據。

異同點

共同點

既然海圖是地圖的一種,海圖和普通地圖必然有許多共同之點。首先,製圖的基本方法是一致的,將極不規則的地球表面上的製圖現象表示到平面上,都要有特定的數學基礎,都要設計特殊的符號系統,都要對製圖現象進行綜合和概括。其次,製圖的程式也是一樣的,都要進行外業的測量和調查,然後進行內業整理、製圖作業,再編製成圖。另外,圖形的載體也基本一樣,或印在紙上,或以數字形式儲存在計算機中,或顯示在螢幕上。

不同點

既然海圖是地圖的一種,海圖與普通地圖又會有許多不同之處。首先,獲取海圖資料的方法不同於陸地地形圖(簡稱陸圖),這在海洋測量特點中已作介紹。差別最大的是海圖表示的內容和表示方法明顯不同於陸圖。以海底地形圖和陸圖相比,陸圖以水系、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。而海底地形圖主要內容為海岸、海灘和海底地貌,海底基岩和沉積物,水中動植物,水文要素,燈標、水中管線、鑽井或採油平台等地物,以及航道、界線等。海圖中數量最多的航海圖,除內容不同於陸圖外,在表示方法上也有許多不同於陸圖的地方,如:多採用墨卡托投影;沒有固定的比例尺系列;深度起算面不用平均海面而用特定的深度基準面;分幅沿海岸或航線進行;在鄰幅間還有重疊部分;有自己特有的編號方法;符號設計原則和製圖綜合原則也略有不同;為保證航行安全,航海圖出版後要不間斷地進行修正,始終保持現勢性等。

分類

電子海圖電子海圖

種類

海圖通常分為普通海圖、專用海圖兩大類:

①普通海圖,包括海區地勢圖、海洋地形圖等,是近年發展較快的一類海圖。

②專用海圖,包括軍事轄區圖、潛艇用圖、快艇用圖等。航海圖屬於專用海圖,但由於它歷來是海圖的主要品種,且使用比較廣泛,世界各國習慣上均將其列為單獨一類。

· 總圖:一種小比例尺海圖,比例約為1:4000000。涵蓋的範圍很大,包含的航行信息卻很少。

· 洋圖:也是小比例尺海圖的一種,比例約為1:600000。涵蓋區域為世界主要大洋。

· 近海圖:也是小比例尺海圖的一種,比例約為1:250000。涵蓋區域為各國沿海區域。

· 沿岸海圖:一種記載詳盡航行信息的大比例尺海圖,比例通常為1:50000至1:100000之間。用於船隻沿海岸線或在港口附近航行。

· 港區圖:比例尺多大於1:50000,視港區大小及危險情況而定。主要供船隻進出港或在狹窄水道內的航行,圖中對陸上和水上航行信息的記載都非常詳細。

作用

航海圖主要用於艦船航海定位,為便於圖上作業,多選用墨卡托投影(即等角正圓柱投影);沒有固定的比例尺系列;分幅主要沿海岸或航線劃分,但鄰幅間有供航行換圖時所必需的重疊部分;為保持航海圖的現勢性,還需根據海區變化及時進行改正。航海圖分為海區總圖、航行圖、港灣圖。海區總圖,包含一個完整的海區,概略表示海岸、海底地貌、主要助航設備及航行障礙物等要素,比例尺一般小於1:300萬,主要供研究海區形勢,制訂航行計畫用。航行圖,包含廣大海域和一定的航道,主要顯示沿岸地形、海底地貌、助航設備及航行障礙物,比例尺一般為1:10萬~1:300萬,主要供艦船航行用。

港灣圖,主要顯示港灣、錨地,圖上詳細表示沿岸地形、港灣設施、海底地貌、助航設備、航行障礙物等要素,比例尺通常大於1:10萬,供艦船進出港口、錨地,駐泊避風,在港灣布掃水雷、障礙,組織合成軍隊登入和抗登入作戰、訓練,研究和實施港灣建設等使用。

沒有海圖,戰艦就無法出航;沒有海圖的海域,就是艦艇的禁航區。一切海上軍事行動,小到單艇出航,大到發射水下運載火箭、編隊環球航行、遠赴亞丁灣護航、多國艦艇海上檢閱等,都必須先進行海圖準備。“海圖人”為歷次海上軍事行動準備的海圖,是海軍走向遠海大洋的“通行證”,是開啟未來海戰勝利之門的“金鑰匙”。

重力圖、磁力圖等海圖鮮為人知,卻關係重大。海洋重力場的微小差異,直接影響遠程武器的命中精度。外軍試驗表明:1毫伽的重力誤差,足以導致彈道飛彈偏離目標1公里。“海圖人”繪製的重力海圖,曾保障我潛艇水下發射的運載火箭準確地飛向預定目標。

發展事業

海圖製作海圖製作

舊中國有海無防,海圖測繪幾乎“一片空白”。1949年5月,上海解放,華東軍區海軍接管了原國民黨海道測量局,成立了華東軍區海軍製圖課。當時,他們的全部家當僅有幾張比例尺很小、精確度極差的簡易舊海圖。由於沒有精確海圖導航,新中國自行設計和建造的首艘萬噸級遠洋貨輪“躍進”號,首航途中不幸觸礁沉沒。血的代價,讓海圖人如重錘擊胸,痛徹心扉:“一定要早日繪製出精確海圖,讓中國艦船走向世界!”

沒有現成的數據資料,沒有先進的製圖工具,他們憑藉曲線筆等原始工具,廢寢忘食地工作。無法描述展現在海圖人面前的點、線、面的枯燥,無法想像海圖人征服這一切付出的又是怎樣的艱辛,近60年的工時統計表顯示,他們年均集體加班12萬小時,每人年均加班近400小時。

在一代代“海圖人”忙碌的身影中,祖國海疆藍圖一點點清晰起來:1959年,第一代海圖陸續出版;1972年,太平洋、印度洋、大西洋海區航行圖出版;到1982年底,300萬平方公里海洋國土全部有了國產海圖。

60年間,中國航海圖書出版社共出版各種比例尺海圖8000餘幅,復蓋中國全部海區並擁有完全自主智慧財產權的海圖行銷全球,成為一個泱泱海洋大國走向復興的見證。

精確度

標示相差1毫米 海圖宣布作廢

1毫米,日常生活中可以忽略不計,但在海圖人眼裡卻重若千鈞。 一次社裡內部例行質量檢查,6幅海圖被認定“不合格”,其中5幅圖的兩條對角線長度不等,另一幅有個碼頭標示相差了1毫米。 為這點“頭髮絲大的事”,社裡開了“揭醜會”。6張做工精細的手工海圖,在眾目睽睽之下被宣布作廢。 6張海圖,全都是心血結晶。現場,很多作業員流淚了:“世界上一流的製圖大師,一年也只能做5-6幅這樣的海圖!”

世界各國發生的艦船觸礁、相撞等航海事故,大都“禍”起海圖。全球每年都有船東起訴海圖生產商的事件發生,很多知名製圖公司因此官司纏身,唯獨中國官方海圖出版機構——中國航海圖書出版社例外。他們向全球發行海圖數以千萬計,從未被用戶投訴。一位國外資深海圖專家說:“60年未被用戶投訴,絕對是個奇蹟!”

世界稱讚

1998年10月,美國某知名地理信息系統製造商用戶大會在北京召開。中國航海圖書出版社的一幅海圖,讓該公司總裁傑克·丹里爾大為驚訝,他們公司生產的地理信息系統具有強大的陸地自動成圖功能,但用來生產海圖,連他自己也是第一次聽說。

面對精美的海圖,丹里爾先生將信將疑,反覆追問:“這是真的嗎?”時任社長陳立明告訴他:“這確實是用貴公司系統生產的海圖,只不過我們對軟體進行了改造!”系統軟體的英文說明書重達100多公斤,要對其功能進行改造,絕非易事,丹里爾先生被中國“海圖人”的創造精神所折服,破例向他們頒發了最高獎勵“總裁獎”。

創新是搶占制高點的法寶。早在20世紀80年代,“海圖人”就看到數字海圖時代已經來臨。工程師王斌等5名青年科技人員主動請纓,組成“星火隊”,開始了數字海圖套用研究。 隨著幾萬條程式從他們指尖輸入計算機,中國數字海圖一步一個腳印地變成現實:1988年將計算機技術成功引入海圖編制;1990年成立了我國第一個數字海圖生產研製實體;1994年成功研製出中國第一批數字海圖。此後短短几年,“海圖人”又相繼突破了不同比例尺海圖無縫拼接等6大核心技術難題,取得了4項世界獨創成果和17項國內領先成果。

數字海圖是繼雷達導航、衛星定位和衛星通信之後,現代航海史上的又一次革命。滑鼠一點,浩瀚大海盡收眼底。艦船航行時,數字海圖能按作戰意圖自動選擇航線;航道上出現危險因素時,數字海圖會發出聲音警告並顯示危險物圖形;遠程武器攻擊時,數字海圖能隨時提供艦船與海上任何一個目標點的實際距離和位置。藉助數字海圖,人們可以直觀監測重大海洋災害形成和發展過程,科學預報和預防海洋災害。

2002年,裝載全球數字海圖的“青島”號飛彈驅逐艦,圓滿完成了首次環球航行任務。中國數字海圖經受了近似實戰的檢驗。

中國海圖事業的快速發展,吸引著世界的目光。2008年12月16日,世界著名海圖專家,英國海道測量局局長伊恩·蒙克里夫少將一行4人訪問航海圖書出版社。在社長王健的陪同下,將軍一路看得十分認真,藍眼睛不時透出讚許的目光。突然,他指著一個標示問:“這是什麼?” “這是不同時間的流速、流向標示。”總工程師韓範疇解釋道:“貴國的海圖上用表格標示,而我們用圓周和箭頭符號。”

投影方法

墨卡托

又稱等角正圓柱投影。圓柱與赤道相切,投影原點在球心。船舶要求在海上航行時在儘可能長的時間內保持航向不變,即沿恆向線航行;要求能在海圖上直接畫出觀測到的物標方位。因此要求恆向線在海圖上表現為直線;圖上與地面上恆向線間的夾角保持一致,即正形。墨卡托投影法繪製的海圖滿足了上述要求,圖上赤道為直線,所有經線都是與赤道相垂直的平行直線,緯線都是與赤道相平行的直線,經度線和緯度線按相同比例漸長。

高斯投影

又稱橫圓柱投影。圓柱與經度線相切,投影原點在球心。在軸子午線兩側小範圍內,可認為無變形。多用以繪製大比例尺港泊圖。

球心投影

投影平面與地球相切,投影原點在球心。切點附近可認為無變形。常用以繪製大比例尺港泊圖。

球面投影

投影平面與地球表面在地極相切,投影原點在另一地極。是繪製極區海圖的主要投影方法,具有正形性質。用這種方法繪製的海圖,圖上任意兩點間的大圓弧近似一條直線,恆向線為一曲線。在極區航行中,能在圖上量取航向和航程。

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