海图是地图的一种,是以表示海洋区域制图现象的一种地图。符合中国海图图式 GB 12319-1998。因为航海必需要有精确测绘海洋水域和沿岸地物的专门地图,按一定的
比例尺和投影方法绘制而成。
基本介绍
海图是地图的一种,即航海专用地图。海图与地图的主要区别在于描绘的范围和内容有所不同,海图的功能是传递地球表面为航海所需要的海洋水域及沿岸地物的各种信息。它不同于文字描述,而是精确直观的定位(如岸形、岛屿、礁石、助航标志、水深点、危险物等等),尤其是水域部分的资料详尽精密,图式明确清晰,在一幅平面的海图上,传递了三维信息。
海图对航海工作者来说,是一件不可缺少的工具。例如,航行前需要拟定计划航线、制定航行计划;航行中进行航迹推算、定位、导航和避险等;熟悉海图图式,正确使用海图和保管海图,是航海人员的主要职责之一。
对比
海图与普通地图的异同点
共同点
既然海图是地图的一种,海图和
普通地图必然有许多共同之点。首先,
制图的基本方法是一致的,将极不规则的地球表面上的制图现象表示到平面上,都要有特定的数学基础,都要设计特殊的符号系统,都要对制图现象进行综合和概括。其次,制图的程序也是一样的,都要进行外业的测量和调查,然后进行内业整理、制图作业,再编制成图。另外,图形的载体也基本一样,或印在纸上,或以数字形式储存在计算机中,或显示在屏幕上。
不同点
既然海图是地图的一种,海图与
普通地图又会有许多不同之处。首先,获取海图资料的方法不同于陆地
地形图(简称陆图),这在
海洋测量特点中已作介绍。差别最大的是海图表示的内容和表示方法明显不同于陆图。以
海底地形图和陆图相比,陆图以水系、居民地、交通网、地貌、土壤植被和境界线六大要素为其主要内容。而海底地形图主要内容为海岸、海滩和
海底地貌,海底基岩和沉积物,水中动植物,
水文要素,灯标、水中管线、钻井或采油平台等地物,以及航道、界线等。海图中数量最多的航海图,除内容不同于陆图外,在表示方法上也有许多不同于陆图的地方,如:多采用
墨卡托投影;没有固定的
比例尺系列;深度起算面不用
平均海面而用特定的
深度基准面;分幅沿海岸或航线进行;在邻幅间还有重叠部分;有自己特有的编号方法;符号设计原则和
制图综合原则也略有不同;为保证航行安全,航海图出版后要不间断地进行修正,始终保持
现势性等。
分类
海图通常按用途分为
普通海图、航用参考图、专用海图3大类:
普通海图(航用海图)
航海图属于专用海图,但由于它历来是海图的主要品种,且使用比较广泛,世界各国习惯上均将其列为单独一类,按其比例尺不同又可分为4类:
①总图:一种小
比例尺海图,比例小于1:1,000,000。涵盖的范围很大,包含的航行信息却很少,图上只记载简略的岸线、岛屿、水深点、重要航标和港口位置等。总图只供远洋航行船舶研究海区情况、拟定大洋航线和制定总的航行计划使用。(也有再稍细分的:海洋图:也是小比例尺海图的一种,比例约为1:600,000。涵盖区域为世界主要大洋。近海图:也是小比例尺海图的一种,比例约为1:250,000。涵盖区域为各国沿海区域。)
②航海图:其比例尺在1:100,000至1:750,000之间。图上较详细地记载近海航行所需要的灯塔、灯浮、无线电助航标志及碍航物等。港湾内及从外海看不到的航标则不画出。航海图是供近海航行的船只进行航迹推算和测定船位使用。
③海岸图:其比例尺在1:25,000至1:75,000之间,属于大比例尺海图。图上较详细地记载沿岸地形、地物、水深、底质、航标、全部碍航物等资料。海岸图是供沿岸航行或通过狭窄水道和进出港湾锚地时使用的。
④港泊图:比例尺多大于1:1,000至1:25,000之间,视港区大小及危险情况而定。图上较详细地记载港湾内水域的陆地的地形、地物、水深、底质、航标、全部碍航物及泊位等资料。港泊图是供船舶研究港湾和锚地的地理水文特点,以及掌握水深和底质,通过港湾内水道和进出港口及锚泊时使用。
航用参考图
标绘有关航海资料供船舶航行参考使用的海图称为航用参考图。一般不用于航行推算和定位,如等磁差曲线图、洋流图、
气候图、
时区图等。
专用海图
为航海上某种特殊需要而绘制的海图称为专用海图。例如,大圆海图可以供绘制大圆航线用;航路设计图可供拟定大洋航线时参考;绘有双曲线位置线图网的
罗兰海图、
台卡海图、奥米加海图等可供作定位用。
作用
航海图主要用于舰船航海定位,为便于图上作业,多选用
墨卡托投影(即等角正
圆柱投影);没有固定的
比例尺系列;分幅主要沿海岸或航线划分,但邻幅间有供航行换图时所必需的重叠部分;为保持航海图的
现势性,还需根据海区变化及时进行改正。航海图分为
海区总图、
航行图、
港湾图。海区总图,包含一个完整的海区,概略表示海岸、
海底地貌、主要助航设备及
航行障碍物等要素,比例尺一般小于1:300万,主要供研究海区形势,制订航行计划用。航行图,包含广大海域和一定的航道,主要显示沿岸地形、海底地貌、助航设备及航行障碍物,比例尺一般为1:10万~1:300万,主要供舰船航行用。
港湾图主要显示港湾、
锚地,图上详细表示沿岸地形、港湾设施、海底地貌、助航设备、航行障碍物等要素,
比例尺通常大于1:10万,供舰船进出港口、锚地,驻泊避风,在港湾布扫水雷、障碍,组织合成军队登陆和
抗登陆作战、训练,研究和实施港湾建设等使用。
没有海图,战舰就无法出航;没有海图的海域,就是舰艇的禁航区。一切海上军事行动,小到单艇出航,大到发射水下运载火箭、编队环球航行、远赴亚丁湾护航、多国舰艇海上检阅等,都必须先进行海图准备。“海图人”为历次海上军事行动准备的海图,是海军走向远海大洋的“通行证”,是开启未来海战胜利之门的“金钥匙”。
重力图、磁力图等海图鲜为人知,却关系重大。海洋重力场的微小差异,直接影响远程武器的命中精度。外军试验表明:1毫伽的重力误差,足以导致
弹道导弹偏离目标1公里。“海图人”绘制的重力海图,曾保障我潜艇水下发射的运载火箭准确地飞向预定目标。
投影方法
墨卡托
又称等角正圆柱投影。圆柱与赤道相切,投影原点在球心。船舶要求在海上航行时在尽可能长的时间内保持航向不变,即沿恒向线航行;要求能在海图上直接画出观测到的物标方位。因此要求恒向线在海图上表现为直线;图上与地面上恒向线间的夹角保持一致,即正形。墨卡托投影法绘制的海图满足了上述要求,图上赤道为直线,所有
经线都是与赤道相垂直的平行直线,纬线都是与赤道相平行的直线,
经度线和纬度线按相同比例渐长。
高斯投影
又称横
圆柱投影。圆柱与
经度线相切,投影原点在球心。在轴子午线两侧小范围内,可认为无变形。多用以绘制
大比例尺港泊图。
球心投影
投影平面与地球相切,投影原点在球心。切点附近可认为无变形。常用以绘制大比例尺港泊图。
球面投影
投影平面与地球表面在地极相切,投影原点在另一地极。是绘制极区海图的主要投影方法,具有正形性质。用这种方法绘制的海图,图上任意两点间的大圆弧近似一条直线,恒向线为一曲线。在极区航行中,能在图上量取航向和航程。
历史发展
旧中国有海无防,海图测绘几乎“一片空白”。1949年5月,上海解放,
华东军区海军接管了原国民党海道测量局,成立了华东军区海军
制图课。当时,他们的全部家当仅有几张
比例尺很小、
精确度极差的简易旧海图。由于没有精确海图导航,新中国自行设计和建造的首艘万吨级远洋货轮“跃进”号,首航途中不幸触礁沉没。血的代价,让海图人如重锤击胸,痛彻心扉:“一定要早日绘制出精确海图,让中国舰船走向世界!”
没有现成的数据资料,没有先进的制图工具,他们凭借曲线笔等原始工具,废寝忘食地工作。无法描述展现在海图人面前的点、线、面的枯燥,无法想象海图人征服这一切付出的又是怎样的艰辛,近60年的工时统计表显示,他们年均集体加班12万小时,每人年均加班近400小时。
在一代代“海图人”忙碌的身影中,祖国海疆蓝图一点点清晰起来:1959年,第一代海图陆续出版;1972年,太平洋、印度洋、大西洋海区
航行图出版;到1982年底,300万平方公里海洋国土全部有了国产海图。
60年间,
中国航海图书出版社共出版各种
比例尺海图8000余幅,覆盖中国全部海区并拥有完全自主知识产权的海图行销全球,成为一个泱泱海洋大国走向复兴的见证。
1毫米,日常生活中可以忽略不计,但在海图人眼里却重若千钧。标示相差1毫米,海图宣布作废。一次社里内部例行质量检查,6幅海图被认定“不合格”,其中5幅图的两条对角线长度不等,另一幅有个码头标示相差了1毫米。 为这点“头发丝大的事”,社里开了“揭丑会”。6张做工精细的手工海图,在众目睽睽之下被宣布作废。 6张海图,全都是心血结晶。现场,很多作业员流泪了:“世界上一流的
制图大师,一年也只能做5-6幅这样的海图!”
世界各国发生的舰船触礁、相撞等航海事故,大都“祸”起海图。全球每年都有船东起诉海图生产商的事件发生,很多知名制图公司因此官司缠身,唯独中国官方海图出版机构——
中国航海图书出版社例外。他们向全球发行海图数以千万计,从未被用户投诉。一位国外资深海图专家说:“60年未被用户投诉,绝对是个奇迹!”
1998年10月,美国某知名
地理信息系统制造商用户大会在北京召开。
中国航海图书出版社的一幅海图,让该公司总裁杰克·丹里尔大为惊讶,他们公司生产的地理信息系统具有强大的陆地自动成图功能,但用来生产海图,连他自己也是第一次听说。
面对精美的海图,丹里尔先生将信将疑,反复追问:“这是真的吗?”时任社长陈立明告诉他:“这确实是用贵公司系统生产的海图,只不过我们对软件进行了改造!”系统软件的英文说明书重达100多公斤,要对其功能进行改造,绝非易事,丹里尔先生被中国“海图人”的创造精神所折服,破例向他们颁发了最高奖励“总裁奖”。
创新是抢占制高点的法宝。早在20世纪80年代,“海图人”就看到
数字海图时代已经来临。工程师王斌等5名青年科技人员主动请缨,组成“星火队”,开始了数字海图应用研究。 随着几万条程序从他们指尖输入计算机,中国数字海图一步一个脚印地变成现实:1988年将计算机技术成功引入
海图编制;1990年成立了我国第一个数字海图生产研制实体;1994年成功研制出中国第一批数字海图。此后短短几年,“海图人”又相继突破了不同
比例尺海图无缝拼接等6大核心技术难题,取得了4项世界独创成果和17项国内领先成果。
数字海图是继
雷达导航、卫星定位和
卫星通信之后,现代航海史上的又一次革命。鼠标一点,浩瀚大海尽收眼底。舰船航行时,
数字海图能按作战意图自动选择航线;航道上出现危险因素时,数字海图会发出声音警告并显示危险物图形;远程武器攻击时,数字海图能随时提供舰船与海上任何一个目标点的实际距离和位置。借助数字海图,人们可以直观监测重大
海洋灾害形成和发展过程,科学预报和预防海洋灾害。
2002年,装载全球数字海图的“青岛”号
导弹驱逐舰,圆满完成了首次环球航行任务。中国数字海图经受了近似实战的检验。