大连海事大学航海学1课件——海图

1、航海学（1.2：海图） 大连海事大学 航海学院 航海教研室 刘德新 航海学（1）课程目录 &第一篇 基础知识 &第一章 坐标、方向和距离 &第二章 海图 &第二篇 航迹推算与陆标定位 &第一章 航迹推算 &第二章 位置线和船位理论 &第三章 陆标定位 （END） 第二章 海图 &第一节 地图投影 &第二节 恒向线 &第三节 墨卡托投影海图 &第四节 港泊图与大圆海图的投影方法 &第五节 海图绘制与出版 &第六节 识图 &第七节 海图的分类和使用注意事项 （END） 地图投影 地图投影和比例尺 &地图投影概念 &局部比例尺与投影变形 &普通比例尺/基准比例尺 地图投影分类 &按投影变形性质分类

2、&按构成地图图网的方法分类 平面投影、圆锥投影、圆柱投影、条件投影 （END） 地图投影概念 &地表面事物部分或全部数学法则平面 任意一点均可用经纬度描述 仅需将经纬线平面（地图经纬线图网 ） &不可展曲面同比例缩小：地球仪 不同比例(拉伸、压缩)：平面图 投影变形(长度、角度、面积变形) （END） 局部比例尺与投影变形 &局部比例尺 概念： 表达式： &比例尺与投影变形 同一地图上各点局部比例尺可能都不相同； 同一点各个方向局部比例尺可能都不相同； 某点各个方向局部比例尺相同保持该点为 等角投影。 （END） AB ab LimC AB0 普通比例尺/基准比例尺 &概念 &取值 各个局部比

3、例尺的平均值 某点或某线的局部比例尺 某基准点(线)的局部比例尺 &表示法 数字比例尺：1：30 000 直线比例尺 &比例尺作用 决定海图制图的精度 决定海图作业的精度 决定图上资料的详尽程度 （END） 2000200 101 400600800 2345 cable 1000 m 地图投影分类（按投影变形性质分类） &等角投影 概念 特性：局部相似：圆圆，角等角 整体变形：等圆不同大小圆 &等积投影 概念 特性：与等角不能同时满足 &任意投影：根据某种特殊需要/解决某种特定 问题而制作地图的投影方法。（END） 平面投影/方位投影 (b)(c)(a) &外射投影： &极射投影：绘制半空星

4、图 &心射投影：大圆海图、极区地图、大比例尺港湾图 &（极切投影、赤道切投影、任意切投影） （END） 圆锥投影 &按位置关系分：正圆锥、横圆锥、斜圆锥投影 &按投影变形分：等角、等积、任意投影 （END） 正圆锥投影横圆锥投影斜圆锥投影 圆柱投影 &正圆柱：等角正圆柱（墨卡托投影）航用海图 &横圆柱：等角横圆柱（高斯投影）-极区、狭长、港湾图 &斜圆柱： （END） 正圆柱投影横圆柱投影斜圆柱投影 恒向线/等角航线 恒向线（rhumb line） 球面恒向线方程 恒向线性质 恒向线球面表现形式 （END） 球面恒向线方程 C C M0 M1 M2 O O D W N QQ AB R EF P

5、S r PN 在DM1M2中： DM2=DM1tgC 而：DM1=R，DM2=W=RCos RCos= R tgC 即 ： = tgC/ Cos cos dtgCd M1、M2 非常接近 对上式由（1，1）至（2，2）积分： 24ln24ln 12 12 tgtgtgC 恒向线性质 当C = 000/180时：2 = 1。 当C = 090/270时：2 = 1。 以M(0, 0)代入恒向线方程得： 对应每个 2， 2仅一解。 上式可转化为： 以 2， 22， 等代入， 2将有无数解。 （END） )24(ln202 tgtgC ctgCetg)(202) 24( 恒向线球面表现形式 除航向C

6、 = 000/180，或者C = 090/270外，在地 球表面上，恒向线表现 为一条与所有子午线相 交成恒定角度的、具有 双重曲率的球面螺旋线， 它逐渐趋向地极，但永 远达不到地极。 （END） 060 O060 O 060 O 墨卡托投影海图 航用海图应具备的两个条件 墨卡托投影/等角正圆柱投影 墨卡托海图特点 墨卡托图网绘制方法 （正规绘制方法、简易图网绘制原理和方法） 常见问题（Dep=DCos或D=Dep Sec ） 不同纬线比例尺问题、不同纬度岛宽问题 出发点与到达点问题、比例尺与经线间距 （END） 正圆柱投影 经线 - 相互平行直线 纬线 - 相互平行直线（经、纬线相垂直） 等

7、经差 经线 - 等间距 相互平行直线 等纬差 纬线 - 不等距 相互平行直线（渐长） 墨卡托投影（纬度渐长率） &概念：图上任意纬线至赤道的距离与图上1赤道里 （图上经差1长度）的比值。（示意图） &公式： &特点：仅与纬度有关，与比例尺等无关。 &意义： 如是墨卡托海图，则任意两经线间距离DMP； 制图时，使任意两经线间距离DMP，则该图等角； DMP渐长 在平均纬度处量距离。（END） )sin1sin1)(24(lg70447.7915 2/e e e tgMP 纬度渐长率示意图 BC bcLim AB abLim BCAB00 PN O OA B C D E F d d d da dr

8、 da a r MP dMP a bc d ef OX Y dS r a rd ad dS dMP dSradMP 墨卡托海图特点 &图网特点：经线为南北向相互平行的直线，其 上有纬度图尺；纬线为东西向相互平行的直线， 其上有经度图尺，且经线与纬线相互垂直。 &经度1的长度（1赤道里）相等，但纬度1 的长度（1海里）随纬度升高而逐渐变长，存 在纬度渐长现象。 &恒向线为直线，非最短航程航线。 &具有等角特性。 &同纬度纬线的局部比例相等，不同纬度的局部 比例尺，随纬度的升高而逐渐增大。（END） 正规墨卡托图网绘制方法 纸张大小，图幅经差 - 1 赤道里长度e； 经差()1赤道里长度 - 绘画

9、整度经线(间隔1 或2或5)； DMP(MP2-MP1)1赤道里长 度 - 绘画整度纬线(与经 线垂直)； 绘画经度和纬度图尺：经 线等分；纬线先10，再 等分。 （END） 120O121O122 O123O124O32 O 33O 34O 350 36O 60n mile60n mile60n mile60n mile 7.34cm 7.25cm 7.16cm 7.08cm 6cm 51.02n mile 50.46n mile 49.88n mile 49.29n mile 48.69n mile 简易墨卡托图网绘制原理 &东西距与经差： Dep &原理： 等纬圈弧长Dep是被放大 了s

10、ec倍。 相邻两纬线间经线放大 sec m倍。（END） PN O OA B C D E Q d d d D D R r a bc d eq R Dep m cos 1cos cos D arcdR dR dr rad rad 简易墨卡托图网绘制方法 例：以1经度等于6cm的比 例尺，绘制120E124E， 32N36N的简易图网。 图幅范围和经差-整度经线 在图的下端画一垂直与经线 的直线，作为32N纬线。 自A点作一角度等于32.5， 与121E经线相交与B点。 量取AC=AB，过C且垂直经线 的直线，即为33N纬线。 用类似方法，画出其它纬线 120O121O122 O123O124O3

11、2 O 33 O 34O 350 36O 7.37cm 7.28cm 7.20cm 7.11cm A B C D E F G H I 32 .5 O 33 .5O 34 .5O 35 .5 O 港泊图与大圆海图投影方法 &港泊图投影方法 高斯投影/高斯克-吕格投影： （原理、特点、应用） 平面图 心射投影：原理、特点、应用 &大圆海图 投影原理和特点 使用注意事项 （END） 高斯投影原理 子午 线 纬线轴子 午线 公里线赤道 轴子午线-直线； 垂直轴子午线大圆-垂直轴子午线、等间距直线； 平行轴子午线小圆-平行轴子午线直线（渐长）； 轴子午线与赤道外经纬线-曲线，愈远，变形愈大。 高斯投影图

12、特点 &图网特点 &具有等角投影特性。 &轴子午线附近变形小 -经差小、纬差大的 狭长区。 &极区变形小-极区与 高纬地区海图。 &两种图网：经纬线和 公里线图网，后者用 于测量和军事。（END） 子 午 线 纬线 轴 子 午 线 公里线赤道 大圆海图特点 &图网特点： 极切投影-所有经线为由极点向外辐射的直线， 而所有纬线为以极点为圆心的同心圆； 赤道相切投影-经线为南北向相互平行的直线， 纬线则为凸向赤道的圆锥曲线。 &图上大圆弧为直线； &仅切点为等角投影，纵向变形横向变形； 愈远变形愈大。（END） 大圆海图使用注意事项 &心射投影不是等角投影，不能在大圆海 图上直接量取方向或夹角。除

13、非图上绘 制有变形向位圈，方可量取大圆方位。 &大圆海图上相同纬度处投影变形不同， 不能在大圆海图上直接量取距离。除非 图上事先绘制有量距曲线，才能用特殊 的方法量取距离。 （END） 海图坐标系与出版 &海图坐标系 各国为使椭圆体尽可能接近所在地区大地水准面- 采用不同坐标系； 两T图坐标系位移量大于海图极限精度-坐标转换 （图与图之间转换）； 导航定位仪采用的坐标系与海图坐标系不同-坐标 转换。 &海图的出版与新版 新图(new chart) 新版图(new edition chart) 改版图(large correction chart) （END） 识图 &海图标题栏与图廓注记 &海

14、图基准面（高程基准面、深度基准面） &重要的海图图式 高程、水深和底质 航行障碍物（礁石、沉船、其他重要图式） 助航标志（重要航标、雷达信标、灯标注记） 其他常用图式 &常见高程、水深、礁石、沉船、碍航物图式 （END） 海图标题栏 &出版单位徽志、图幅地理位置和图名 &编图资料说明： 投影性质、比例尺与基准纬度 深度/高程基准面和单位 图式版别、坐标系和资料来源等 &其它： 与航行安全有关的说明和重要注意或警告等 对景图、潮信表、潮流表、换算表等资料 坐标系修正量（END） 图廓注记 &海图图号(chart number)： 中版“按区、四角” 英版“按顺序、左上/右下、BA、L(XX)”

15、&出版/发行情况(publication note)： 图廓外下中新图出版发行单位、日期 外下中右新版、改版日期(“1972”) &小改正(small correction)：图廓外左下角 &图幅(dimensions)：图廓外右下角、内轮廓尺寸 &阅图号、对数图尺（END） 高程基准面（height datum/HD） &概念：山头、岛屿、明礁等的起算面 &取值： 中版1985国家高程基准面 或：当地平均海面 英版MHWS（半日潮为主） 或：MHHW（日潮为主） 或：MSL（无潮海区） （END） 深度基准面（chart datum/CD） &概念：海图水深、干出高的起算面 &取值： 中版理

16、论最低潮面 （旧称：理论深度基准面） 英版天文最低潮面 （lowest astronomical tide, LAT） （END） 高程（height） &概念：陆上数字、部分水上带括号数字 &起算面： &单位： 中版 m；英版 m（米制）/ ft（拓制） &特殊高程： &标注： 10m：标至整米（舍小数部分） （END） 特殊高程 &灯高（elevation）：MHWS光源中心 &干出高：自深度基准面以上的高度。 &比高： 自地物、地貌基部地面至顶端的高度，即物标本身的高度。 &净空高： MHWS/ 江河高水位中下梁最低点/ 管线最低点 &山高： 高程点+等高线、草绘线(虚线)、山形线(无高

17、程) &建筑物高程：基部地面高程、比高、顶高 （END） 水深（sounding） &概念：海图水面数字 &起算面： &单位： 中版m； 英版m（米制）或 fm & ft（拓制） &字体： 斜体新测/ 小C； 直体不准、来自旧/小C &水深点位置：整数中心 &特殊水深：带点线圈 &扫海水深： &等深线： “虚实”、“层次” &注记： 31m：整米 （END） 底质（nature of the seabed） &概念：海底性质，如：沙（sand，S）、泥 （mud，M）、粘土（coral，Cy）、石（stone， St）、岩石（rock，R）、珊瑚（coral，Co）和 贝（sheels，Sh）

18、等。 &注记顺序：先形容词后种类，如：软泥（soM） &混合底质：先多后少，如：MS，SM。 &分层底质：先上后下，如：S/M、M/S。 （END） 礁石（rock） &礁石：海中突出、孤立的岩石。区分为： 明礁(rock uncovered)：明礁平均大潮高潮时 露出的孤立岩石,与小岛同样表示。 干出礁(drying rock)：平均大潮高潮面下,深 度基准面以上的孤立岩石。 适淹礁(rock awash)：深度基准面适淹的礁石。 暗礁(reef, submerged rock)：深度基准面以 下的孤立岩石。（END） 沉船（wrecks/WK） & 危险沉船 非危险沉船 中版： 20m 2

19、0m 英版： 28m 28m &其他： 已知最浅深度沉船、深度不明的沉船 未精测沉船、经扫海探测的沉船 部分船体露出沉船、仅桅杆(mast)露出沉船 （END） 其他重要图式 &重要缩写 疑存/ED(existence doubtful) 疑深/SD(sounding doubtful) 疑位/PD(position doubtful) 概位/PA(position approximate) 据报/Rep.(reported) &“碍/Obstn”：不明性质、深度障碍物 &“碍锚/Foul”：沉船残骸及其它有碍抛锚 和拖网的地区。（END） 灯标注记 &注记顺序： 节奏颜色周期 灯高射程 如：

20、FlR6s75m15M &基本灯质： 定光F： 闪光Fl： 明暗光Oc： 互光Al： &闪光： 单闪光Fl： 长闪光LFl：2s 快闪Q：50-80(我：60) 甚快闪VQ：80-160(我：120) 超快闪UQ：160次/秒 &其他： 联闪光Fl(2)、混合联闪光 Fl(2+1) 定闪光FFl、等明暗Iso. FlRW、AlFlRW （END） 常见高程图式 等高线及高程点 建筑物高程 建筑物顶高 建筑物比高 树梢概略高度 345.3 250 15.3 (35.3) (20) 85 常见水深图式 实际位置的水深 移位水深 狭水道最浅水深 未测到底水深 直体注记水深 干出高度 15864 (8

21、 )4 (13) 198 15864 142 123 常见礁石图式 明礁（屿） 干出礁 适淹礁 深度不明暗礁 已知深度暗礁 非危险暗礁 (2.6)(1.3)(1.2) ( )18 (4 )9 23 岩 Dr . m1 6 (4 )145 R 30 R 常见沉船图式 危险沉船 非危险沉船 已知最浅深度沉船 经扫海探测的沉船 未精测的沉船 部分船体露出沉船 仅桅杆露出的沉船 按比例绘画的沉船 42船25Wk 42船25Wk 27船20Wk 船 Mast ( )12 Wk 桅Masts 常见碍航物图式 沉船残骸及其他碍锚地 深度不明的障碍物 已知最浅深度的障碍物 经扫海的障碍物 渔栅 渔礁 贝类养殖

22、场 6碍16obstn 碍 锚 地 碍Obstn 碍2Obstn173 贝Shellfish Beds (2 )6 Foul 重要航标图式 灯塔、灯桩 设灯的平台 塔形灯桩 灯船 蓝比（大型航标） 导灯 269 17 0 LtLt Ho 黑黄BY Bn Tower Lt V 雷达信标图式 海岸雷达站 雷达指向标 雷达应答标 雷达反射器 雷达显著物标 Ra 雷达 雷信 雷康3 10(K) ( &cm) Ramark Racon (K) ( &cm)3 10 Ra.Refl. Ra conspic 其他常用海图图式 平台、井架 已知最大吃水航道 已知最大吃水推荐航道 深水航道 无线电报告点 限制区界限 引航站 青龙Z-44 6 5 . m 6 5 . m 3 DW20m 海图分类和使用注意事项 海图分类 按作用分：航用海图、参考图 按载体分：