航海学第二章-海图

1、航海学（第二章：海图）烟台大学海洋学院烟台大学海洋学院赵鲁明赵鲁明137911766581.1 海图海图（chart）的定义的定义 地图：地球表面情况在平面上描述 海图：地图的一个比较特殊的分支 按照一定的数学法则，将地球表面的海按照一定的数学法则，将地球表面的海洋及其毗邻的陆地为描述对象，为航海的需洋及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。详细绘画出航海要而专门绘制的一种地图。详细绘画出航海所需的各种资料：岸形、岛屿、浅滩、沉船、所需的各种资料：岸形、岛屿、浅滩、沉船、水深、底质、障碍物、助航设施等。水深、底质、障碍物、助航设施等。第二章 海图第二章 海图 n海图的作用n

2、航行前拟定计划航线、制定航行计划n航行中进行航迹绘算和定位等，n航行结束后总结航行经验，发生海事后分析事故原因、判断事故责任等船舶驾驶人员必须正确了解海图特点，熟悉海图图示，正确使用管理海图第二章 海图一、比例尺与投影变形1.地图投影概念2.局部比例尺与投影变形3.普通比例尺/基准比例尺二、地图投影分类1、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）一、比例尺与投影变形1地图投影：地球表面为不可展的曲面。按照一定的数学法则，将地面上的一部分或全部按照一定的比例尺绘画在平面上的方法。 将地球表面的经、纬线绘画到平面上去，建立地图的经、纬线图网。地

3、球：圆球体、椭圆体的表面 1）不可展曲面同比例缩小 ：地球仪 2）不同比例(拉伸、压缩经纬线)：平面图 投影变形(长度、角度、面积变形) 2.局部比例尺与基准比例尺（1）局部比例尺概念：地面上任一A点的每个方向上有AB，将AB投影到地图上有线段ab，则A点这个方向上的比例尺C为：ABabLimCAB02.局部比例尺与基准比例尺（1）局部比例尺局部比例尺表明什么方向上的比例尺&因存在投影变形因存在投影变形1 1）同一地图上各点局部比例尺可能都不相同；）同一地图上各点局部比例尺可能都不相同； 2 2）同一点各个方向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；局部比例尺在

4、投影中的变化反映出投影的变形特点局部比例尺在投影中的变化反映出投影的变形特点某点各个方向局部比例尺相同某点各个方向局部比例尺相同 保持与地面对应处形保持与地面对应处形状相似，并在这一点上保持角度不变，这在地图投影中状相似，并在这一点上保持角度不变，这在地图投影中叫做正形或等角投影。叫做正形或等角投影。 ABabLimCAB 0（2）普通比例尺/基准比例尺&概念：图上注明的比例尺&两种取值基准：1）各个局部比例尺的平均值 2）某点或某线的局部比例尺 （可能不在图范围内）&两种表示法：1）数字比例尺：1：300 000。一个单位长度等于地面上30万个相同单位的长度2）直线比

5、例尺 ：海图标题栏或图边适当地方20002001014006008002345 cable1000 m（2）普通比例尺/基准比例尺&比例尺作用1决定海图制图的精度 2决定海图作业的精度 3决定图上资料的详尽程度2）普通比例尺/基准比例尺海图比例尺与海图极限精度海图比例尺与海图极限精度1 海图比例尺决定海图制图的精度。 人眼所能分辨的两点最小间距要大于0.1mm。海图比例尺越小，人眼能分辨出的图上最小距离0.1mm所代表实际地面上的水平长度（距离）也就越大，海图精度也就越差。这种相当于0.1mm所代表的实地水平长度叫做比例尺的精度或叫海图的极限精度思考：思考： 比例尺小于比例尺小于1 1

6、：30003000，000000，极限精度数值大于，极限精度数值大于300m-300m-值越大，海图的精度越差？。值越大，海图的精度越差？。课下计算课下计算P30P30表表1-2-11-2-1海图比例尺的极限精度海图比例尺的极限精度 2）普通比例尺/基准比例尺2 海图比例尺决定海图作业的精度决定海图作业的精度 削尖的铅笔在海图上绘画一个小点的直径最小有0.2mm，所代表的地面上的实际距离也与海图的比例尺有关。比例尺为1 1：30003000，000000的海图，点的海图，点0.2mm0.2mm实地代表地面上的距离为600m，不能量出小于600m的长度n比例尺越小，海图作业精度越差，数值上为海图

7、极限精度的2倍 2）普通比例尺/基准比例尺3 海图比例尺决定图上资料的详尽程度海图比例尺决定图上资料的详尽程度 海图比例尺越大，所绘制的资料越详细、位置越准海图比例尺越大，所绘制的资料越详细、位置越准确确 ，海图的可靠性程度就越高，海图的可靠性程度就越高尽可能选择使用较大比例尺的海图！尽可能选择使用较大比例尺的海图！ 地图投影二、地图投影的分类按投影的变形性质分类按构成地图图网的方法分类等角投影等积投影任意投影平面投影圆锥投影圆柱投影条件投影二、地图投影分类1、 按投影变形性质分类按投影变形性质分类（1）等角等角/ /正形投影正形投影：任意点各方向局部比例等，不同点随经纬度度变化概念：地面与图

8、上无限小局部图像形状对应相似形状对应相似特性：局部形状相似：圆圆，角等角 整体形状变形：地面上不同地点两等圆投影到地图上为不同大小圆。不能保证等积 （2 2）、）、等积等积投影投影概念;地面与图上面积成恒定比例面积成恒定比例特性：同一投影中等积与等角不能同时满足 （等角：半径比r/kr；面积比r2/k2r2） （3）、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） 2 2、按构成地图图网的方法分类、按构成地图图网的方法分类（1）平面投影/方位投影-平面与地球面相切/割，经纬线投影到平面上，任意点方位角与实地相等(b)(c)(a)n外射投影：视点球外n极射投影：球内

9、，绘制半空星图n心射投影：球心，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）（2）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（3）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（4）条件投影n不属于上述三种利用辅助面进行投影，而是按其他的一些条件构制地图图网的方法。第二节 恒向线/等角航线恒向线（rhumb line）：船舶

10、始终按恒定航向航行时，船舶航行的理想轨迹在地球表面上是一条曲线，与所有子午相交成相同的角度，因此又称等角航线。大圆弧-球面最短距离，并不是恒向线，一般大圆弧与所有子午线相交成不等的角度（END）南北、沿着赤道南北、沿着赤道当航程不长，纬度较小赤道附近海区航行采用恒向线等角航线的概念地球面上所有与经线成等方位角的曲线，叫做等角航线。圆球面恒向线方程CCM0M1M2OODWNQQABREFPSrPN在DM1M2中： DM2=DM1tgC 而：DM1=R，DM2=W=RCos RCos= R tgC 即：= tgC/ Cos cosdtgCd M1、M2 非常接近 对上式由（1，1）至（2，2）积分

11、： 24ln24ln1212tgtgtgC 恒向线性质n当当C = 000C = 000/180/180时时：2=1 恒向线与子午线重合。 n当当C = 090C = 090/270/270时：2=1 恒向线与等纬圈重合n以M(0, 0)代入恒向线方程得： 对应每个2， 2仅一解。说明任意一条恒向线与每条等纬圈仅相交一次。 n上式可转化为： 以2，22， 等代入， 2将有无数解。说明恒向线与每一条经线相交无数次。绕地球一周与该经线交一次，交点纬度愈来愈高，逐渐接近地级但永远不能到达（END） )24(ln202tgtgCctgCetg)(202)24(恒向线球面表现形式除航向C= 000/18

12、0，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） 060O060O060O第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 航用海图必须具备的条件：便于在海图上绘画恒向线航航用海图必须具备的条件：便于在海图上绘画恒向线航线和物标方位线线和物标方位线图上的恒向线应是直线；图上的恒向线应是直线；船舶以固定的航向即沿着恒向线航行最为方便。在海图上绘画船舶以固定的航向即沿着恒向线航行最为方便。在海图上绘画恒向线航线时用直线最简便。要求航用海图上的恒向线是直线。恒向线航线时用直线最简便。要求航用

13、海图上的恒向线是直线。要求航用海图的要求航用海图的投影性质是等角的，某一地点的角投影性质是等角的，某一地点的角度不变。即要求等角度不变。即要求等角/ /正形投影；正形投影；航用海图的墨卡托投影航用海图的墨卡托投影墨卡托墨卡托(Mercator)(Mercator)是他的拉丁名字是他的拉丁名字15691569年荷兰制图学家拉德年荷兰制图学家拉德克列密尔（克列密尔（Gerhard KremerGerhard Kremer）创造了能创造了能同时满足上述两个条件的投影方法同时满足上述两个条件的投影方法。第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 恒向线/等角航线地球面上所有与经线成等方位角的曲线，叫做

14、等角航线。第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 等角航线投影到图上成等角航线投影到图上成直线直线第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 1）等角/正形投影海图：任意点各方向局部比例等，不同地点的局部比例尺随经纬度变化，地面上与图上无限小局部图像形状对形状对应相似应相似特性： 局部相似：圆圆，角等角 整体变形：地面上不同地点两等圆等角投影到图上为不同大小圆 =不能等积第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 墨卡托投影是等角正圆柱投影，用这种投影方法绘制的海图墨卡托投影是等角正圆柱投影，用这种投影方法绘制的海图叫作墨卡托海图，它占目前海图的叫作墨卡托海图，它占目前海图的95%95%以

15、上。以上。第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 n假设地球被围在一中空的圆柱里，其基准假设地球被围在一中空的圆柱里，其基准纬线纬线与圆柱相切（与圆柱相切（赤道赤道）或割，然后再假想地球中）或割，然后再假想地球中心有一盏灯，把心有一盏灯，把球面球面上的图形投影到上的图形投影到圆柱体圆柱体上上，再把圆柱体展开，再把圆柱体展开，就是一幅选定基准纬线上的“墨卡托投影”绘制出的地图。n 墨卡托投影没有角度变形，由每一点向各方向的长度比相等，它的经纬线都是平行直线，且相交成直角，经线间隔相等，纬线间隔从基准纬线处向两极逐渐增大。2、正圆柱投影海图（视点在地球心）南北向南北向- -子午线被画成子午线被

16、画成等经差等间距相互平行的直线；相互平行的直线；东西向东西向- -赤道和纬度圈也被画赤道和纬度圈也被画等纬差不等距成相互平行的直线；成相互平行的直线；子午线与纬度线相互垂直；若投影的变形性质不等角，与子子午线与纬度线相互垂直；若投影的变形性质不等角，与子午线斜角的的直线在图上是像恒向线，但在地球表面上除东南午线斜角的的直线在图上是像恒向线，但在地球表面上除东南西北外不是恒向线西北外不是恒向线纬度渐长现象图上纬度1的长度随纬度升高而渐长。在同一张海图上，纬度不同其局部比例尺也不同，纬度越高比例尺越大；墨卡托投影海图的基准纬线墨卡托投影海图的基准纬线 圆柱面与地球相切或相割的纬线叫做基准纬线。 若

17、相切则赤道为基准纬线； 若相割则在南北赤道存在两条对称于赤道 的纬线圈。 基准纬线的规定基准纬线的规定：同比例尺的成套航行图以制图区域的中间纬度位为基准纬线；单幅图以本图中纬为基准纬线，基准纬线取至整分或整度第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 切墨卡托投影切墨卡托投影割墨卡托投影割墨卡托投影地球面上经纬线网投影在圆柱面上，然后沿着某条母线展开地球面上经纬线网投影在圆柱面上，然后沿着某条母线展开墨卡托投影的经纬线形状墨卡托投影的经纬线特点：墨卡托投影的经纬线特点：经线等间隔；经线等间隔； 纬线自赤道向两级渐长。纬线自赤道向两级渐长。第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 n墨卡托投影

18、的地图上长度和面积变形明显，但基准纬线处无变形，从基准纬线处向两极变形逐渐增大，但因为它具有各个方向均等扩大的特性，保持了方向和相互位置关系的正确。在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点，墨卡托投影地图常用作航海图和航空图，如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行，方向不变可以一直到达目的地，因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件，给航海者带来很大方便第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 子午线被画成相互平行的直线；赤道和纬度圈也被画成相互平行的直线；子午线与纬度线相互垂直；纬度渐长现象纬度渐长现象图上纬度图上纬度1 1的的长度随纬度升高而渐长。长度随纬度升高而渐长。在同

19、一张海图上，纬度不同其局部比在同一张海图上，纬度不同其局部比例尺也不同，纬度越高比例尺越大；例尺也不同，纬度越高比例尺越大；第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图等角性质的数学基础：任一点局部比例尺等角性质的数学基础：任一点局部比例尺BCbcLimABabLimBCAB00PNOOABCDEFddddadrdaarMPdMPabcdefOXYdSrardaddSdMPdSradMP MPMP纬度渐长率，纬度渐长率，dMPdMP纬度纬度线到赤道距离的微小增量；线到赤道距离的微小增量；a:a:赤道半径，赤道半径，r:r:等纬圈半径，等纬圈半径，ds:ds:椭圆子午线椭圆子午线ABAB弧长弧长第

20、三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 （纬度渐长率）&赤道里：赤道上经度1弧弧长1855.36m&纬度渐长率：图上任意纬线至赤道的距离与图上1赤道里的比值。表示任一纬线到赤道的以（赤道里）图上经度1分的长度为单位的距离&公式：&特点：仅与纬度有关，同纬度对应的渐长率是一定的，与比例尺无关。航海表纬度渐长率表 )sin1sin1)(24(lg70447.79152/ eeetgM P第三节第三节 墨卡托投影海图墨卡托投影海图 （纬度渐长率）&墨卡托海图，则任意两纬线间距离DMP；制图时，使任意两纬线间距离DMP，则该图等角；因DMP渐长 在平均纬度处量

21、距离。（END）)sin1sin1)(24(lg70447.79152/ eeetgM P3、墨卡托海图特点n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。n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。n恒向线为直线，非最短航程航线。n具有等角特性。n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）3、墨卡托海图特点n墨卡托海图的基准比例尺是指基准纬度上的局部比例尺，高于基准纬度的局部比例尺大于基准比例尺，低于基准纬度处的局部比例尺小于基

22、准比例尺。4、墨卡托图网的绘制（1）正规绘制方法：P38绘制海图12000-成山角至长江口图幅984.2x678.4mm.纬度： 3049N-3729N;经度：11909E-12441E1） 图幅宽度/图幅经差=图上经度1长度2）查纬度渐长率表查取任两条纬线的MP， DMP(MP2-MP1)图上经度1长度 得到两条纬线在图中的距离3）其他纬线间距离，经线间距离：经差X图上经度1的长度4、墨卡托图网的绘制（1）正规绘制方法n纸张大小确定图幅经差经差 - 图上经度1长度；n经差()图上经度1长度- 绘画整度相互平行的经线(间隔1或2或5)；n查表(MP2-MP1) =图上经度1长度- 绘画最大/小

23、整度纬线(与经线垂直)；n同理绘画其他纬度图尺：纬线以10纬差求MP，再等分。n 经度图尺可按一分等分4、墨卡托图网的绘制（1）正规绘制方法（例1-2-1）以图上1=6cm的比例尺绘画120E124E.32N-36N的墨卡托图网图上经度1分长度=6/60=0.1cm绘画相互平行的经度线：整度间 隔 为 6 c m ， 图 幅 经 度 差 值4x6=24cm绘画纬度线：查纬度渐长率表MP，求各整度间的DMP(MP2-MP1)图上经度1长度 得到两条纬线在图中的距离。纬度线相互平行垂直于经度线120O121O122O123O124O32O33O34O35036O60n mile60n mile60

24、n mile60n mile7.34cm7.25cm7.16cm7.08cm6cm51.02n mile50.46n mile49.88n mile49.29n mile48.69n mile纬差D与东西距Dep&纬差D与东西距Depd = dScosCdw = dSsinCD = ScosCDep = SsinC&东西距与经差DDepADepDepBDepn=Dep=DcosnD =DepSec n n 为中分纬度（END）ABABEFCdwdCdsCa1a2an-1PNb1b2b3an-2bn-1a3GHQQ（2）简易绘制原理（圆球体）&东西距东西距与经差：&

25、;Dep&恒向线航程的东西分量在图上等纬圈弧长在图上等纬圈弧长DepDep是被放是被放大了大了secsec 倍后等于对应的赤倍后等于对应的赤道弧长，经线才相互平行道弧长，经线才相互平行相邻两纬线间经线在平均纬相邻两纬线间经线在平均纬度处的放大度处的放大sec sec m m倍数作为倍数作为相邻两纬线间经线的平均放相邻两纬线间经线的平均放大倍数大倍数cos 1coscosDarcdRdRdrradradABABEFCdwdCdsCa1a2an-1PNb1b2b3an-2bn-1a3GHQQ（2）简易绘制原理（圆球体）ABABEFCdwdCdsCa1a2an-1PNb1b2b3an-2bn

26、-1a3GHQQn注意：图上经线的局部比例尺随纬度升高放大sec sec 倍，经线上个点纬度不同，各点的放大倍数随纬度变化n适用于两纬线间的纬差不大，纬度不高的海区简易墨卡托图网绘制方法例：例：以以1 1经度等于经度等于6cm6cm的比的比例尺，绘制例尺，绘制120120E E124124E E，3232N N3636N N的简易图网的简易图网。n绘画整度经线，间距6cmn在图的下端画一垂直与经线的直线，作为32N纬线。n自A点作一角度等于32.5，与121E经线相交与B点，AB为60赤道里的sec sec m m倍。n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

27、纬线 120O121O122O123O124O32O33O34O35036O7.37cm7.28cm7.20cm7.11cmABCDEFGHI32 .5O33 .5O34 .5O35 .5O第四节 港泊图与大圆海图投影方法一、港泊图投影方法n高斯投影/高斯-克吕格投影：（原理、特点、应用）n平面图n心射投影：原理、特点、应用2、大圆海图投影原理和特点使用注意事项（END） 一、港泊图的投影方法1、高斯投影、高斯投影等角横圆柱投影等角横圆柱投影n将地球当作将地球当作 圆球体圆球体 以圆柱面作为辅助面的一种投影手段以圆柱面作为辅助面的一种投影手段n圆柱轴不与地轴重合，在赤道面内与地轴垂直n轴子午线

28、：轴子午线：投影圆柱面不是与赤道相切，而是与某一子午圈相切，其局部比例尺固定。n绘制大比例尺港泊图的常用方法子午线纬线轴子午线公里线赤道P PN NP PS SQ QQ QA APNeq 一、港泊图的投影方法1、高斯投影、高斯投影 原理原理 （地球圆球体圆球体 )PS轴子午线绘画为为直线轴子午线绘画为为直线与轴子午线垂直的大圆与轴子午线垂直的大圆绘画为与轴子午线垂直绘画为与轴子午线垂直等间距的直线等间距的直线平行于轴子午线的的小平行于轴子午线的的小圆绘画为与其平行的直圆绘画为与其平行的直线，与轴子午线的距离线，与轴子午线的距离符合纬度渐长率的规律符合纬度渐长率的规律，离轴子午线越远，放，离轴子

29、午线越远，放大和变形越大大和变形越大A A公里线图网：公里线图网： 一、港泊图的投影方法1、高斯投影、高斯投影等角横圆柱投影等角横圆柱投影子午线纬线轴子午线公里线赤道P PN NP PS SQ QQ QA A经纬线图网：经纬线图网： 除轴子午线和赤道绘画为直线外，其它经纬线被投影为曲除轴子午线和赤道绘画为直线外，其它经纬线被投影为曲线，离开轴线，离开轴/赤越远弯曲变形越厉害赤越远弯曲变形越厉害仅适用于绘画轴子午线附近的狭长地区的海图仅适用于绘画轴子午线附近的狭长地区的海图1 高斯投影图特点图网特点：n等角投影n轴子午线附近变形小-经差小、纬差大的狭长区的海图。n极区变形小-极区与高纬地区海图。

30、两种图网：经纬线和公里线图网，后者用于测量和军事。 子午线纬线轴子午线公里线赤道高斯投影应用n适合极区和经差小纬差大的狭长地区的海图n我国大于1:2万港泊图：只有经纬线图网港泊图比例尺大范围小，在中纬度以下经纬线弯曲很小，一般小于测量制图的误差，而是看作直线，也可以作为墨卡托海图使用高斯投影分带平面示意图高斯投影分带平面示意图n分带方法分带方法 6 6度带的分带方法度带的分带方法自零子午线起，自西向东每隔经差为一投影带，全球共分为60个投影带，每个带中轴子午线无长度变形，距轴越远变形越大。每带的带号用自然数1，2，3，4，60编号。 3 3度带的分带方法度带的分带方法自东经1度30分起，每3度

31、为一带，全球共分为120个投影带，并使6度带的中央经线全部为3度带的中央经线。每带的带号用自然数1，2，3，4，120编号。1、高斯投影高斯投影 2、平面图、平面图 它是将地面小范围内作为平面进行测量和绘制而成的。由于它是将地面小范围内作为平面进行测量和绘制而成的。由于图区范围小，图网投影变形小于制图的误差，因此平面图的特点是图区范围小，图网投影变形小于制图的误差，因此平面图的特点是图区范围内各点的局部比例尺都相等，可以认为整个地图没有变形图区范围内各点的局部比例尺都相等，可以认为整个地图没有变形存在。存在。英版大比例尺港泊图的投影方法3、心射投影、心射投影 在心射投影中，因为切点及其附近是没

32、有或很少有变形存在，在心射投影中，因为切点及其附近是没有或很少有变形存在，所以在大比例尺港泊图中，也有采用心射投影来描绘的。其特点是所以在大比例尺港泊图中，也有采用心射投影来描绘的。其特点是在切点处没有变形，随着与切点距离的增加，变形将越来越大。因在切点处没有变形，随着与切点距离的增加，变形将越来越大。因此，用心射投影来绘制切点附近小范围内的大比例尺地图，可以认此，用心射投影来绘制切点附近小范围内的大比例尺地图，可以认为是不存在投影变形的。为是不存在投影变形的。 以上三种投影方法制成的大比例尺港泊图基以上三种投影方法制成的大比例尺港泊图基本上没有变形，满足航用海图的两个条件可作为本上没有变形，

33、满足航用海图的两个条件可作为航用海图使用。航用海图使用。平面投影/方位投影-经纬线投影到与地球面相切/割的平面上，从投影中心到任意点方位角与实地相等，也叫透视投影(b)(c)(a)n外射投影：视点球外n极射投影：球内，绘制半空星图n心射心射/ /日晷日晷投影：视点在球心，投影：视点在球心，大圆海图、极区大圆海图、极区地图、大比例尺港湾图地图、大比例尺港湾图 （极切投影、赤道切投影、任意切投影） （END）心射投影：视点在球心的平面投影，将地球表面心射投影：视点在球心的平面投影，将地球表面上的点以几何投影的方法，用从地心引出的射线上的点以几何投影的方法，用从地心引出的射线投影到与地面相切的平面上

34、投影到与地面相切的平面上日晷投影：心射投影的平面与地球面相切日晷投影：心射投影的平面与地球面相切二二、大圆海图大圆海图大圆海图就是根据心射投影的原理绘制：在大圆大圆海图就是根据心射投影的原理绘制：在大圆海图上所有大圆弧均为直线，供设计大圆航线时海图上所有大圆弧均为直线，供设计大圆航线时求航线上各分点的经纬度使用求航线上各分点的经纬度使用平面投影：平面投影：从投影中心到任意点方位角与实地相等，也叫透视投影二二 大圆海图的投影及其特点大圆海图的投影及其特点n1.大圆海图（gnomonic chart，great circle chart）投影原理n平面心射投影（日晷投影）视点在球心视点在球心投影平

35、面投影平面切点切点Z二、大圆海图二、大圆海图日晷投影是视点位于球心的透视日晷投影是视点位于球心的透视/方位投影方位投影投影面与地球表面相切投影面与地球表面相切日晷投影特性大圆航线是球面上的大圆弧，是球面上两点之间的最短距离。日晷投影具有把地球面上的大圆投影成直线的重要特性，地球面上任何大圆弧经日晷投影后，在平面上的表象均为直线。船舶沿着大圆航线走距离最短，故日船舶沿着大圆航线走距离最短，故日晷投影常用于制作远洋航行图晷投影常用于制作远洋航行图e6090900切点30PN切点Ps赤道3060赤道纬线经q00120120150150180线30大圆航行图 二二、大圆海图大圆海图ePN切点Ps赤道q

36、 二二、大圆海图大圆海图心射平面透视投影 视点在球心，投影面为一与地面某点相切的平面，从球心将地球上的子午线和纬度圈投影到投影面上。仅在切点处各方向上的比例尺均相等 6090900切点303060赤道纬线经00120120150150180线30大圆航行图 二、大圆海图 图网特点图网特点：1) 在大圆海图上，图上直线均代表大圆弧。2) 当与地极相切：经线为由极点向外辐射的直线(极点可在图内，也可不在图内)。纬线为以极点为圆心的同心圆3)当切点位于赤道上时，经线为南北向相互平行的直线。纬线为凸向赤道的圆锥曲线6090900切点303060赤道纬线经00120120150150180线30大圆航行

37、图 二、大圆海图图网特点：图网特点：4) 赤道在图上是垂直于切点经线的直线。5) 大圆海图的投影仅在切点处没有变形，随着与切点距离的增加，变形将愈来愈大 仅切点处为等角投影，纵向变形横向变形；距切点愈远变形愈大。二、大圆海图 大圆海图的主要特点，在于可以用直尺直接画出表示大圆弧的直线。在这条直线上定出分点，很容易地根据直接读取的分点坐标将各分点画到航用海图上去。大圆海图使用注意事项n不能在大圆海图上直接量取方向或夹角不能在大圆海图上直接量取方向或夹角。心射投影不是等角投影，除非图上绘制有变形向位圈，与投影中的方向变形一致，方可量取大圆方位。n不能在大圆海图上直接量取距离。不能在大圆海图上直接量

38、取距离。大圆海图上相同纬度处投影变形不同，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。n在大圆海图上在大圆海图上直线均代表大圆弧，定出分点可直线均代表大圆弧，定出分点可量取经纬度，再把分点经纬度转移到航用海图量取经纬度，再把分点经纬度转移到航用海图上。上。n不能用它进行推算和定位。 墨卡托海图与大圆海图的比较思考练习1、大圆海图投影方法是： A、正圆柱投影 B、圆锥投影 C、心射平面投影 D、极射平面投影2、英版大比例尺港泊图的投影方法，一般是： A、墨卡托投影 B、高斯投影 C、心射投影 D、平面图法3、大圆海图的特点是： A、等角投影 B、图上直线是大圆弧 C、子午线和纬度圈是直

39、线 D、随纬度升高变形愈大4、大圆海图的特点是： A、任意点不同方向的比例尺相等 B、纬度愈低，变形愈小 C、比例尺随离开切点距离的增大而增大 D、比例尺随纬度升高而增大5、在平面心射投影图上，连接出发点与到达点之间的直线为： A、等角航线 B、恒向线 C、大圆航线 D、双曲线位置线76第五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 n一、海图的测量 n1、测量技术发展概况 n2测量原图的比例尺 n3水深测量 77n二、海图的绘制 n三、海图坐标系 n每一张海图的绘制都应基于相应的大地坐标系。 n四、海图出版与新版 n在测量与编绘的基础上，出版新图。英版海图的出版，大致有以下几种形式： 78第

40、五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 1、测量技术的发展概况（精度、完整性）测深技术 1850年前：注重岸形，忽视水深 1864年后：测深测深锤（港口沿岸） 1935年后：回声测深仪测深 1973年后：旁扫声纳大地测量：20世纪初，通过天文观测和弧度测量 20实际60年代后，卫星测量一、海图的测量第五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 一、海图的测量2、测量原图的比例尺 测量原图比例尺基本上和出版的最大比例尺海图相同，原图比例尺的大小决定了该地区测量的精度，同时还决定了图上测深线的间距的大小港泊图比例尺一般大于1:2万，精度大于？沿岸航行图为1:10万-19万，精度？图上测深线

41、的间距在5-10mm第五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 一、海图的测量3、水深测量 在水道测量中，一般由一艘测深船沿着一系列测深线进行测深，期间如果发现不规则水深迹象就改用更大比例尺进行复验，但两条水深线之间的障碍物可能会被漏掉。所以对于有暗礁或沉船的海域采用钢索扫海的方式 测深工作的完善还受到船舶最大吃水的影响。19世纪吃水很少大于10m，1958年最大可达15m，目前最大水深甚至超过20m，以前认为安全的水域可能变的不安全了。第五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 二、海图的绘制1、根据基准纬度确定基准比例尺，在依据经纬度定出海图图区所包括的范围并计算出图幅尺寸。2、着

42、手搜集海域资料，包括大地基准点及水准测量的纪录、海图原稿、磁差资料、测量原图、其他资料。3、处理资料，确定坐标系，绘制海图 注意事项：海图上保持明显的测深线方向 要保证绘出有关危险浅滩及特殊变化水深 未经测量的位置要用空白表示第五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 三、海图的坐标系 每张海图在绘制的时候都要基于相应的大地坐标系，采用不同坐标系确定的某一位置的经纬度数值在转移到其他不同大地坐标系海图上时，必须要经过修正。SATELLITE-DERIVED POSITIONS positions obtained from satellite navigation systems,such

43、 as the Global Positioning System(GPS)Are normally referred to the World Geodetic System1984 Datum .Such position must be adjusted by 0.08minutes NORTHWARD and 0.08minutes EASTWARD beforePlotting on this chart. 第五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 三、海图的坐标系 每张海图在绘制的时候都要基于相应的大地坐标系，采用不同坐标系确定的某一位置的经纬度数值在转移到其他不同大地坐标系

44、海图上时，必须要经过修正。 POSITION To agree with adjoining chart 89 which is referred to Lisboa Datum，position read from chart 3636 should be moved 0.17minutes SOUTHWARD and 0.01minutes WESTWARD. J M I lhl 从海图上查得从海图上查得GPS船位修正的说明中有船位修正的说明中有“Latitude 1.0 Northward，Longitude 0.2 Eastward”字样。字样。GPS的经、纬度读数为：的经、纬度读数为

45、：3340.2S，1012.5W。则用于海图上定位的数据应为：则用于海图上定位的数据应为：A.3340.2S，1012.5W B.3341.2S，1012.7WC.3339.2S，1012.3W D.3340.0S，1011.5W从海图上查得从海图上查得GPS船位修正的说明中有船位修正的说明中有“Latitude 1.10 Southward，Longitude 0. 40Eastward”字样。字样。GPS的经、纬度读数为：的经、纬度读数为：3040. 2S，1512. 5W。则用于海图上定位的数据应为：。则用于海图上定位的数据应为： (期期)A. 3041. 3S，1512. 9W B.

46、3041. 3S，1512. 1W C. 3039. 2S，1512. 3W D. 3040. 0S，1511. 5W 第五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 四、海图的出版与新版1 1新图：第一次制版或全部重新制版的海图，包括四种：新图：第一次制版或全部重新制版的海图，包括四种：(1)(1)新图：新图： 指原先末制作过的某一地区的海图；或者它的指原先末制作过的某一地区的海图；或者它的比例尺及包括的海区范围及图号均以全新的面貌出现的海图。比例尺及包括的海区范围及图号均以全新的面貌出现的海图。(2)(2)新米制海图：是新图的一种，其陆地高程和水深均以米新米制海图：是新图的一种，其陆地高程

47、和水深均以米为单位。为单位。(3)(3)代替同图号的新图：对其原版进行重制，但图号保持不变。代替同图号的新图：对其原版进行重制，但图号保持不变。(4)(4)英国复制的澳大利亚和新西兰海图：英国复制的澳大利亚和新西兰海图：19631963年以后，英国取年以后，英国取得澳、新两国政府同意，有权复制该两国政府的海图以逐步得澳、新两国政府同意，有权复制该两国政府的海图以逐步替代该地区的原英版海图。替代该地区的原英版海图。 第五节第五节 海图的绘制与出版海图的绘制与出版 四、海图的出版与新版2新版图：对旧版图重新调制后出版的，大部分采用了新的测量资料。新版图图号、比例尺及所包括的地区与旧版图一样，其新版

48、日期印在海图原版日期的右侧。 我们一般认为，1972年以来，英版海图的不同修正版统称为新版。 3、改版图：或称大改正海图。内容杂而多的重要改正资料，、改版图：或称大改正海图。内容杂而多的重要改正资料，因不便用航海通告发布，或不宜由使用者自行改正，但又因不便用航海通告发布，或不宜由使用者自行改正，但又不准备全部再版，则作部分改版。不准备全部再版，则作部分改版。海图的出版、新版及作废消息均发布于海图的出版、新版及作废消息均发布于航海通告航海通告之中。之中。第六节 识图航用海图内容： 1 经纬线图网 2 航海资料：物标、地貌、地物、障碍物、助航标志、港湾设施和潮汐、潮流、海流等 海图图式：按照各自的

49、地理坐标，用一定的符号和缩写绘画到经纬线图网上第六节 识图识图中版海图：根据国家技术监督局发布的中版海图：根据国家技术监督局发布的 “海图图式海图图式”(最新版本为最新版本为 GB123191998，1999年年5月月1日实施日实施)绘制的。绘制的。 英版海图：根据英版海图英版海图：根据英版海图5011“英版海图符号与缩写英版海图符号与缩写”(Symbols and Abbreviations used on Admiralty Charts)绘制。绘制。 海图图式形式海图图式形式Symbols（符号）（符号）Abbreviations（缩写）（缩写）第六节 识图识图 海图图式：海图的海图图式

50、：海图的“文字文字”，只有懂得海图图式才能，只有懂得海图图式才能正确熟练地和充分地利用海图上的航海资料，最大限度地正确熟练地和充分地利用海图上的航海资料，最大限度地发挥海图的导航作用。发挥海图的导航作用。第六节 识识 图图一、海图的标题栏与图廓注记1、海图标题栏 说明栏，制图和用图的重要说明。 印在海图内陆处，或航行不到的水面上，特殊情况下也可能印在图廓外， 标题栏的内容：徽志、图幅地理位置、图名、比例尺及基准纬线、投影方式、深度和高程的基准面及计量单位、图式版别、基本等高距和坐标系等编图资料的说明。 禁航区、雷区、禁止抛锚区、航标、分道通航制、地磁资料等与航行安全有关的说明，有些还有对景图、

51、潮汐表、潮流表、换算表等资料第六节 识图识图一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）海图内陆处海图内陆处航行不到的水面上航行不到的水面上可能在图廓外。可能在图廓外。 1 海图标题栏海图标题栏图名图名海图比例尺海图比例尺海图投影海图投影 深度深度(高程高程)单位、基准面单位、基准面 图幅的地理位置图幅的地理位置第六节 识图识图一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）海图标题栏是海图说明栏。海图标题栏是海图说明栏。内容：内容：禁航区、雷区、禁止抛锚区、航标、分道通航制、地磁资

52、料等与航行安全有关的说海图标题栏海图标题栏第六节 识识 图图有些海图重：要物标的有些海图重：要物标的对景图对景图、潮信表、潮流表和换算表等、潮信表、潮流表和换算表等1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记94第六节 识识 图图有些还附有图区内重要物标的对景图、潮信表、潮流表和有些还附有图区内重要物标的对景图、潮信表、潮流表和换换算表算表等。等。 1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记95第六节 识识 图图有些还附有图区内重要物标的对景图、有些还附有图区内重要物标的对景图

53、、潮信表、潮信表、潮流表和换算表等资料。潮流表和换算表等资料。 1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记第六节 识识 图图&图幅的地理位置 中版海图： 总图无位置说明； 航行图取海域名称及著名的岛屿、群岛、半岛、海湾等名称，名前加所属国名一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）图幅的地理位置图幅的地理位置1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）图幅的地理位置：图幅的地理位置：1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）第六节 识识 图图&a

54、mp;图名：图幅范围/包括的主要航线n总图：以海洋区域“渤海及黄海海区”n航行图：用重要地名作起讫点“烟台港至石岛港”；当包括的地理单元当包括的地理单元相对完整时以区域命名相对完整时以区域命名“长江口附近”港湾图：一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）第六节 识识 图图&图名：图幅范围/包括的主要航线n总图：海洋区域n 航行图：重要地名/区区域命名域命名 港湾图港湾图：以其包括的：以其包括的港湾、锚地、岛屿、水港湾、锚地、岛屿、水道等道等“秦皇岛港秦皇岛港” 当当图为狭长水域时图为狭长水域时用两个地名作起讫点“吴松口至吴松

55、口至高桥港高桥港”一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）第六节 识识 图图中版：比例尺 1:50万，深度/高程基准/单位 比例尺 1:50万，深度/高程仅注单位注意：标题栏的重要说明，特别红色印刷。 禁航区、雷区、禁止抛锚区、航标、分道通航制、地磁资料等说明。一、海图标题栏和图廓注记一、海图标题栏和图廓注记1.海图标题栏（海图标题栏（chart legend）第六节 识识 图图2.图廓注记图廓注记图廓四周标注注：出版和使用的资料。图廓四周标注注：出版和使用的资料。 图廓注记主要内容：图廓注记主要内容：海图图号（海图图号（chart

56、 number） 中版海图图号中版海图图号四个角上四个角上按所地区编号按所地区编号第六节 识识 图图2.图廓注记图廓注记图廓四周标注注：出版和使用的资料。图廓四周标注注：出版和使用的资料。 图廓注记主要内容：图廓注记主要内容：海图图号（海图图号（chart number） 中版海图图号中版海图图号世界海洋总图世界海洋总图/大洋总大洋总图图：两位数字：两位数字,地理区域地理区域编排编排海区总图海区总图：三位数字，：三位数字，首位首位 “1”：北方海区“2”：东海海区“3”：南海海区后两位：地理序号后两位：地理序号第六节 识识 图图2.图廓注记图廓注记图廓四周标注注：出版和使用的资料。图廓四周标注

57、注：出版和使用的资料。 图廓注记主要内容：图廓注记主要内容：海图图号（海图图号（chart number） 中版海图图号中版海图图号世界海洋总图世界海洋总图/大洋总大洋总图图：两位数字：两位数字,海区总图海区总图：三位数字：三位数字 航行航行/港湾图港湾图 ：五位：五位前两位海区，后三位前两位海区，后三位序号序号 第六节 识识 图图2.图廓注记图廓注记海图图号（海图图号（chart number） 中版海图图号中版海图图号首位数字“1”表示辽宁省 “2”表示河北省及天津市 “3”表示山东省 “4”表示江苏省及上海市 “5”表示浙江省 “6”表示福建省 “7”表示台湾省 “8”表示广东省 “9”

58、表示广西壮族自治区 “0”表示海南省第二位数字表示表示沿海各省地级市序号第三位：表示沿海各省地级市范围内港口序号第四、五位数字表示该港图幅编号。107第六节 识识 图图2.图廓注记图廓注记图廓四周注记有许多与出版和使用海图有关的资料。图廓四周注记有许多与出版和使用海图有关的资料。 图廓注记主要内容：图廓注记主要内容：海图图号（海图图号（chart number） 中版海图图号中版海图图号英版图号：图廓外右下角和左上角。英版图号：图廓外右下角和左上角。英版图号与地区无关，按出版海时间先后编号。英版图号与地区无关，按出版海时间先后编号。 图号前缀有图号前缀有“BA”，以区别英版系列海图与其它海图。

59、，以区别英版系列海图与其它海图。印有台卡、罗兰印有台卡、罗兰C等位置线网的海图，在图号前有前缀等位置线网的海图，在图号前有前缀“L(XX)”。有些海图图号前还印有该图的国际系列图号有些海图图号前还印有该图的国际系列图号INT。 108第六节 识识 图图2.图廓注记图廓注记图廓四周注记有许多与出版和使用海图有关的资料。图廓四周注记有许多与出版和使用海图有关的资料。 内容：内容：海图图号（海图图号（chart number） 英版图号：英版图号：航行图由航行图由14999，部分图号为空号，无实际的海图，部分图号为空号，无实际的海图（作废取消暂未出新版图，或是被其它海图取代留下（作废取消暂未出新版图

60、，或是被其它海图取代留下一个空图号）。实际数量一个空图号）。实际数量3000张左右，张左右，专用图图号专用图图号5000以后以后的海图为各种。的海图为各种。109出版和发行情况（出版和发行情况（publication note） 图廓外下中间，出版和发行单位、日期、版次。图廓外下中间，出版和发行单位、日期、版次。 2000年年5月前出版的：右侧该图新版或改版月前出版的：右侧该图新版或改版日期、制版年份和印刷方法等。日期、制版年份和印刷方法等。 第六节 识识 图图110小改正（小改正（small correction） 图廓外左下角，图廓外左下角，登记自该图出版登记自该图出版后的通告年份和后的通告年份和通告号码，以备通告号码，以备查考该图是否已查考该图是否已及时改正至最新。及时改正至最新。第六节 识识 图图111小改正（小改正（small correction） 改正范围不大，内容不多，以及改正后对整个航道图的精度影响不大