航海学第二章--海图

1、航海学航海学海图海图 海图海图(chart)(chart)是地图的一种，是以海洋及其是地图的一种，是以海洋及其毗邻的陆地为描述对象，为满足航海的需要而专毗邻的陆地为描述对象，为满足航海的需要而专门绘制的一种地图。海图上详细地绘画出了航海门绘制的一种地图。海图上详细地绘画出了航海所需要的各种资料，如岸形、岛屿、浅滩、沉船所需要的各种资料，如岸形、岛屿、浅滩、沉船、水深、底质、碍航物、和助航设施等。、水深、底质、碍航物、和助航设施等。 海图是航海的重要工具之一，作用如下：海图是航海的重要工具之一，作用如下： 在航行前拟定计划航线、制订航行计划在航行前拟定计划航线、制订航行计划 航行中进行航迹推算、

2、定位、导航和避险航行中进行航迹推算、定位、导航和避险 航行后总结航行经验、发生海事后分析事故原航行后总结航行经验、发生海事后分析事故原 因、判断事故责任等因、判断事故责任等& 第一节第一节 地图投影地图投影& 第二节第二节 恒向线恒向线& 第三节第三节 墨卡托投影墨卡托投影& 第四节第四节 港泊图与大圆海图的投影方法港泊图与大圆海图的投影方法& 第五节第五节 识图识图& 第六节第六节 海图分类和使用海图分类和使用& 本章小结本章小结 第一节第一节 地地 图图 投投 影影一、比例尺与投影变形 1. 地图投影 2. 局部比例尺与基准比例尺二、

3、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地图投影地图投影v概念概念：按照按照一定的数学法则一定的数学法则，把地球表面的一部分，把地球表面的一部分或全部描述到或全部描述到平面平面上去的方法，称为地图投影。上去的方法，称为地图投影。u意义意义：因为地面上任意一点都可以用地理坐标来确定，因为地面上任意一点都可以用地理坐标来确定，所以地图投影主要就是将地面上的经纬线按一定的数学所以地图投影主要就是将地面上的经纬线按一定的数学法则绘画到平面上去，建立地图的经纬线图网。法则绘画到平面上去，建立地图的经纬线图网。 无论将地球视为圆球体或椭圆体，其表面都是不可展的无论将地球视为圆

4、球体或椭圆体，其表面都是不可展的曲面，不能无裂隙、无皱褶地将它平展开来。曲面，不能无裂隙、无皱褶地将它平展开来。 不可展曲面不可展曲面 如果按同一比例缩小：地球仪如果按同一比例缩小：地球仪 按按不同比例拉伸或压缩不同比例拉伸或压缩 （避免裂隙和皱褶）（避免裂隙和皱褶） 但不可避免产生投影变形（长度、角度、面积变形）但不可避免产生投影变形（长度、角度、面积变形） ：平面图：平面图 局部比例尺与基准比例尺局部比例尺与基准比例尺1.1.局部比例尺局部比例尺v 概念：设概念：设A A为地面上任意一点，在它的某个方向上有线段为地面上任意一点，在它的某个方向上有线段ABAB，如果将它投影到地图上去，变成图

5、上线段如果将它投影到地图上去，变成图上线段abab，则该地图在，则该地图在A A点的这点的这个方向的比例尺个方向的比例尺(C)(C)为为: :u局部比例尺在投影变形中表现方式：局部比例尺在投影变形中表现方式： 由于存在投影变形，同一张图上各点局部比例尺可能都不相同；由于存在投影变形，同一张图上各点局部比例尺可能都不相同； 有时，同一点各个方向的局部比例尺也各不相同。有时，同一点各个方向的局部比例尺也各不相同。 局部比例尺在投影中的变化，可以反映出地图投影变形的特点：局部比例尺在投影中的变化，可以反映出地图投影变形的特点： l 如图上某点各个方向的局部比例尺相等，则该图在这点上能够如图上某点各个

6、方向的局部比例尺相等，则该图在这点上能够保持与地面对应处形状相似，并在这一点上能够保持角度不变，保持与地面对应处形状相似，并在这一点上能够保持角度不变，这在地图投影中称为这在地图投影中称为正形或等角投影正形或等角投影，如墨卡托海图投影等。，如墨卡托海图投影等。l 相反，如果地图上某点各个方向的局部比例尺不相等，则该图相反，如果地图上某点各个方向的局部比例尺不相等，则该图在这一点上就不能保持正形或等角。在这一点上就不能保持正形或等角。ABablimC0AB 这种比例尺就叫局部比例尺这种比例尺就叫局部比例尺 局部比例尺与基准比例尺局部比例尺与基准比例尺v概念：一般地图上注明的比例尺，称为普通比例尺

7、。概念：一般地图上注明的比例尺，称为普通比例尺。u 局部比例尺的取值方法：局部比例尺的取值方法： 可能是图上各个局部比例尺的平均值；可能是图上各个局部比例尺的平均值； 或是图上某点或某线的局部比例尺。或是图上某点或某线的局部比例尺。航海上，有时为了便于几张海图联合起来使用，常取航海上，有时为了便于几张海图联合起来使用，常取某点或某线的局部比例尺，作为几张图共同的基准比某点或某线的局部比例尺，作为几张图共同的基准比例尺，此时，上述的基准点或基准线可能不在某张图例尺，此时，上述的基准点或基准线可能不在某张图的图区覆盖范围内。的图区覆盖范围内。 局部比例尺与基准比例尺局部比例尺与基准比例尺3. 比例

8、尺的表示方法：比例尺的表示方法：数字比例尺：用数字比例尺：用1 1和若干数字的比例来表示，例如和若干数字的比例来表示，例如 1:300 0001:300 000或或1 1300 000300 000长度等于地面上长度等于地面上3030万个相同单位的长度。万个相同单位的长度。它表示图上基准点处，一个单位它表示图上基准点处，一个单位数字比例尺的分母数值越大，则比例尺越小；数字比例尺的分母数值越大，则比例尺越小； 反之，分母数值越小，则比例尺越大。反之，分母数值越小，则比例尺越大。直线比例尺：如直线比例尺：如200020040060080010001012345cable它一般用比例图尺绘画在海图标

9、题栏内或图边适当的地方。它一般用比例图尺绘画在海图标题栏内或图边适当的地方。 局部比例尺与基准比例尺局部比例尺与基准比例尺4.4.海图比例尺与海图极限精度海图比例尺与海图极限精度v 海图的极限精度海图的极限精度：当实地水平长度按比例尺缩绘到地图上时，：当实地水平长度按比例尺缩绘到地图上时，不可避免地会产生绘画误差。通常，正常人的眼睛只能够分辨清不可避免地会产生绘画误差。通常，正常人的眼睛只能够分辨清楚图上大于楚图上大于0.1mm0.1mm间距的两点，也就是说绘画海图的误差一般也间距的两点，也就是说绘画海图的误差一般也不会小于不会小于0.1mm0.1mm。这种相当于海图上。这种相当于海图上0.1

10、mm0.1mm所代表的实地水平长度，所代表的实地水平长度，叫做比例尺的精度，或叫做海图的极限精度。下面是一个海图比叫做比例尺的精度，或叫做海图的极限精度。下面是一个海图比例尺与极限精度的对照图表：例尺与极限精度的对照图表：海图比例尺海图比例尺极限精度（米）极限精度（米）1:3 000 0001:3 000 0003003001:1 000 000 1:1 000 000 1:2 990 0001:2 990 000100 100 2992991:200 000 1:200 000 1:990 0001:990 00020 20 99991:100 000 1:100 000 1:190 000

11、1:190 00010 10 19191:20 000 1:20 000 1:90 0001:90 0002 2 9 91:20 0001:20 0002 2 局部比例尺与基准比例尺局部比例尺与基准比例尺海图比例尺大小的意义：海图比例尺大小的意义：决定海图的制图精度决定海图的制图精度：海图比例尺越小，海图的精度越差。：海图比例尺越小，海图的精度越差。决定海图作业的最高精度决定海图作业的最高精度：比例尺越小，海图作业精度越差，比例尺越小，海图作业精度越差，其在数值上等于海图极限精度的其在数值上等于海图极限精度的2倍。倍。在海图作业中，用削在海图作业中，用削尖的铅笔尖在图上画一小点，其直径最小也有

12、尖的铅笔尖在图上画一小点，其直径最小也有0.2mm0.2mm，这是，这是海图作业时能够分辨和量出的最小距离。例如：在比例尺为海图作业时能够分辨和量出的最小距离。例如：在比例尺为1:300 0001:300 000的海图上，的海图上，0.2mm0.2mm代表地表面的距离是代表地表面的距离是0.2mm X 3 0.2mm X 3 000 000 = 600m,000 000 = 600m,它说明在该图上进行海图作业的极限精度它说明在该图上进行海图作业的极限精度为为600m600m，即在该海图上不可能量出小于，即在该海图上不可能量出小于600m600m的长度来。的长度来。比例尺越大，图上所绘制比例尺

13、越大，图上所绘制的资料越详细、准确，海图的可靠性程度就越高。的资料越详细、准确，海图的可靠性程度就越高。因此，在进行海图作业时，应根据航区的特因此，在进行海图作业时，应根据航区的特点，尽可能选择较大比例尺的海图，以便能够获得点，尽可能选择较大比例尺的海图，以便能够获得更详细的航海资料和提高海图作业精度。更详细的航海资料和提高海图作业精度。 地图投影分类地图投影分类按 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按投影变形的性质分类按投影变形的性质分类等角投影（又称正形投影）等角投影（又称正形投影）vv概念概念：等角投影：

14、等角投影是图上无限小的局部图像与地面上相对应的是图上无限小的局部图像与地面上相对应的地形保持相似的一种投影方法。地形保持相似的一种投影方法。uu等角投影的特点等角投影的特点： 局部相似：在等角投影图上，任意点各个方向的局部比例尺局部相似：在等角投影图上，任意点各个方向的局部比例尺相相 等，能保持图上无限小的局部图像与地面上对应等，能保持图上无限小的局部图像与地面上对应 的形状相似的形状相似，即地面上一个微分圆，投影到图上，即地面上一个微分圆，投影到图上 仍能保持是个圆，或者说地面上某地的一个角度仍能保持是个圆，或者说地面上某地的一个角度, 投影到图上后仍能保持其角度的大小不变。投影到图上后仍能保持其角度的大小不变。 整体变形：由于图上不同地点的局部比例尺随经、纬度的变整体变形：由于图上不同地点的局部比例尺随经、纬度的变动动 而变化，即从整体来说，地图的形状仍会有变形而变化，即从整体来说，地图的形状仍会有变形. . 例如：在地面上不同地点的两个相同大小的微分例如：在地面上不同地点的两个相同大小的微分 圆，在等角投影图上可能被绘画成两个不同大小圆，在等角投影图上可能被绘画成两个不同大小 的圆。的圆。按投影变形的性质分类按投影变形的性质分类等积投影等积投影vv概念概念：等积投影：等积