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海图识图常识---海图的定义及其与地图的联系和区别、海图的功能和用途

2022-3-7 14:45 · 开始远航
来自: 山东

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本帖最后由 小虫宁宁 于 2022-3-8 15:29 编辑

海图的定义及其与地图的联系和区别

1 什么叫海图?
       我们认识一个事物,总希望给它下个科学严谨的定义。那什么是海图呢?要正确地回答这个问题,并不是一件容易的事情。不同年代的教科书对于这个问题有不同的解释,这是很自然的事情,因为时代变化了,生产海图的理论和技术也必然会发生变化,人们对于海图的认识也就随之而变。就算同一时期,在不同的教材和书籍上,由于作者世界观的不同,对于海图也有不同的解释。为了帮助大家认识这个问题,我们先一起看看一些教材中对海图是如何定义的。
       海图是以海洋为描述对象的地图。一《海图学概论》
       海图是海洋空间信息的载体和信息的传输工具。它浓缩和储存了大量的空间信息,如位置信息、属性信息、拓扑信息等,这些信息又能通过计算机和图形输出设备,以人们易接受的图形符号形式传递给用户。一《海图绘制》
       海图是根据特定的数学法则,使用海图符号系统,经过制图综合,将地球表面的海部及其毗邻的陆部缩绘于平面上,以反映各种自然现象和社会现象的空间分布、相互联系及其发展变化的图形或图件。一《海图绘制》
       海图是根据一定数学法则,将地球表面的海洋及其连接的陆地部分,以符号、文字和颜色相配合,经过制图综合绘于平面上,并反映出各种自然现象和社会经济现象的地理分布与相互关系的一种科学作品。它是地图的一个分支,以海洋为主要描写对象。一《航海图书出版指南》
       按照一定的数学法则,将地球表面的海洋及其毗邻的陆地部分的空间信息,经过科学的制图综合后,以人类最终可以感知的方式缩小表示在一定的载体上的图形模型,用以满足人们对地理信息的需求。一《海图学》
       The chart,a kind of map in which ocean is described as the main object,includes the nautical chart,bathymetric chart and a variety of special-purpose charts.一IHO(译注:海图是地图的一种,以海洋为主要描述对象,包括航海图、海底地形图和各种专用图。一国际海道测量组织)
      以上六个定义中,尽管对海图概念的描述不完全相同,但实质上都是一样的,都从不同角度反映了作者对海图定义的认识。这里,我们不去机械地给海图下个定义,而是让大家从海图与地图的联系与区别中来理解海图的定义。

2 海图与地图有哪些联系和区别?

(1)海图与地图有哪些联系?
     海图是地图的一个重要分支。海图起源于地图,后来慢慢从地图中脱胎分离出来,但它还留有地图的烙印,因此它与地图一样仍然具有三个基本特性:
      第一,具有特定的数学基础。地球表面近似于椭球面,这个曲面在数学上叫做不可展曲面。什么是不可展曲面?打个比方,我们食用的橘子表面就是不可展曲面,如果将橘子皮压平,必然会出现许多裂缝或重叠。地球表面是个不规则曲面,而海图是一个平面,怎样将地球面上的要素描写到平面上来呢?必须借助于数学方法来解决,即地图投影。通常以经纬线为控制,将制图要素缩绘到平面上。
      海图投影就是建立地球椭球体面上点的经纬度和其在平面上的直角坐标之间的对应数学关系,投影的结果使曲面上的点变成了平面上的点,虽不能做到制图区域内的所有点都无任何误差,但能精确计算并控制投影后的误差大小。这样就大大提高了海图的科学性。
       第二,具有科学的制图综合理论。地表物体繁多庞杂,一张标准的海图图积约为98m x68m。这样,我们就无法把制图区域内的所有物体都表示到一张海图上。要解决制图区域内地表物体繁多与纸张尺寸有限而无法表示全部要素之间的矛盾,只有通过“制图综合”来解决。制图综合的核心就是取舍、概括和化简。根据海图用途(选取相关的内容)、比例尺(大小决定要素取舍多少)和制图区域特点(疏密程度)进行综合取舍,即舍去次要的、无用的物体,保留重要的、有用的物体表示在海图上。对于保留在图上的要素,有时根据其尺寸大小也要进行图形形状上的化简和概括。
       第三,采用科学的符号系统。人们在阅读各种资料时,必须要熟悉资料中所运用的语言:同理,要认识海图,必须要借助海图语言。我们把海图语言,称为海图符号。这种符号可以是图解的,也可以是文字的。海图符号不同于一般的照片、图画等,它具有构图简单、表现力强等优点。与航空相片,卫星相片、图画等相比,海图符号具有下列优越性:
1.经过较大程度缩小后,航空相片一般已不能清楚显示地表的影像,但海图符号仍可使地表物体具有清晰的轮廓图像:
2.地面上形体较小但较重要的物体,如三角点、水准点、泉水等,相片上不易发现,但海图上则可根据需要清楚表示:
3.事物的性质在像片上不易识别,如海水的盐度、温度、密度、海岸的性质、坡度等,但在毒图上则可通过符号系统使其一目了然:
4.地面上一些受遮挡的地物,在相片上无法显示,但在海图上则可达到一览无余的效果,如植被覆盖下的地形、道路隧道、地下建筑物以及水的深度、海底地形等:
5.许多人文要素相片上根本无法显示,但在海图上则可清楚表达。如行政区划界线、居民地人口数量等。海图符号还可以表示无形的或看不见的现象(即抽象物体),如海流的流向、磁偏角、重力场等。
      由于采用了符号系统,极大丰富了海图的内容,使海图直观易读,一目了然。这是写景图、图片、对景图等其他表示方法所不能替代的。
      海图符号不仅比写景图、图片、对景图等其他表示制图物体的方法更优越,而且与普通的文字相比,也具有下列优点:
      1.形象直观。海图上所表示的内容形象直观,一目了然。通过符号系统,海图不仅可以直接获得制图对象的形象特征和分布规律,而且还能显示现象之间的相互联系,以及制图对象在空间与时间中的变化。这种直观感受的效果是文字语言所达不到的。尤其海图能展示很大范围的空间,便于研究较大范围甚至全球性的规律。
      2.方位准确。由于海图具有严格的地理坐标系统和测绘控制基础,通过符号系统,海图能正确反映制图对象的空间地理位置,海图图形与实地制图对象具有相对应的形状、相互位置和空间结构,因此可以根据海图确定任何地面对象的位置,判断方位。而单纯用文字描述则非常抽象。
      3.几何精确。海图不仅建立在严格的数学基础之上,而且由于采用科学的符号系统在海图生产过程中可以采取一系列技术措施,保证海图各要素的精度。从海图上清晰的符号或符号之间可以取得各种数量指标,如量算制图对象的地理坐标、长度、面积、方向、坡度等,从而能够准确计算和解决军事上和海洋工程技术上的许多具体任务。用文字叙述则难以达到这样的效果。

(2)海图与地图有哪些区别?
      海图的主要描述对象是海洋,这是海图区别于其他图种的重要方面。上面说过,海图从地图中慢慢分离出来,仍然保持着地图的基本特性,但在其发展过程中,根据用图者的需要,又融入了新的内容,形成了自己独有的风格、传统,具有自身的特点。
海图的描绘对象主要是海洋及其毗邻的陆地,而且水域为主,陆地为辅。海洋与陆地最大的不同在于海底之上覆盖着一层海水。在海洋各处,海水有不同的深度,有不同的温度,盐度,密度和透明度。由于天文、气象、地壳运动等诸多因素影响,引起海水在上下、前后方向上不停地运动,如垂直运动的潮汐现象,水平运动的潮流、海流以及海啸、波浪、旋涡等。
       又由于光在水中传播的性质,使光学测量仪器在海洋测量中的应用效果较差。这就使得获取海洋数据的手段和方式有别于陆地:其一,陆地地形测量主要用光学仪器,海洋地形测量主要用声学仪器:其二,陆地地形测量的常规方法是采用实地地形测量和航空摄影测量的方法,而海洋地形测量的常规方法则是利用船艇进行海洋水深测量:其三,陆地测量定位精度高,而海洋测量定位精度低。由于仪器、方法、精度的不同,使测量的外业成果的形式也不同。陆地测量的外业成果主要是图形资料,而海洋测量的外业成果主要是记录纸、磁带、文字数据。这就导致了海图与陆地地图在成图方式和过程方面的不同。
       当然,差别更大的还是海图的内容及其表示方法。由于海水的覆盖,人类对海洋的改造和利用大大有别于陆地,导致海洋信息与陆地信息有较大差别,引起了海图和陆图在内容和表示方法上的不同。首先,在内容上,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主要内容,而海图的内容主要以海岸、海底地貌、航行障碍物、助航设备、水文和各种界线等六大要素为主;其次,在表示方法上,与陆图相比,海图有下列显著的特点:

第一,选用墨卡托投影(即等角正圆柱投影)作为制图投影,以利于航船等角航行时进行海图作业:
第二,海图的比例尺系列一般不固定,往往根据海图用途和制图区域而定:
第三,深度起算面不是平均海面,而选用有利于航海安全的特定深度基准面:
第四,分幅主要沿海岸线或航线划分,邻幅间有供航行换图时所必需的较大重叠部分(叠幅):
第五,为适应分幅的特点,海图有自己特有的编号系统:
第六,海图与陆图在要素取舍等方面的制图综合原则,因内容差异甚大和用途不同而有所区别:
第七,海图有自己的符号系统,且有专门的海图图式(海图上有许多陆图上没有的地物,即使相同的地物,符号也不一定相同);第人,采用航海通告进行海图改正等独特的更新方式,能够及时、不间断地进行更新,保持其现势性,确保船舶航行安全。
      上面我们首先给出了海图的一些定义,然后又介绍了海图与陆图的联系与区别,读者对海图的概念也有了大概的了解,那么,就请读者根据自己的理解,也给海图下个定义吧。

海图的功能和用途
1 海图有哪些功能?
     国外一位制图学家在描述地图的功能时曾用过这样一句精辟的语句“没有制图,就没有希望(No cartography,No hope)”。随着测绘技术的发展和人类对海洋开发活动的不断深入,海图的功能越来越齐全,海图的应用越来越广泛,因此,可以说,“没有海图,就没有希望(ohat,No hope)”。概括起来,现代海图主要具有以下四种基本功能:
      第一,海图是海洋区域的空间模型。模型,是指根据实物,经过假想或设计,按比例制成的同实物相似的物体。像我们平时所使用的楼盘建筑模型、作战训练用的沙盘就是地理环境的空间模型。那么为什么说海图是空间模型呢?由于海图具有严格的数学基础、利用了符号系统、采用了制图综合的手段,表示出了相应海洋区域制图现象的空间分布及其相互关系,因此,海图可以看作是一种简化了的和抽象了的空间模型。同理,现在的数字地球、数字海洋、数字地形模型(DTM)、数字高程模型(DEM)等也是海洋区域的空间模型。
       第二,海图是海洋信息的载体。海图以图形、文字等形式表达、储存和传输空间信息。
      海图信息有直接信息和间接信息两种。直接信息是海图符号直接表示的信息,人们通过读图可直接获得:间接信息要经过对图面上的直接信息进行分析破译而获取。如,符号、水深等是直接信息,而罗经圈上的磁偏量则是间接信息。
       海图作为信息的载体,可载附在不同的介质上,主要的介质有纸张、磁带、磁盘、光盘、网格等。目前最主要的还是纸张。海图存储介质的多样化,也促进了海图产品多样化的发展,如纸质海图、电子海图、数字海图等。
      第三,海图是海洋信息的传输工具。信息论是现代通讯技术和电子计算技术中用到的概念和理论,20世纪下半叶被引进海图学中,形成了海图信息论。其主要研究以海图图形获得、传递、转换、贮存和分析利用空间信息的理论。海图就是空间信息的图形传递形式,是信息传输工具。
      首先,由制图者(发送信息者)把对客观世界(制图对象)的认识加以选择、分类、简化等信息处理,经过符号化(编码)制成海图。然后,通过海图(通道)将信息传输给用图者(信息接收者),用图者经过符号识别(泽码),同时通过对海图的分析和解译,形成对客观世界(制图对象)的认识。
      第四,海图是海洋分析的依据。海图上所载负的是海洋空间模型,是海洋地理信息,在海图上能直观反映出制图物体的数量特征、质量特征和各种现象的分布规律及其相互关系,因此,海图在海洋学和其他学科研究中,自然会作为海洋分析的依据。主要体现在下列方面:
      利用海图进行量测和数理统计,可以获取制图现象的数量概念(如长度、高度、面积等)、数量特征(如梯度变化、平均值等)以及多变量现象变化趋势等概念:
       利用海图进行图形分析和规律分析,可以分析事物的质量特征(如事物的种类、形状物理性质等);通过对比分析和相关分析的方法,可以研究现象间的相互联系,相互作用,以及变化规律等。

2 海图有哪些用途?
      21世纪是海洋的世纪,人类对于海洋的开发利用越来越频繁,各行各业对海图的需求量也越来越大。海图广泛应用于军事、经济、科研和政治等领域,具体体现在以下几个方面:
(1)在国防事业上有哪些用途?
      在军事上,海图是各级指挥机关研究海区特点,制定训练,作战计划和组织指挥合成军队登陆与抗登陆作战的重要依据,是舰船航行、训练、作战的重要资料。海军的一切训练、作战任务和各种海上活动都离不开海图,领导机关制定作战计划、舰艇部队在海上执行任务、海上军事工程和设施施工、构建数字海洋和海战场环境都离不开海图。因此,海图在国防中的地位越来越重要。过去海图对于作战的保障是间接的和被动的,而现在则是主动的和直接的,海图是作战软件最基本的平台,许多作战软件往往是在海图上叠加一些与作战有关的要素,就可以形成一些作战软件。商业航行有比较固定的习惯航线,而海军作战训练不可能有固定的航线,作战的战场也不可能由单方面去选择,随意性较大,因而,作为海战场环境建设的重要内容之一的海图资料必须遍及整个海域。二战后期,盟军在法国西北部诺曼底地区登陆一战,仅美国海道测量局就给参战部队发放了28万多张海图:在海湾战争中,美国海道测量局曾向作战的多国部队发放了数万张海图:在空袭南联盟的作战中,美国除向作战复挺、航母等提供海图及航海资料外,还利用电子地图,实时显示飞机轰炸结果,以便及时调整轰炸目标。
(2)在国民经济建设上有哪些用途?
      在国民经济建设中,发展海上交通、开展国际贸易、开采海洋资源、实施海洋工程施工进行海上捕捞与养殖等都离不开海图,海图已经成为促进各国政治、经济、文化交流不可缺少的工具。具体来说:
       海洋运输海上运输比陆运和空运便宜,因此,航海业历来十分繁荣。据统计,如按吨位计算,90%的世界贸易由船运输。而航海图对于船舶航行提供了安全保障,因此,世界海道测量组织(H0)指定每年的6月21日为“世界海道测量日”,并得到了联合国的批准。2006年首个“世界海道测量日”的主题是:H0对世界航行安全贡献的85年。海图素有
“航海人员的眼睛”之称。海图在航海上的作用主要体现在以下几个方面:第一,研究海区。
      利用海图,研究海区的自然条件和航行条件,如航线的选择,导航目标的利用,避险方法,航道的深度、宽度,港口、锚地的自然条件和人文条件,码头、泊位、设施等情况,海区的水文条件、底质及气象条件等。第二,制定航行计划。船舶出航前需要制定航海计划,以便作为海上航行的依据。包括拟定航线、航程、选择所需的各种海图,进行气象及海况预报,推算海区时、潮高等,其中,拟定航线是制定航行计划的主要内容。第三,海上航行。海上航行包括沿岸航行、近海航行、大洋航行、狭水道航行、岛礁区航行及其他特殊条件下的航行。所有这些航行都要根据海图所提供的各种信息来进行导航。第四,进出港湾锚地。港口、海湾和锚地是船帕驻泊、避风的基地,船舶出人港湾、停靠码头和选择锚位,都需要海图提供的导航目标以及掌握港湾错地的自然地理条件和人文环境。第五,航行中的海图作业。海图作业是保证船舶按计划航行的基本工作。由于船舶在海上航行时受到风压、流压等影响会偏离计划航线,为保证船舶在预定的计划航线上航行,需要经常测定船位、修正偏差和在海图上标绘航迹线。当船舶从一个航向转为另一个航向时,航海人员只需要根据海图求出开始转向点,转向终点,并标出船舶转向的航迹。


      海上捕捞与养殖业  现在渔船作业范围已经扩展到远海、远洋,渔业对海图的需求数量越来越多。水产养殖业的规划、分布等都需要海图保障。
       海洋资源开发   海洋资源主要包括海洋生物资源、海底矿产资源和各种海洋能源。在开发海洋资源的过程中,需要绘制海底地形图、海洋地质构造图、海洋重力图和海洋磁力图,这些图件成为开发海洋矿产资源的基本用图。
       海洋工程建设   海洋工程包括海底工程、海岸工程、海上工程及其他各种航务工程。海图是海洋工程设计和实施规划的基本图件,如海港建设、开辟新航道、铺设海底电缆和管线、搭建油井平台、开凿海底隧道等都离不开海底地形图、海底地质构造图、海底沉积物等图。
通过海图可初步掌握工程所需的海洋地质、水文等情况,以便对工程进行规划和设计。

(3)在科学研究上有哪些用途?
      在科学研究中,科学工作者探索海洋奥秘、研究海洋情况,也都需要海图。具体来说,海图是研究海洋地理和海洋地质等自然现象变化规律的重要资料,如利用海洋重力图的数据,可以确定海底地壳各种岩层质量分布的不均匀性:海图是历史研究,尤其是航海史和地名演变研究的重要资料:海图是海洋及相关学科研究的海图制图的科学作品,也是精神文明教育的材料。


(4)在其他方面有哪些用途?
      在政治斗争中,进行海洋划界、执行海洋法、解决海事纠纷等也离不开海图。
      在国际事务交往中,需要相应比例尺的精确海图为依据;在国际政治、文化、科技交流中,海图可以发挥媒介作用:
      在目前最为热点的海洋划界中,必须有合适的海图。在国际海洋划界实战中,所用图件主要使用海图,有些划界协议使用一个国家的海图,有些使用两个国家的海图。所用海图的比例尺也不尽相同。例如:1974年日本和韩国划界使用的图是日本海洋安全局的海图1975年坦桑尼亚和肯尼亚领海划界使用1:25000比例尺的海图。领海基线的确定,标定国界等都需要在海图上进行。
      海事纠纷的解决,也离不开海图。海上交通事故的裁定,水产养殖与捕鱼纠纷的解决都需要借助海图来进行。

大家蛇年愉快!

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海图的定义及其与地图的联系和区别

1 什么叫海图?
       我们认识一个事物,总希望给它下个科学严谨的定义。那什么是海图呢?要正确地回答这个问题,并不是一件容易的事情。不同年代的教科书对于这个问题有不同的解释,这是很自然的事情,因为时代变化了,生产海图的理论和技术也必然会发生变化,人们对于海图的认识也就随之而变。就算同一时期,在不同的教材和书籍上,由于作者世界观的不同,对于海图也有不同的解释。为了帮助大家认识这个问题,我们先一起看看一些教材中对海图是如何定义的。
       海图是以海洋为描述对象的地图。一《海图学概论》
       海图是海洋空间信息的载体和信息的传输工具。它浓缩和储存了大量的空间信息,如位置信息、属性信息、拓扑信息等,这些信息又能通过计算机和图形输出设备,以人们易接受的图形符号形式传递给用户。一《海图绘制》
       海图是根据特定的数学法则,使用海图符号系统,经过制图综合,将地球表面的海部及其毗邻的陆部缩绘于平面上,以反映各种自然现象和社会现象的空间分布、相互联系及其发展变化的图形或图件。一《海图绘制》
       海图是根据一定数学法则,将地球表面的海洋及其连接的陆地部分,以符号、文字和颜色相配合,经过制图综合绘于平面上,并反映出各种自然现象和社会经济现象的地理分布与相互关系的一种科学作品。它是地图的一个分支,以海洋为主要描写对象。一《航海图书出版指南》
       按照一定的数学法则,将地球表面的海洋及其毗邻的陆地部分的空间信息,经过科学的制图综合后,以人类最终可以感知的方式缩小表示在一定的载体上的图形模型,用以满足人们对地理信息的需求。一《海图学》
       The chart,a kind of map in which ocean is described as the main object,includes the nautical chart,bathymetric chart and a variety of special-purpose charts.一IHO(译注:海图是地图的一种,以海洋为主要描述对象,包括航海图、海底地形图和各种专用图。一国际海道测量组织)
      以上六个定义中,尽管对海图概念的描述不完全相同,但实质上都是一样的,都从不同角度反映了作者对海图定义的认识。这里,我们不去机械地给海图下个定义,而是让大家从海图与地图的联系与区别中来理解海图的定义。

2 海图与地图有哪些联系和区别?

(1)海图与地图有哪些联系?
     海图是地图的一个重要分支。海图起源于地图,后来慢慢从地图中脱胎分离出来,但它还留有地图的烙印,因此它与地图一样仍然具有三个基本特性:
      第一,具有特定的数学基础。地球表面近似于椭球面,这个曲面在数学上叫做不可展曲面。什么是不可展曲面?打个比方,我们食用的橘子表面就是不可展曲面,如果将橘子皮压平,必然会出现许多裂缝或重叠。地球表面是个不规则曲面,而海图是一个平面,怎样将地球面上的要素描写到平面上来呢?必须借助于数学方法来解决,即地图投影。通常以经纬线为控制,将制图要素缩绘到平面上。
      海图投影就是建立地球椭球体面上点的经纬度和其在平面上的直角坐标之间的对应数学关系,投影的结果使曲面上的点变成了平面上的点,虽不能做到制图区域内的所有点都无任何误差,但能精确计算并控制投影后的误差大小。这样就大大提高了海图的科学性。
       第二,具有科学的制图综合理论。地表物体繁多庞杂,一张标准的海图图积约为98m x68m。这样,我们就无法把制图区域内的所有物体都表示到一张海图上。要解决制图区域内地表物体繁多与纸张尺寸有限而无法表示全部要素之间的矛盾,只有通过“制图综合”来解决。制图综合的核心就是取舍、概括和化简。根据海图用途(选取相关的内容)、比例尺(大小决定要素取舍多少)和制图区域特点(疏密程度)进行综合取舍,即舍去次要的、无用的物体,保留重要的、有用的物体表示在海图上。对于保留在图上的要素,有时根据其尺寸大小也要进行图形形状上的化简和概括。
       第三,采用科学的符号系统。人们在阅读各种资料时,必须要熟悉资料中所运用的语言:同理,要认识海图,必须要借助海图语言。我们把海图语言,称为海图符号。这种符号可以是图解的,也可以是文字的。海图符号不同于一般的照片、图画等,它具有构图简单、表现力强等优点。与航空相片,卫星相片、图画等相比,海图符号具有下列优越性:
1.经过较大程度缩小后,航空相片一般已不能清楚显示地表的影像,但海图符号仍可使地表物体具有清晰的轮廓图像:
2.地面上形体较小但较重要的物体,如三角点、水准点、泉水等,相片上不易发现,但海图上则可根据需要清楚表示:
3.事物的性质在像片上不易识别,如海水的盐度、温度、密度、海岸的性质、坡度等,但在毒图上则可通过符号系统使其一目了然:
4.地面上一些受遮挡的地物,在相片上无法显示,但在海图上则可达到一览无余的效果,如植被覆盖下的地形、道路隧道、地下建筑物以及水的深度、海底地形等:
5.许多人文要素相片上根本无法显示,但在海图上则可清楚表达。如行政区划界线、居民地人口数量等。海图符号还可以表示无形的或看不见的现象(即抽象物体),如海流的流向、磁偏角、重力场等。
      由于采用了符号系统,极大丰富了海图的内容,使海图直观易读,一目了然。这是写景图、图片、对景图等其他表示方法所不能替代的。
      海图符号不仅比写景图、图片、对景图等其他表示制图物体的方法更优越,而且与普通的文字相比,也具有下列优点:
      1.形象直观。海图上所表示的内容形象直观,一目了然。通过符号系统,海图不仅可以直接获得制图对象的形象特征和分布规律,而且还能显示现象之间的相互联系,以及制图对象在空间与时间中的变化。这种直观感受的效果是文字语言所达不到的。尤其海图能展示很大范围的空间,便于研究较大范围甚至全球性的规律。
      2.方位准确。由于海图具有严格的地理坐标系统和测绘控制基础,通过符号系统,海图能正确反映制图对象的空间地理位置,海图图形与实地制图对象具有相对应的形状、相互位置和空间结构,因此可以根据海图确定任何地面对象的位置,判断方位。而单纯用文字描述则非常抽象。
      3.几何精确。海图不仅建立在严格的数学基础之上,而且由于采用科学的符号系统在海图生产过程中可以采取一系列技术措施,保证海图各要素的精度。从海图上清晰的符号或符号之间可以取得各种数量指标,如量算制图对象的地理坐标、长度、面积、方向、坡度等,从而能够准确计算和解决军事上和海洋工程技术上的许多具体任务。用文字叙述则难以达到这样的效果。

(2)海图与地图有哪些区别?
      海图的主要描述对象是海洋,这是海图区别于其他图种的重要方面。上面说过,海图从地图中慢慢分离出来,仍然保持着地图的基本特性,但在其发展过程中,根据用图者的需要,又融入了新的内容,形成了自己独有的风格、传统,具有自身的特点。
海图的描绘对象主要是海洋及其毗邻的陆地,而且水域为主,陆地为辅。海洋与陆地最大的不同在于海底之上覆盖着一层海水。在海洋各处,海水有不同的深度,有不同的温度,盐度,密度和透明度。由于天文、气象、地壳运动等诸多因素影响,引起海水在上下、前后方向上不停地运动,如垂直运动的潮汐现象,水平运动的潮流、海流以及海啸、波浪、旋涡等。
       又由于光在水中传播的性质,使光学测量仪器在海洋测量中的应用效果较差。这就使得获取海洋数据的手段和方式有别于陆地:其一,陆地地形测量主要用光学仪器,海洋地形测量主要用声学仪器:其二,陆地地形测量的常规方法是采用实地地形测量和航空摄影测量的方法,而海洋地形测量的常规方法则是利用船艇进行海洋水深测量:其三,陆地测量定位精度高,而海洋测量定位精度低。由于仪器、方法、精度的不同,使测量的外业成果的形式也不同。陆地测量的外业成果主要是图形资料,而海洋测量的外业成果主要是记录纸、磁带、文字数据。这就导致了海图与陆地地图在成图方式和过程方面的不同。
       当然,差别更大的还是海图的内容及其表示方法。由于海水的覆盖,人类对海洋的改造和利用大大有别于陆地,导致海洋信息与陆地信息有较大差别,引起了海图和陆图在内容和表示方法上的不同。首先,在内容上,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主要内容,而海图的内容主要以海岸、海底地貌、航行障碍物、助航设备、水文和各种界线等六大要素为主;其次,在表示方法上,与陆图相比,海图有下列显著的特点:

第一,选用墨卡托投影(即等角正圆柱投影)作为制图投影,以利于航船等角航行时进行海图作业:
第二,海图的比例尺系列一般不固定,往往根据海图用途和制图区域而定:
第三,深度起算面不是平均海面,而选用有利于航海安全的特定深度基准面:
第四,分幅主要沿海岸线或航线划分,邻幅间有供航行换图时所必需的较大重叠部分(叠幅):
第五,为适应分幅的特点,海图有自己特有的编号系统:
第六,海图与陆图在要素取舍等方面的制图综合原则,因内容差异甚大和用途不同而有所区别:
第七,海图有自己的符号系统,且有专门的海图图式(海图上有许多陆图上没有的地物,即使相同的地物,符号也不一定相同);第人,采用航海通告进行海图改正等独特的更新方式,能够及时、不间断地进行更新,保持其现势性,确保船舶航行安全。
      上面我们首先给出了海图的一些定义,然后又介绍了海图与陆图的联系与区别,读者对海图的概念也有了大概的了解,那么,就请读者根据自己的理解,也给海图下个定义吧。

海图的功能和用途
1 海图有哪些功能?
     国外一位制图学家在描述地图的功能时曾用过这样一句精辟的语句“没有制图,就没有希望(No cartography,No hope)”。随着测绘技术的发展和人类对海洋开发活动的不断深入,海图的功能越来越齐全,海图的应用越来越广泛,因此,可以说,“没有海图,就没有希望(ohat,No hope)”。概括起来,现代海图主要具有以下四种基本功能:
      第一,海图是海洋区域的空间模型。模型,是指根据实物,经过假想或设计,按比例制成的同实物相似的物体。像我们平时所使用的楼盘建筑模型、作战训练用的沙盘就是地理环境的空间模型。那么为什么说海图是空间模型呢?由于海图具有严格的数学基础、利用了符号系统、采用了制图综合的手段,表示出了相应海洋区域制图现象的空间分布及其相互关系,因此,海图可以看作是一种简化了的和抽象了的空间模型。同理,现在的数字地球、数字海洋、数字地形模型(DTM)、数字高程模型(DEM)等也是海洋区域的空间模型。
       第二,海图是海洋信息的载体。海图以图形、文字等形式表达、储存和传输空间信息。
      海图信息有直接信息和间接信息两种。直接信息是海图符号直接表示的信息,人们通过读图可直接获得:间接信息要经过对图面上的直接信息进行分析破译而获取。如,符号、水深等是直接信息,而罗经圈上的磁偏量则是间接信息。
       海图作为信息的载体,可载附在不同的介质上,主要的介质有纸张、磁带、磁盘、光盘、网格等。目前最主要的还是纸张。海图存储介质的多样化,也促进了海图产品多样化的发展,如纸质海图、电子海图、数字海图等。
      第三,海图是海洋信息的传输工具。信息论是现代通讯技术和电子计算技术中用到的概念和理论,20世纪下半叶被引进海图学中,形成了海图信息论。其主要研究以海图图形获得、传递、转换、贮存和分析利用空间信息的理论。海图就是空间信息的图形传递形式,是信息传输工具。
      首先,由制图者(发送信息者)把对客观世界(制图对象)的认识加以选择、分类、简化等信息处理,经过符号化(编码)制成海图。然后,通过海图(通道)将信息传输给用图者(信息接收者),用图者经过符号识别(泽码),同时通过对海图的分析和解译,形成对客观世界(制图对象)的认识。
      第四,海图是海洋分析的依据。海图上所载负的是海洋空间模型,是海洋地理信息,在海图上能直观反映出制图物体的数量特征、质量特征和各种现象的分布规律及其相互关系,因此,海图在海洋学和其他学科研究中,自然会作为海洋分析的依据。主要体现在下列方面:
      利用海图进行量测和数理统计,可以获取制图现象的数量概念(如长度、高度、面积等)、数量特征(如梯度变化、平均值等)以及多变量现象变化趋势等概念:
       利用海图进行图形分析和规律分析,可以分析事物的质量特征(如事物的种类、形状物理性质等);通过对比分析和相关分析的方法,可以研究现象间的相互联系,相互作用,以及变化规律等。

2 海图有哪些用途?
      21世纪是海洋的世纪,人类对于海洋的开发利用越来越频繁,各行各业对海图的需求量也越来越大。海图广泛应用于军事、经济、科研和政治等领域,具体体现在以下几个方面:
(1)在国防事业上有哪些用途?
      在军事上,海图是各级指挥机关研究海区特点,制定训练,作战计划和组织指挥合成军队登陆与抗登陆作战的重要依据,是舰船航行、训练、作战的重要资料。海军的一切训练、作战任务和各种海上活动都离不开海图,领导机关制定作战计划、舰艇部队在海上执行任务、海上军事工程和设施施工、构建数字海洋和海战场环境都离不开海图。因此,海图在国防中的地位越来越重要。过去海图对于作战的保障是间接的和被动的,而现在则是主动的和直接的,海图是作战软件最基本的平台,许多作战软件往往是在海图上叠加一些与作战有关的要素,就可以形成一些作战软件。商业航行有比较固定的习惯航线,而海军作战训练不可能有固定的航线,作战的战场也不可能由单方面去选择,随意性较大,因而,作为海战场环境建设的重要内容之一的海图资料必须遍及整个海域。二战后期,盟军在法国西北部诺曼底地区登陆一战,仅美国海道测量局就给参战部队发放了28万多张海图:在海湾战争中,美国海道测量局曾向作战的多国部队发放了数万张海图:在空袭南联盟的作战中,美国除向作战复挺、航母等提供海图及航海资料外,还利用电子地图,实时显示飞机轰炸结果,以便及时调整轰炸目标。
(2)在国民经济建设上有哪些用途?
      在国民经济建设中,发展海上交通、开展国际贸易、开采海洋资源、实施海洋工程施工进行海上捕捞与养殖等都离不开海图,海图已经成为促进各国政治、经济、文化交流不可缺少的工具。具体来说:
       海洋运输海上运输比陆运和空运便宜,因此,航海业历来十分繁荣。据统计,如按吨位计算,90%的世界贸易由船运输。而航海图对于船舶航行提供了安全保障,因此,世界海道测量组织(H0)指定每年的6月21日为“世界海道测量日”,并得到了联合国的批准。2006年首个“世界海道测量日”的主题是:H0对世界航行安全贡献的85年。海图素有
“航海人员的眼睛”之称。海图在航海上的作用主要体现在以下几个方面:第一,研究海区。
      利用海图,研究海区的自然条件和航行条件,如航线的选择,导航目标的利用,避险方法,航道的深度、宽度,港口、锚地的自然条件和人文条件,码头、泊位、设施等情况,海区的水文条件、底质及气象条件等。第二,制定航行计划。船舶出航前需要制定航海计划,以便作为海上航行的依据。包括拟定航线、航程、选择所需的各种海图,进行气象及海况预报,推算海区时、潮高等,其中,拟定航线是制定航行计划的主要内容。第三,海上航行。海上航行包括沿岸航行、近海航行、大洋航行、狭水道航行、岛礁区航行及其他特殊条件下的航行。所有这些航行都要根据海图所提供的各种信息来进行导航。第四,进出港湾锚地。港口、海湾和锚地是船帕驻泊、避风的基地,船舶出人港湾、停靠码头和选择锚位,都需要海图提供的导航目标以及掌握港湾错地的自然地理条件和人文环境。第五,航行中的海图作业。海图作业是保证船舶按计划航行的基本工作。由于船舶在海上航行时受到风压、流压等影响会偏离计划航线,为保证船舶在预定的计划航线上航行,需要经常测定船位、修正偏差和在海图上标绘航迹线。当船舶从一个航向转为另一个航向时,航海人员只需要根据海图求出开始转向点,转向终点,并标出船舶转向的航迹。


      海上捕捞与养殖业  现在渔船作业范围已经扩展到远海、远洋,渔业对海图的需求数量越来越多。水产养殖业的规划、分布等都需要海图保障。
       海洋资源开发   海洋资源主要包括海洋生物资源、海底矿产资源和各种海洋能源。在开发海洋资源的过程中,需要绘制海底地形图、海洋地质构造图、海洋重力图和海洋磁力图,这些图件成为开发海洋矿产资源的基本用图。
       海洋工程建设   海洋工程包括海底工程、海岸工程、海上工程及其他各种航务工程。海图是海洋工程设计和实施规划的基本图件,如海港建设、开辟新航道、铺设海底电缆和管线、搭建油井平台、开凿海底隧道等都离不开海底地形图、海底地质构造图、海底沉积物等图。
通过海图可初步掌握工程所需的海洋地质、水文等情况,以便对工程进行规划和设计。

(3)在科学研究上有哪些用途?
      在科学研究中,科学工作者探索海洋奥秘、研究海洋情况,也都需要海图。具体来说,海图是研究海洋地理和海洋地质等自然现象变化规律的重要资料,如利用海洋重力图的数据,可以确定海底地壳各种岩层质量分布的不均匀性:海图是历史研究,尤其是航海史和地名演变研究的重要资料:海图是海洋及相关学科研究的海图制图的科学作品,也是精神文明教育的材料。


(4)在其他方面有哪些用途?
      在政治斗争中,进行海洋划界、执行海洋法、解决海事纠纷等也离不开海图。
      在国际事务交往中,需要相应比例尺的精确海图为依据;在国际政治、文化、科技交流中,海图可以发挥媒介作用:
      在目前最为热点的海洋划界中,必须有合适的海图。在国际海洋划界实战中,所用图件主要使用海图,有些划界协议使用一个国家的海图,有些使用两个国家的海图。所用海图的比例尺也不尽相同。例如:1974年日本和韩国划界使用的图是日本海洋安全局的海图1975年坦桑尼亚和肯尼亚领海划界使用1:25000比例尺的海图。领海基线的确定,标定国界等都需要在海图上进行。
      海事纠纷的解决,也离不开海图。海上交通事故的裁定,水产养殖与捕鱼纠纷的解决都需要借助海图来进行。

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