海洋测量第六篇之海图制图

01

编辑设计  

海图制图的编辑设计工作主要包括海图总体设计、制图区域的研究、制图资料的分析和选择、确定图面配置、拟订编辑计划等工作内容。

海图总体设计

海图总体设计主要包括确定新编图的数学基础、分幅、编号。

（1）确定海图的数学基础：包括海图采用的坐标系、比例尺、投影、深度基准、高程基准等。

（2）确定海图的图幅：根据制图区域范围，确定图幅规格、数量和分幅方案，及每幅海图的标题、图号及图面配置。

① 图幅尺寸：

海图一般设计为全张图，纸张尺寸为 1092mm × 787mm，图幅尺寸一般为 980mm × 680mm。一般不设计对开图，如必须，其纸张尺寸为 787mm × 546mm，图幅尺寸为 680mm × 460mm。

② 分幅的原则和方法：

1）分幅的基本原则是在保证航行安全和方便使用的前提下，尽可能减少图幅的数量。

2）航行图采用自由分幅的方法，根据需要确定图幅的具体范围。

③ 分幅的具体要求：

1）总图要保持制图区域的相对完整；航行图要保持航线的相对完整，图幅内要有比较充分的航行区域和足够的航行目标，并尽量避免在复杂航行区域拼接邻图；港湾图应相对完整地表示出港口、海湾、港区或锚地区域，出口要有较充分的水域。

2）海岸线应尽可能保持连续，图内海陆面积比例要适当，一般情况下，陆地面积不宜大于图幅总面积的三分之一。1:300 万及更小比例尺图上，不表示陆地地貌。

（3）确定海图的编号

世界海洋总图与大洋总图采用两位数字编号，海区总图和航行图分别采用三位数字和五位数字编号。

编号的具体规定见下表：

制图区域研究

制图区域研究的重点是制图区域内与航海有关的各种现象的特点及相互之间的关系，以便在图内更好地予以反映。

制图资料的分析和选择

制图资料主要包括以下类型：

（1）控制测量资料：包括各类控制点的成果。

（2）海测资料：包括各种实测水深、海岸地形成果及障碍物探测资料等。

（3）成图资料：包括各种地图、海图、地图集、海图集等。

（4）遥感图像资料：包括航空摄影测量资料和卫星遥感资料。

（5）其他资料：包括各种文字、数字资料和图片资料等。

资料分析的重点是资料的完备性、地理适应性、现势性、精确性和复制可能性等。资料分析工作完成后，应做出是否采用的决定，把被采用的资料按使用程度分为基本资料、补充资料和参考资料，并确定各自的使用范围和内容。

确定图面配置

每幅图都应在图内适当的位置配置标题，并根据需要和可能配置资料采用略图、图幅索引图、潮信表、潮流表、无线电导航设施表、对景图、航路参考图及有关航行的文字说明等。

（1）标题

标题的内容包括出版机关的徽志，图幅的地理位置，图名，比例尺，投影，坐标系，高程、深度基准，深度、高程的计量单位，图式版别，基本等高距及制图资料说明等。

（2）图幅的地理位置说明

总图不配置地理位置说明。航行图应配置地理位置说明，其文字要简练、明确，由一至三组注记组成：

① 航行图的地理位置说明一般取海名及著名岛、群岛、半岛、湾等名称，前面加所属国国名，如“中国 黄海 辽东半岛”；

② 港湾图一般取海、湾、半岛、群岛、岛屿、江河等名称作地理位置说明，名称前应加注所属国国名，如“中国 东海 舟山群岛”。

（3）图名

图名应确切表明图幅的范围或包括的主要航线，图幅的命名规则如下：

① 总图以海洋区域名称命名，如“渤海及黄海北部”；

② 航行图一般用图内较重要的海域地名做起讫点来命名，如“汕头港至碣石湾”。当航行图包括的地理单元相对完整时，也可以区域命名，如“长江口附近”；

③ 港湾图一般以其表示的港湾、锚地、岛屿名命名，如“秦皇岛港”、“石城列岛”。当港湾图表示的是一狭长区域时，也可采用两个地名作为起讫点来命名，如“吴淞口至高桥港”。

02

制图综合  

关于海图内容的压缩、化简和图形关系处理的制图技术，称为制图综合。其任务是根据海图用途、比例尺、制图资料和制图区域地理特点，按照特定的原则和方法解决海图内容的详细性与清晰性、几何精确性与地理适应性的对立统一问题，实现海图符号和图形的有效建立。制图综合的基本原则是表示主要的、典型的、本质的信息，舍去、缩小或不突出表示次要的信息。制图综合的方法，主要有选取、化简、概括和移位，而对于实地制图现象向图形转换，还包括对实地物标的分类分级、建立符号系统。

海图内容选择

海图内容的选取，就是根据海图的用途、比例尺和区域特点，选取主要的要素，舍弃次要的要素。为了正确地选取海图内容，编图时一般都规定各类要素的选取标准，即确定要素的数量指标及质量指标。确定数量和质量指标的方法，主要有资格法、定额法及平方根定律法等。

（1）资格法：根据规定应达到的数量或质量标准来选取海图内容；

（2）定额法：以适当的海图载负量为基础，规定一定面积内海图内容的选取指标；

（3）平方根定律法：根据资料海图的载负量与新编海图的载负量之间的比例关系，规定海图内容的选取指标。

形状化简

形状的化简主要用于呈线状与面状分布的要素以及表示地貌的等高线（等深线）等。海图在编绘过程中，因比例尺的缩小，一部分图形缩小到难以分辨的程度或因弯曲过细而妨碍主要特征的显示，通过形状的化简，可以保留该地物特有的轮廓特征，并区别出从海图用途来说必须表示的特征。

形状化简的主要方法是删除、合并和夸大。进行图形形状简化时，应注意保持重要特征点的位置正确，反映出弯曲程度的对比，并保持图形的相似及各种要素图形之间的协调。

数量特征概括

制图物体数量特征的显示，受海图用途和比例尺的限制。随着比例尺的缩小，制图物体的数量特征在图上的显示趋向概略，这种方法即称为数量特征的概括。数量特征概括的具体方法有分级合并、取消低等级别和用概括数字代替精确数字三类。

数量特征是分级的基础，分级的合并就是用扩大级差的方法来减少分级。取消低等级别就是规定某一数量等级以下的制图物体不予表示。用概括数字代替精确数字就是对某些用数字表示的要素，根据海图的具体用途或比例尺，用概括数字代替。

质量特征概括

质量特征是指决定制图物体性质的所有特征。质量特征在图上的显示，同数量特征一样，受海图用途和比例尺的限制，随着比例尺的缩小，质量特征在图上的显示趋于概略和简单，这种方法即称为质量特征的概括。

质量特征是区分制图物体并对其进行分类的基础，因而质量特征的概括主要表现在分类的合并，即以概括的分类代替详细的分类。另外还有一种情况，是对长度较短或面积较小而意义不大的类别用图上相邻的其他类别表示，这也属于质量特征的概括。

制图物体移位

制图物体的移位是通过移位来突出反映制图物体的主要特征，解决由于比例尺缩小而出现的地理适应性问题。具体方法有分开表示和组合表示两种。分开表示通过将相邻制图物体进行比较，对位置比较重要的物体保持其位置准确而移动其旁边的物体。组合表示就是把相邻两种（或两个）制图物体在同一位置上表示的方法。

海图要素综合原则

（1）海岸线

海岸线形状的化简遵循“扩大陆地、缩小海域”的原则。有时为了突出显示某一深入陆地的小海湾，也可以将海湾适当夸大表示。岸线性质的概括主要采取删除、夸大和转换三种方法，即删除短小的岸线性质，夸大表示特殊性质的岸线，将次要的短小岸线转换为主要性质岸线表示。

（2）等深线

等深线的综合一般遵循“扩浅缩深”的原则，当等深线比较密集时，可保留最浅的等深线，将较深的等深线中断在较浅的等深线上，并保留 0.2 mm 的间隔。等深线的取舍原则是“取浅舍深”。

（3）水深

水深注记的选取一般遵循“舍深取浅”的原则；同时也应保留适当数量的深水点，特别是狭窄航道，适当保留深水点，以显示其通航能力。水深注记的密度（图上相邻水深注记的间距）一般为 10-15 mm，海底地形起伏变化较大的区域，港池、航道、锚地等重要航行区域水深间距可加密到 6-10 mm。水深注记一般呈菱形分布。

（4）干出滩

干出滩的制图综合包括干出滩的取舍、轮廓形状的化简、质量特征的概括以及干出水深的选取四个方面。孤立的干出滩不得舍去，成群分布的可以相互合并。干出滩形状的化简遵循扩大干出滩的原则。干出滩质量特征的概括包括类型合并和质量转换，质量的转换是通过干出滩的合并来完成，软性滩可以合并转换为硬性滩，但硬性滩不能合并到软性滩中。

注：干出水深是从平均大潮高潮面起算的深度，干出高度是从深度基准面起算的高程，两者分别从干出滩的高低两个面一正一反共同表示干出滩。

（5）海底底质

海底底质的综合包括底质的取舍和质量的概括。海底底质的选取，首先要保障航行安全和便于选择锚地，其次反映底质的分布特点和规律。一般采取“取硬舍软”、“软硬兼顾”、“取异舍同”的原则，优先选取海底地貌特征点处的底质。

（6）航行障碍物

各种比例尺海图上应准确、详细、明显地表示礁石、沉船及其他航行障碍物，并在图幅载负量允许的情况下注记其性质、高度及深度等，它们是船舶海上活动的主要障碍和威胁。障碍物的制图综合主要包括选取、说明注记的表示、符号的图形转换和危险线形状的化简。孤立的障碍物必须选取，成片的障碍物根据其危险程度选取，取外围舍中间、取高舍低、取浅舍深、取近航道舍近岸、取稀疏处舍密集处。

（7）助航标志

航标的选择按照其重要程度、地理位置等由高级向低级、由重要向次要的顺序选取，即按灯塔、无线电航标、灯船、灯柱、灯浮顺序选取。

03

测绘资质分级标准  

纸海图制作

（1）海图符号及分类

海图把海域及沿海陆地的各种信息依靠海图符号表达给用户，海图符号是海图作为信息传递工具所不可缺少的媒介。海图符号按分布范围，可分为点状符号、线状符号、面状符号；按符号的尺寸与海图比例尺的关系，可分为比例符号、半比例符号、非比例符号；按符号的形状与事物的关系，可分为正形符号、象形符号。

（2）海图图式

世界各国航海图的生产都对海图符号有统一的规定，即海图图式，它包含了绘制航海图的全部符号和缩写，也是绘制其他海图的基本符号。目前我国执行的是 GB12319-1998《中国海图图式》。

（3）纸海图制作流程

目前制作海图一般都采用计算机辅助制图，其制作流程主要分为四个阶段：编辑准备阶段、数据输入阶段、数据处理阶段和图形输出阶段。

① 数据准备阶段。进行海图总体设计。

② 数据输入阶段。将编图所使用的图形资料、数字资料、文字资料输入计算机的过程。

③ 数据处理阶段。通过对数据的加工，取得新编海图。

④ 图形输出阶段。输出方式有电子显示海图、打印和印刷海图等。

（4）海图用色

海底地形图用色：紫色（《中国海图图式》中规定印色为紫色的符号和注记），棕色（等高线及其注记、表示海岸性质的地貌符号，以及岸线以上的陆地普染），蓝色（滩线、等深线及注记，0m 线以下水域分层设色普染），黑色（上述要素以外的其他要素和注记）。

海岸地形图用色：绿色（各种水井、泉、贮水池、雨水坑、河宽水深、水位点线等），浅蓝色（双线河、湖、池塘等的水域部分），棕色（等高线及其注记、盐碱地、干河及不用等高线表示的自然地貌及其比高注记），黑色（除上列颜色规定外，其他均用黑色描绘。如海岸线、名称及点的高程注记和干出高度，依比例尺及不依比例尺表示的地貌符号、说明符号、植物类符号等）。

航海图采用黑、黄、紫、浅蓝四色印刷。等高线印黑色，陆地普染黄色，干出滩范围叠印浅蓝色及黄色。

电子海图制作

电子海图是用电子计算机可识别、处理且附于一定载体上的，以数字信息表示的，以描写海域地理要素和航海要素为主的海图。电子海图在保证航行安全方面，应具有与纸质海图同样的作用。电子海图制图的基本规定：

（1）坐标系：国内地区采用 CGCS2000 坐标系，国外地区采用 WGS-84 坐标系。

（2）深度基准：中国沿海采用理论最低潮面，其他地区采用与编图资料一致的深度基准。

（3）高程基准：中国沿海采用采用 1985 国家高程基准。远离大陆的岛礁，可采用当地平均海面。

（4）分幅。按不同级别的电子海图设备使用的需要，电子海图有两种分幅方式，分别是纸质海图分幅方式和规则单元分幅方式。按规则单元分幅时，单元分作两类：

① 基本单元：电子海图的最小分区，大小为经差 15 '×纬差 15 ' 的地理区域。

② 导出单元：在基本单元的基础上按航行用途划分的单元。其纵横方向尺寸必须是基本单元的整倍数。

基本单元划分的方法是，从南纬 90°至北纬 90°纬差 15 ' 为一行；从 0°子午线起，由西至东经差15 ' 为一列，全球共分 720×1440 个单元。

海图改正

海图改正不是对编绘中发现的差错进行修改的过程，而是为了保持海图现势性，根据《航海通告》或《改正通告》、无线电航行警告、新测或新调查的资料对已出版或正在出版的海图进行的改正。根据改正的特点、改正内容的多少以及改正范围的大小，改正工作可以分为大改正和小改正两种。

当海图需要改正的内容较多、范围较大时，一般需要在原来海图的基础上进行改版或再版，并重新出版，原版海图作废，该项工作称为大改正。当海图需要改正的内容不多、范围不大时，为保障海图的现势性和可靠性，在已经出版的海图上采取手工方式将所要修改到内容加绘到海图上，称为小改正。

注：《航海通告》指报道海区航标、障碍物等变化情况及航海图书出版消息的文件。

04

海底地形图制作

海底地形图数学基础及分幅

海底地形图是用等深线表示海底起伏状况且详细表示海底底质、礁石、海底管线等人工地物和其他基本地理要素的海图。海底地形图按制图区域可分为海岸带地形图、大陆架地形图和大洋地形图。

海底地形图的数学基础包括坐标系、比例尺、投影方式、深度基准、高程基准等。

（1）海底地形图的坐标系采用 CGCS2000 或 WGS-84，如采用的制图资料为其他坐标系时，应进行坐标转换。

（2）比例尺：海底地形图的基本比例尺为 1:5 万、1:25 万、1:100 万。

（3）投影：1:25 万及更小比例尺采用墨卡托投影；大于 1:25 万比例尺图采用兰伯特等角圆锥投影。

（4）深度基准：中国沿海地区采用理论最低潮面，远海及外国海区均采用原资料的深度基准。

（5）高程基准：中国沿海一般采用 1985 国家高程基准。

各种比例尺的海底地形图均采用经纬线分幅，基本比例尺图以 1:100 万图为基础分幅。

海底地形图表示方法

海底地形图表示方法主要有符号法、深度注记法、等深线法、明暗等深线法、分层设色法、晕渲法、晕滃法及写景法等。

（1）符号法：符号法是海图上用不同形状、颜色和大小表示物体或现象的位置、性质和分布范围的方法，是海图内容要素的主要表示方法。

（2）深度注记法：海洋的深度注记与陆地的高程注记相类似，也称为水深。

（3）等深线法：等深线法是目前表示海底地形图最基本、最精确的方法，它以等深线的形式及组合情况反映海底表面形状的特征。

（4）明暗等深线法：明暗等深线法是海图上以不同粗细程度和不同深浅色调的等深线表示海底地貌的方法。

（5）分层设色法：分层设色法也称色层法，是在不同的深度层和高度层用不同的色相、色调进行普染，以显示地面起伏形态的方法。

（6）晕渲法：晕渲法是用浓淡不同的色调来显示陆地和海底的起伏形态，立体效果比较好。缺点是在图上不能进行深度的量算，且绘制和印刷均有较高的技术要求。

（7）晕滃法：晕滃法是以不同长短、粗细和疏密的线条，表示地貌起伏的形态，图上表示的斜坡随倾角的增大而线条逐渐变粗、变短、间距变小，因而产生立体效果。

（8）写景法：写景法是利用透视绘画的方式表示海底地貌的一种方法。优点是形象生动，通俗易懂。

等深线法

分层设色法

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