海图相关基础知识

天笃 · 发表于海洋技术发展 2022-12-18 08:09:05

海图是地图的一种，也称海洋地图，是以海洋及其毗邻的陆地为研究对象的地图。海图是海洋区域的空间模型、海洋信息的载体和传输工具，是海洋地理环境特点的分析依据，在航海、渔业、海洋工程建设、海洋划界、历史研究、海洋军事、海洋科学研究，以及海洋开发利用的各个领域中都有重要的使用价值。

成山角

一、海图与陆图的异同

海图与陆地地图在具有特定的数学基础、利用特殊的符号系统、对制图现象进行取舍与概括，以及编制和表示方法等方面有许多共同点。但海洋与陆地最大的不同在于基岩以上覆盖着海水，海洋有不同的深度、不同的盐度、温度、密度及透明度，加上因天文、气象、地壳运动等产生的海水运动所导致的潮汐现象、潮流现象，以及波浪、海啸、旋流等，致使海洋信息获取手段与方法与陆域信息获取的方法有着明显的差异，因而海图的表达内容以及表示方法也不同。下面就具体谈谈两者的差异。

⒈ 获取的方法不同：陆地测量常规方法是实测地形测量、航空摄影测量及卫星遥感测量，海洋地形测量通常需要利用船只平台进行水下地形测量；陆地测量定位精度相对较高，海洋测量相对定位精度较低；陆地测量主要应用光学或电磁波设备，海洋测量主要应用声呐技术。

⒉ 成果记录格式不同：由于作业获取数据的手段不同，导致外业成果的记录形式也有区别，陆地测量主要记录图形资料，海洋测量获取成果的形式为模拟数据、磁介质数字数据及文字记录。

⒊ 标示的要素不同：陆地地图中数量最大的地形图，以水系、居民地、交通网、地貌、土壤植被和境界线六大要素为其主要内容；而海底地形图主要要素为海岸、海滩和海底地貌，航行障碍物、助航标志、水文及各种界线。

二、海图的主要特点

海图区别与陆图的主要特点如下:

①多选用墨卡托投影（即等角正圆柱投影）编制，以利于航船等角航行时进行海图作业；

②没有固定的比例尺；

③深度起算面不是平均海面，而是选用有利于航海的深度基准面；

④分幅主要沿海岸线或航线划分，相邻图幅有供航行换图时所需的较大重叠部分；

⑤为适应分幅的特点，航海图有自己的编号系统；

⑥海图与陆图的制图具体原则，因内容差异甚大和用途不同有所区别；

⑦有自己独立的符号系统；

⑧由于水动力的淤积与冲刷作用，海底地形会有变化，及因海洋工程建设的影响，海图需要及时、不间断的更新，以保持现势性，确保船只航行安全。

三、海图的主要图形要素

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海岸：是海陆的分界线，是海图上的重要要素。海岸分岸线与海岸性质两部分组成，海岸是指陆地因受海水运动而形成的滨海地带，海岸线是指多年平均大潮高潮时所形成的水陆分界线，海岸性质是指海岸阶坡的组成物质及其高度、坡度和宽度等。

2

干出滩：海岸线与干出线（零米等深线）之间的海滩地段，也称潮间带区域，高潮时淹没，低潮时出露。干出滩有岩石（专业术语为石陂）、泥、沙等不同物质构成，当然也有珊瑚、红树林、水草等生物岸滩类型，是人类活动最为频繁的海域之一。

3

海底地貌：即海底表面的起伏形态和土质，各种天然航行障碍物，如礁石、浅滩、海底火山、岩峰等，也属于海底地貌范畴。

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航行障碍物：除以上表达的天然航行障碍物外，还有沉船、木桩、废弃井架、爆炸物（如沉雷、未爆炸弹等）、铁锚等等人工障碍物。

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助航标志：分航行目标和助航设备两类，航行目标是指海上可见的导航定位地物，如烟囱、无线电塔、海角、海中岩峰等；助航设备是指专为航行定位设立的灯塔、灯桩、浮标、立标、前后导标、信号台等等。

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水文要素：主要是指海流、潮信、急流、漩涡及冰情等。

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各种界线：航道、锚地、港域界线，禁区界线，县、市、省、国境界线，及各类海底管线（如电缆、光缆、石油管道、输水管道等）。

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陆域要素：与陆域地形图基本一致，不同在于航海图中一般不标注土壤植被，而突出标注与航行有关的地形要素。

四、海图要素的综合原则

⒈ 海岸线

　　海岸线形状的化简应遵循“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。

⒉ 等深线

等深线的综合一般遵循“扩浅缩深”的原则，可在测深精度两倍范围内向深水一侧移动后，勾绘成圆滑的曲线。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。当等深线离岸线或干出线很近时，等深线可中断在岸线或干出线附近。等深线的取舍原则是“取浅舍深”，以确保船舶航行安全为前提。

⒊ 水深

水深注记的选取一般遵循“舍深取浅”的原则，保留能确切地显示礁石、特殊深度、浅滩、岸边石陂等航行障碍物的位置、形状（及其延伸范围）以及深度（高度）的点；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；应保留特殊深度和反映其变化程度的特征点。水深注记的密度与海区重要性有关，海底地形起伏变化较大的区域及港池、航道、锚地等重要航行区域，水深注记间距要加密，一般呈菱形分布。

⒋ 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。

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”与“软硬兼顾”的原则，“取异舍同”，优先选取海底地貌特征点处的底质。特殊深度处必须备注底质。

⒍ 航行障碍物

主要有礁石、浅滩、沉船、钻井遗弃的钢管、战时布设的水雷等，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，取浅舍深、取外围舍中间、取近航道舍近岸、取稀疏处舍密集处。

⒎ 助航标志

航标的选取按照其重要程度、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。

五、海图的基本分类

海图的分类与人类在海洋上的活动密切相关，不同历史阶段有不同的分类，我国在50年代仅以航海图分类，将其分为总图、航洋图、航海图、海岸图、港湾图五类。现代海图除了航海图外，应该包括海洋地理图和海底地形图，还应包括专题图中的海洋地质构造图、海洋重力异常图、海洋水文图、海洋社会经济图及海洋工程技术图等。只是这样的分类过于复杂，一般认为，应以海图的用途和内容作为海图的基本分类标准，并照顾海图的特点与人们的习惯。为此，我们把海图按用途分为以下三大类。

1、航海图

航海图是用于航海定位、保证航行安全的海图，一般按航海中的不同用途分为：

①航海总图：供研究海区特点、制订计划、选择航线等使用，只显示与此有关的海岸线、海港、岛屿、主要航行标志和障碍物以及海底地貌等要素。比例尺一般小于1:1000 000，也有大于1:1000 000的，以包全某个完整海区为原则。

②航海图：供海上航行用，主要显示海底地貌、航行标志、航行障碍物及与航行有关的其他要素。其比例尺一般为1:50 000～1:3000 000。按不同类型海域航行所用还可分为远洋航行图（比例尺一般为1:1000 000～1:3000 000）、远海航行图（比例尺一般为1:500 000～1:1000 000）、近海航行图（比例尺一般为1:200 000～1:500 000）和沿岸航行图（比例尺一般为1:50 000～1:200 000），其中近海航行图又称海岸图。

③港湾图：供进出港湾，选择驻泊锚地，研究港湾地形，进行港湾建设等用。详细表示港湾、水道、锚地、助航标志、航行障碍物及港口设施等诸要素。比例尺一般大于1:50 000。

⒉ 专用海图

专用海图所包括的种类比较庞杂，根据它的含义与使用特点，大致可分为以下两种：

①部门专用图：为某一部门或一定范围读者制作的海图，如教学用图、训练用图、标准样图等，内容可以与通用海图类似。

②海洋环境图：是为解决特定问题使用的海图及研究成果图，如海洋重力异常图可以为科研单位、航天部门及军事部门等研究地球物理、地球形状或远程武器发射等特定需求。也可以是用几种单要素海洋环境图来共同解决某个特定问题，如用水深图、底质图、海流图、潮汐图、地质构造图等来选择石油钻井的位置，在地域、比例尺等方面按特定要求而制作。

⒊ 通用海图

通用海图是指用途上带有普遍性（即通用性）的海图，其特点就是要求海图必须全面描述各种自然要素和社会经济要素，所表达的主题内容各要素具有普遍性。因而，以用途为标志进行海图分类中的通用海图，就是以内容为标志进行海图分类的普通海图。通用海图可供经济建设、国防建设、科学研究和文化教育等广泛使用，可进行进一步分两类：

①海底地势图：供政府、军事、科研等机构全面了解海区情况，制定计划等用。常以挂图形式，较概略地表示某一海区的海洋地理环境特点，比例尺一般小于1:1000 000。

②海底地形图：供各部门单位研究、开发海洋用，也可以作为其他海图的基础底图。它详细地表示海洋区域各种内容要素，常以系列化形式出现，按比例尺成套。还可细分为大陆架地形图、海岸带地形图和沿岸（港湾）地形图。

六、海图标注的信息

有了海图必须正确地识别它，才能使用它，是进行航海、测绘及海洋工程设施的基础。那么，在海图上标注了那些信息呢？

⒈ 海图标题栏

每张海图在图角空白处都有标题栏，其内容包括海区、图名、比例尺，基准纬度，投影方法，测量年份及资料来源，深度、高程的单位及基准高，潮信表，各种警告及注意事项。

⒉ 深度基准面和高程基准面

①深度基准面：是计算海图水深的起算面。我国采用理论深度基准面，即以理论上的最低低潮面作为深度基准面，这样海图上标注的一般比实际水深小（实际水深等于海图水深加潮高），有利于保证船舶航行安全。

②高程基准面：目前，我国采用的是1985国家高程基准为陆域高程起算面。远离大陆的沿海岛屿的高程基准面，一般采用当地平均海面。干出礁、干出滩等干出的高度是从深度基准面起算，明礁高程采用1985国家高程基准为起算面。灯塔、灯桩、陆上发光灯标的高度，及跨海架空电缆和跨海大桥的净空高度均是从平均大潮面起算。

⒊ 海图图边注解

主要包括图号、图幅注解、刊行机构和刊行日期以及小改正等方面的内容。

⒋ 海图图式

海图的图幅是有限的，为了简明醒目又易辨认，将海洋和沿岸上的各种航海资料，以各种符号和简字的形式标绘在海图上，叫做海图图式。海图图式是测绘和识别海图的基本依据，内容包括海图上所用符号的样式、尺寸、颜色，缩写的含义，注记的字体、字迹，图廓整饰的形式，以及在海图上表示的一个规定。

海图是海洋测绘、海洋调查和研究的主要成果，更是海洋开发利用的重要资料，广泛应用于航海、海洋工程建设、海洋调查和科学研究、海洋资源开发、海洋划界及海洋军事活动等领域，是以海洋为描绘对象的地图，是地图学的一个分支。目前，海图已经由原先单一的纸质海图向数字海图和电子海图过渡，相信随着技术的进步，必将推动海图学的不断变革，海洋地理信息系统的出现也将为海图未来的应用创造更多的价值。

海图学的内容非常广泛，一篇文章不能说明所有，仅就海图的投影、图式符号及海图注记等就可以牵出太多，限于篇幅，只能说到这里。

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