基本介紹
- 中文名：海圖
- 外文名：chart
- 所屬類別：地圖
- 主要內容：岸形、島嶼、礁石等
- 所屬領域：地理
基本介紹,對比,共同點,不同點,分類,作用,投影方法,墨卡托,高斯投影,球心投影,球面投影,歷史發展,
基本介紹
海圖是地圖的一種，即航海專用地圖。海圖與地圖的主要區別在於描繪的範圍和內容有所不同，海圖的功能是傳遞地球表面為航海所需要的海洋水域及沿岸地物的各種信息。它不同於文字描述，而是精確直觀的定位(如岸形、島嶼、礁石、助航標誌、水深點、危險物等等)，尤其是水域部分的資料詳盡精密，圖式明確清晰，在一幅平面的海圖上，傳遞了三維信息。
海圖對航海工作者來說，是一件不可缺少的工具。例如，航行前需要擬定計畫航線、制定航行計畫；航行中進行航跡推算、定位、導航和避險等；熟悉海圖圖式，正確使用海圖和保管海圖，是航海人員的主要職責之一。
對比
海圖與普通地圖的異同點
共同點
既然海圖是地圖的一種，海圖和普通地圖必然有許多共同之點。首先，製圖的基本方法是一致的，將極不規則的地球表面上的製圖現象表示到平面上，都要有特定的數學基礎，都要設計特殊的符號系統，都要對製圖現象進行綜合和概括。其次，製圖的程式也是一樣的，都要進行外業的測量和調查，然後進行內業整理、製圖作業，再編製成圖。另外，圖形的載體也基本一樣，或印在紙上，或以數字形式儲存在計算機中，或顯示在螢幕上。
不同點
既然海圖是地圖的一種，海圖與普通地圖又會有許多不同之處。首先，獲取海圖資料的方法不同於陸地地形圖（簡稱陸圖），這在海洋測量特點中已作介紹。差別最大的是海圖表示的內容和表示方法明顯不同於陸圖。以海底地形圖和陸圖相比，陸圖以水系、居民地、交通網、地貌、土壤植被和境界線六大要素為其主要內容。而海底地形圖主要內容為海岸、海灘和海底地貌，海底基岩和沉積物，水中動植物，水文要素，燈標、水中管線、鑽井或採油平台等地物，以及航道、界線等。海圖中數量最多的航海圖，除內容不同於陸圖外，在表示方法上也有許多不同於陸圖的地方，如：多採用墨卡托投影；沒有固定的比例尺系列；深度起算面不用平均海面而用特定的深度基準面；分幅沿海岸或航線進行；在鄰幅間還有重疊部分；有自己特有的編號方法；符號設計原則和製圖綜合原則也略有不同；為保證航行安全，航海圖出版後要不間斷地進行修正，始終保持現勢性等。
分類
電子海圖海圖通常按用途分為普通海圖、航用參考圖、專用海圖3大類：
普通海圖（航用海圖）
航海圖屬於專用海圖，但由於它歷來是海圖的主要品種，且使用比較廣泛，世界各國習慣上均將其列為單獨一類，按其比例尺不同又可分為4類：
①總圖：一種小比例尺海圖，比例小於1:1,000,000。涵蓋的範圍很大，包含的航行信息卻很少，圖上只記載簡略的岸線、島嶼、水深點、重要航標和港口位置等。總圖只供遠洋航行船舶研究海區情況、擬定大洋航線和制定總的航行計畫使用。（也有再稍細分的：海洋圖：也是小比例尺海圖的一種，比例約為1:600,000。涵蓋區域為世界主要大洋。近海圖：也是小比例尺海圖的一種，比例約為1:250,000。涵蓋區域為各國沿海區域。）
②航海圖：其比例尺在1:100,000至1:750,000之間。圖上較詳細地記載近海航行所需要的燈塔、燈浮、無線電助航標誌及礙航物等。港灣內及從外海看不到的航標則不畫出。航海圖是供近海航行的船隻進行航跡推算和測定船位使用。
③海岸圖：其比例尺在1:25,000至1:75,000之間，屬於大比例尺海圖。圖上較詳細地記載沿岸地形、地物、水深、底質、航標、全部礙航物等資料。海岸圖是供沿岸航行或通過狹窄水道和進出港灣錨地時使用的。
④港泊圖：比例尺多大於1:1,000至1:25,000之間，視港區大小及危險情況而定。圖上較詳細地記載港灣內水域的陸地的地形、地物、水深、底質、航標、全部礙航物及泊位等資料。港泊圖是供船舶研究港灣和錨地的地理水文特點，以及掌握水深和底質，通過港灣內水道和進出港口及錨泊時使用。
航用參考圖
專用海圖
作用
航海圖主要用於艦船航海定位，為便於圖上作業，多選用墨卡托投影(即等角正圓柱投影)；沒有固定的比例尺系列;分幅主要沿海岸或航線劃分,但鄰幅間有供航行換圖時所必需的重疊部分；為保持航海圖的現勢性，還需根據海區變化及時進行改正。航海圖分為海區總圖、航行圖、港灣圖。海區總圖，包含一個完整的海區，概略表示海岸、海底地貌、主要助航設備及航行障礙物等要素，比例尺一般小於1:300萬,主要供研究海區形勢，制訂航行計畫用。航行圖，包含廣大海域和一定的航道，主要顯示沿岸地形、海底地貌、助航設備及航行障礙物，比例尺一般為1:10萬～1:300萬,主要供艦船航行用。
港灣圖主要顯示港灣、錨地,圖上詳細表示沿岸地形、港灣設施、海底地貌、助航設備、航行障礙物等要素，比例尺通常大於1:10萬，供艦船進出港口、錨地，駐泊避風，在港灣布掃水雷、障礙，組織合成軍隊登入和抗登入作戰、訓練，研究和實施港灣建設等使用。
沒有海圖，戰艦就無法出航；沒有海圖的海域，就是艦艇的禁航區。一切海上軍事行動，小到單艇出航，大到發射水下運載火箭、編隊環球航行、遠赴亞丁灣護航、多國艦艇海上檢閱等，都必須先進行海圖準備。“海圖人”為歷次海上軍事行動準備的海圖，是海軍走向遠海大洋的“通行證”，是開啟未來海戰勝利之門的“金鑰匙”。
重力圖、磁力圖等海圖鮮為人知，卻關係重大。海洋重力場的微小差異，直接影響遠程武器的命中精度。外軍試驗表明：1毫伽的重力誤差，足以導致彈道飛彈偏離目標1公里。“海圖人”繪製的重力海圖，曾保障我潛艇水下發射的運載火箭準確地飛向預定目標。
投影方法
墨卡托
高斯投影
球心投影
投影平面與地球相切，投影原點在球心。切點附近可認為無變形。常用以繪製大比例尺港泊圖。
球面投影
投影平面與地球表面在地極相切，投影原點在另一地極。是繪製極區海圖的主要投影方法，具有正形性質。用這種方法繪製的海圖，圖上任意兩點間的大圓弧近似一條直線，恆向線為一曲線。在極區航行中，能在圖上量取航向和航程。
歷史發展
舊中國有海無防，海圖測繪幾乎“一片空白”。1949年5月，上海解放，華東軍區海軍接管了原國民黨海道測量局，成立了華東軍區海軍製圖課。當時，他們的全部家當僅有幾張比例尺很小、精確度極差的簡易舊海圖。由於沒有精確海圖導航，新中國自行設計和建造的首艘萬噸級遠洋貨輪“躍進”號，首航途中不幸觸礁沉沒。血的代價，讓海圖人如重錘擊胸，痛徹心扉：“一定要早日繪製出精確海圖，讓中國艦船走向世界！”
海圖製作
海圖製作沒有現成的數據資料，沒有先進的製圖工具，他們憑藉曲線筆等原始工具，廢寢忘食地工作。無法描述展現在海圖人面前的點、線、面的枯燥，無法想像海圖人征服這一切付出的又是怎樣的艱辛，近60年的工時統計表顯示，他們年均集體加班12萬小時，每人年均加班近400小時。
在一代代“海圖人”忙碌的身影中，祖國海疆藍圖一點點清晰起來：1959年，第一代海圖陸續出版；1972年，太平洋、印度洋、大西洋海區航行圖出版；到1982年底，300萬平方公里海洋國土全部有了國產海圖。
1毫米，日常生活中可以忽略不計，但在海圖人眼裡卻重若千鈞。標示相差1毫米，海圖宣布作廢。一次社裡內部例行質量檢查，6幅海圖被認定“不合格”，其中5幅圖的兩條對角線長度不等，另一幅有個碼頭標示相差了1毫米。 為這點“頭髮絲大的事”，社裡開了“揭醜會”。6張做工精細的手工海圖，在眾目睽睽之下被宣布作廢。 6張海圖，全都是心血結晶。現場，很多作業員流淚了：“世界上一流的製圖大師，一年也只能做5-6幅這樣的海圖！”
世界各國發生的艦船觸礁、相撞等航海事故，大都“禍”起海圖。全球每年都有船東起訴海圖生產商的事件發生，很多知名製圖公司因此官司纏身，唯獨中國官方海圖出版機構——中國航海圖書出版社例外。他們向全球發行海圖數以千萬計，從未被用戶投訴。一位國外資深海圖專家說：“60年未被用戶投訴，絕對是個奇蹟！”
1998年10月，美國某知名地理信息系統製造商用戶大會在北京召開。中國航海圖書出版社的一幅海圖，讓該公司總裁傑克·丹里爾大為驚訝，他們公司生產的地理信息系統具有強大的陸地自動成圖功能，但用來生產海圖，連他自己也是第一次聽說。
面對精美的海圖，丹里爾先生將信將疑，反覆追問：“這是真的嗎？”時任社長陳立明告訴他：“這確實是用貴公司系統生產的海圖，只不過我們對軟體進行了改造！”系統軟體的英文說明書重達100多公斤，要對其功能進行改造，絕非易事，丹里爾先生被中國“海圖人”的創造精神所折服，破例向他們頒發了最高獎勵“總裁獎”。
創新是搶占制高點的法寶。早在20世紀80年代，“海圖人”就看到數字海圖時代已經來臨。工程師王斌等5名青年科技人員主動請纓，組成“星火隊”，開始了數字海圖套用研究。 隨著幾萬條程式從他們指尖輸入計算機，中國數字海圖一步一個腳印地變成現實：1988年將計算機技術成功引入海圖編制；1990年成立了我國第一個數字海圖生產研製實體；1994年成功研製出中國第一批數字海圖。此後短短几年，“海圖人”又相繼突破了不同比例尺海圖無縫拼接等6大核心技術難題，取得了4項世界獨創成果和17項國內領先成果。
數字海圖是繼雷達導航、衛星定位和衛星通信之後，現代航海史上的又一次革命。滑鼠一點，浩瀚大海盡收眼底。艦船航行時，數字海圖能按作戰意圖自動選擇航線；航道上出現危險因素時，數字海圖會發出聲音警告並顯示危險物圖形；遠程武器攻擊時，數字海圖能隨時提供艦船與海上任何一個目標點的實際距離和位置。藉助數字海圖，人們可以直觀監測重大海洋災害形成和發展過程，科學預報和預防海洋災害。
2002年，裝載全球數字海圖的“青島”號飛彈驅逐艦，圓滿完成了首次環球航行任務。中國數字海圖經受了近似實戰的檢驗。
