1、航海學航海學海圖海圖 海圖海圖(chart)(chart)是地圖的一種，是以海洋及其是地圖的一種，是以海洋及其毗鄰的陸地為描述對象，為滿足航海的需要而專毗鄰的陸地為描述對象，為滿足航海的需要而專門繪制的一種地圖。海圖上詳細地繪畫出了航海門繪制的一種地圖。海圖上詳細地繪畫出了航海所需要的各種資料，如岸形、島嶼、淺灘、沉船所需要的各種資料，如岸形、島嶼、淺灘、沉船、水深、底質、礙航物、和助航設施等。、水深、底質、礙航物、和助航設施等。 海圖是航海的重要工具之一，作用如下：海圖是航海的重要工具之一，作用如下： 在航行前擬定計劃航線、制訂航行計劃在航行前擬定計劃航線、制訂航行計劃 航行中進行航跡推算、

2、定位、導航和避險航行中進行航跡推算、定位、導航和避險 航行后總結航行經驗、發生海事后分析事故原航行后總結航行經驗、發生海事后分析事故原 因、判斷事故責任等因、判斷事故責任等& 第一節第一節 地圖投影地圖投影& 第二節第二節 恒向線恒向線& 第三節第三節 墨卡托投影墨卡托投影& 第四節第四節 港泊圖與大圓海圖的投影方法港泊圖與大圓海圖的投影方法& 第五節第五節 識圖識圖& 第六節第六節 海圖分類和使用海圖分類和使用& 本章小結本章小結 第一節第一節 地地 圖圖 投投 影影一、比例尺與投影變形 1. 地圖投影 2. 局部比例尺與基準比例尺二、

3、地圖投影分類 1. 按投影變形性質分類 2. 按構成地圖圖網的方法分類地圖投影地圖投影v概念概念：按照按照一定的數學法則一定的數學法則，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，稱為地圖投影。上去的方法，稱為地圖投影。u意義意義：因為地面上任意一點都可以用地理坐標來確定，因為地面上任意一點都可以用地理坐標來確定，所以地圖投影主要就是將地面上的經緯線按一定的數學所以地圖投影主要就是將地面上的經緯線按一定的數學法則繪畫到平面上去，建立地圖的經緯線圖網。法則繪畫到平面上去，建立地圖的經緯線圖網。 無論將地球視為圓球體或橢圓體，其表面都是不可展的無論將地球視為圓

4、球體或橢圓體，其表面都是不可展的曲面，不能無裂隙、無皺褶地將它平展開來。曲面，不能無裂隙、無皺褶地將它平展開來。 不可展曲面不可展曲面 如果按同一比例縮小：地球儀如果按同一比例縮小：地球儀 按按不同比例拉伸或壓縮不同比例拉伸或壓縮 （避免裂隙和皺褶）（避免裂隙和皺褶） 但不可避免產生投影變形（長度、角度、面積變形）但不可避免產生投影變形（長度、角度、面積變形） ：平面圖：平面圖 局部比例尺與基準比例尺局部比例尺與基準比例尺1.1.局部比例尺局部比例尺v 概念：設概念：設A A為地面上任意一點，在它的某個方向上有線段為地面上任意一點，在它的某個方向上有線段ABAB，如果將它投影到地圖上去，變成圖

5、上線段如果將它投影到地圖上去，變成圖上線段abab，則該地圖在，則該地圖在A A點的這點的這個方向的比例尺個方向的比例尺(C)(C)為為: :u局部比例尺在投影變形中表現方式：局部比例尺在投影變形中表現方式： 由于存在投影變形，同一張圖上各點局部比例尺可能都不相同；由于存在投影變形，同一張圖上各點局部比例尺可能都不相同； 有時，同一點各個方向的局部比例尺也各不相同。有時，同一點各個方向的局部比例尺也各不相同。 局部比例尺在投影中的變化，可以反映出地圖投影變形的特點：局部比例尺在投影中的變化，可以反映出地圖投影變形的特點： l 如圖上某點各個方向的局部比例尺相等，則該圖在這點上能夠如圖上某點各個

6、方向的局部比例尺相等，則該圖在這點上能夠保持與地面對應處形狀相似，并在這一點上能夠保持角度不變，保持與地面對應處形狀相似，并在這一點上能夠保持角度不變，這在地圖投影中稱為這在地圖投影中稱為正形或等角投影正形或等角投影，如墨卡托海圖投影等。，如墨卡托海圖投影等。l 相反，如果地圖上某點各個方向的局部比例尺不相等，則該圖相反，如果地圖上某點各個方向的局部比例尺不相等，則該圖在這一點上就不能保持正形或等角。在這一點上就不能保持正形或等角。ABablimC0AB 這種比例尺就叫局部比例尺這種比例尺就叫局部比例尺 局部比例尺與基準比例尺局部比例尺與基準比例尺v概念：一般地圖上注明的比例尺，稱為普通比例尺

7、。概念：一般地圖上注明的比例尺，稱為普通比例尺。u 局部比例尺的取值方法：局部比例尺的取值方法： 可能是圖上各個局部比例尺的平均值；可能是圖上各個局部比例尺的平均值； 或是圖上某點或某線的局部比例尺。或是圖上某點或某線的局部比例尺。航海上，有時為了便于幾張海圖聯合起來使用，常取航海上，有時為了便于幾張海圖聯合起來使用，常取某點或某線的局部比例尺，作為幾張圖共同的基準比某點或某線的局部比例尺，作為幾張圖共同的基準比例尺，此時，上述的基準點或基準線可能不在某張圖例尺，此時，上述的基準點或基準線可能不在某張圖的圖區覆蓋范圍內。的圖區覆蓋范圍內。 局部比例尺與基準比例尺局部比例尺與基準比例尺3. 比例

8、尺的表示方法：比例尺的表示方法：數字比例尺：用數字比例尺：用1 1和若干數字的比例來表示，例如和若干數字的比例來表示，例如 1:300 0001:300 000或或1 1300 000300 000長度等于地面上長度等于地面上3030萬個相同單位的長度。萬個相同單位的長度。它表示圖上基準點處，一個單位它表示圖上基準點處，一個單位數字比例尺的分母數值越大，則比例尺越小；數字比例尺的分母數值越大，則比例尺越小； 反之，分母數值越小，則比例尺越大。反之，分母數值越小，則比例尺越大。直線比例尺：如直線比例尺：如200020040060080010001012345cable它一般用比例圖尺繪畫在海圖標

9、題欄內或圖邊適當的地方。它一般用比例圖尺繪畫在海圖標題欄內或圖邊適當的地方。 局部比例尺與基準比例尺局部比例尺與基準比例尺4.4.海圖比例尺與海圖極限精度海圖比例尺與海圖極限精度v 海圖的極限精度海圖的極限精度：當實地水平長度按比例尺縮繪到地圖上時，：當實地水平長度按比例尺縮繪到地圖上時，不可避免地會產生繪畫誤差。通常，正常人的眼睛只能夠分辨清不可避免地會產生繪畫誤差。通常，正常人的眼睛只能夠分辨清楚圖上大于楚圖上大于0.1mm0.1mm間距的兩點，也就是說繪畫海圖的誤差一般也間距的兩點，也就是說繪畫海圖的誤差一般也不會小于不會小于0.1mm0.1mm。這種相當于海圖上。這種相當于海圖上0.1

10、mm0.1mm所代表的實地水平長度，所代表的實地水平長度，叫做比例尺的精度，或叫做海圖的極限精度。下面是一個海圖比叫做比例尺的精度，或叫做海圖的極限精度。下面是一個海圖比例尺與極限精度的對照圖表：例尺與極限精度的對照圖表：海圖比例尺海圖比例尺極限精度（米）極限精度（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 局部比例尺與基準比例尺局部比例尺與基準比例尺海圖比例尺大小的意義：海圖比例尺大小的意義：決定海圖的制圖精度決定海圖的制圖精度：海圖比例尺越小，海圖的精度越差。：海圖比例尺越小，海圖的精度越差。決定海圖作業的最高精度決定海圖作業的最高精度：比例尺越小，海圖作業精度越差，比例尺越小，海圖作業精度越差，其在數值上等于海圖極限精度的其在數值上等于海圖極限精度的2倍。倍。在海圖作業中，用削在海圖作業中，用削尖的鉛筆尖在圖上畫一小點，其直徑最小也有

12、尖的鉛筆尖在圖上畫一小點，其直徑最小也有0.2mm0.2mm，這是，這是海圖作業時能夠分辨和量出的最小距離。例如：在比例尺為海圖作業時能夠分辨和量出的最小距離。例如：在比例尺為1:300 0001:300 000的海圖上，的海圖上，0.2mm0.2mm代表地表面的距離是代表地表面的距離是0.2mm X 3 0.2mm X 3 000 000 = 600m,000 000 = 600m,它說明在該圖上進行海圖作業的極限精度它說明在該圖上進行海圖作業的極限精度為為600m600m，即在該海圖上不可能量出小于，即在該海圖上不可能量出小于600m600m的長度來。的長度來。比例尺越大，圖上所繪制比例尺

13、越大，圖上所繪制的資料越詳細、準確，海圖的可靠性程度就越高。的資料越詳細、準確，海圖的可靠性程度就越高。因此，在進行海圖作業時，應根據航區的特因此，在進行海圖作業時，應根據航區的特點，盡可能選擇較大比例尺的海圖，以便能夠獲得點，盡可能選擇較大比例尺的海圖，以便能夠獲得更詳細的航海資料和提高海圖作業精度。更詳細的航海資料和提高海圖作業精度。 地圖投影分類地圖投影分類按 投 影 的 變 形 性 質 分 類 按構成地圖圖網的方法分類等角投影 等積投影任意投影平面投影圓錐投影圓柱投影條件投影按投影變形的性質分類按投影變形的性質分類等角投影（又稱正形投影）等角投影（又稱正形投影）vv概念概念：等角投影：

14、等角投影是圖上無限小的局部圖像與地面上相對應的是圖上無限小的局部圖像與地面上相對應的地形保持相似的一種投影方法。地形保持相似的一種投影方法。uu等角投影的特點等角投影的特點： 局部相似：在等角投影圖上，任意點各個方向的局部比例尺局部相似：在等角投影圖上，任意點各個方向的局部比例尺相相 等，能保持圖上無限小的局部圖像與地面上對應等，能保持圖上無限小的局部圖像與地面上對應 的形狀相似的形狀相似，即地面上一個微分圓，投影到圖上，即地面上一個微分圓，投影到圖上 仍能保持是個圓，或者說地面上某地的一個角度仍能保持是個圓，或者說地面上某地的一個角度, 投影到圖上后仍能保持其角度的大小不變。投影到圖上后仍能保持其角度的大小不變。 整體變形：由于圖上不同地點的局部比例尺隨經、緯度的變整體變形：由于圖上不同地點的局部比例尺隨經、緯度的變動動 而變化，即從整體來說，地圖的形狀仍會有變形而變化，即從整體來說，地圖的形狀仍會有變形. . 例如：在地面上不同地點的兩個相同大小的微分例如：在地面上不同地點的兩個相同大小的微分 圓，在等角投影圖上可能被繪畫成兩個不同大小圓，在等角投影圖上可能被繪畫成兩個不同大小 的圓。的圓。按投影變形的性質分類按投影變形的性質分類等積投影等積投影vv概念概念：等積投影：等積