彭冰

摘 要：本文基于筆者多年從事海圖制圖的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以海圖中的圖輻和符號(hào)編輯設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，深度探討了海圖的定義和特性，海洋制圖編輯設(shè)計(jì)的技術(shù)內(nèi)容，海圖編輯設(shè)計(jì)的基本理論，圖幅設(shè)計(jì)的基本原理，海圖符號(hào)和要素表示方法等，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的技術(shù)總結(jié)，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要參考價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：海圖 定義 特性 編輯 設(shè)計(jì) 原理 方法 分幅

中圖分類(lèi)號(hào)：P28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0228-02

1 海圖的定義

海圖是海洋調(diào)查研究的成果，同時(shí)又是服務(wù)于海洋開(kāi)發(fā)利用的工具。隨著人類(lèi)對(duì)海洋認(rèn)識(shí)的加深，海圖的品種越來(lái)越多，內(nèi)容越來(lái)越豐富。表示方法和編制手段隨著科技的進(jìn)步，技術(shù)水平越來(lái)越高。

地圖的定義隨著地圖歷史的發(fā)展過(guò)程而不斷變化，一般地講應(yīng)定義為：按照一定的數(shù)學(xué)法則根據(jù)各自的具體用途，經(jīng)過(guò)選擇和概括，并用符號(hào)將地球表面上的各種或某一種自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的分布，狀況和聯(lián)系縮小表示在平面上的圖形。地圖就是運(yùn)用簡(jiǎn)化和概括，以可視形式表示這一客觀實(shí)際的某些方面的結(jié)構(gòu)。海圖是地圖的一個(gè)類(lèi)型，亦稱(chēng)海洋地圖，是以海洋及其毗鄰的陸地為描繪對(duì)象的地圖。信息論引入地圖學(xué)領(lǐng)域后，人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到地圖還是處理、提供和分析空間信息的一種特殊形式。

2 海圖的特性

海圖和地圖的主要特點(diǎn)有；一是有特定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；二是利用特殊的符號(hào)系統(tǒng)；三是對(duì)制圖對(duì)象的取舍和概括。海圖所描繪的海洋區(qū)域，有露出水面、高低不平的岸灘、島嶼，有深入水中、上下起伏的海底。就是海面，除起伏的因素外，由于潮汐、重力等多種因素的影響，也不是規(guī)則的。選擇不同的投影，或說(shuō)是具有特定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，是地圖和海圖區(qū)別于其它圖形的共同特點(diǎn)。符號(hào)的使用，使地球表面的圖形可以用任何比例尺表示在平面上；地圖能表示出地表的形狀；不僅能表示現(xiàn)象的外貌，還能表示出事物內(nèi)在的根本本質(zhì)等等，即是利用符號(hào)語(yǔ)言表示出制圖現(xiàn)象的時(shí)空變化。對(duì)制圖對(duì)象進(jìn)行取舍和概括，正是為了著力表現(xiàn)那些與用途有關(guān)的，尤其是重要的現(xiàn)象，并表現(xiàn)其有典型意義的特征和有決定意義的特點(diǎn)，提高圖的使用價(jià)值。

海圖的特點(diǎn)存在于它的特殊用途和所表現(xiàn)的制圖對(duì)象中。海圖的描繪對(duì)象是海洋及其毗鄰的陸地，獲取海洋信息的手段和方式主要是利用船舶進(jìn)行海洋水深與其它要素的測(cè)量，主要使用聲學(xué)儀器。海圖的內(nèi)容及其表示方法，除海底地形圖的內(nèi)容與陸圖一致，其它主要內(nèi)容為岸、灘和海底地貌、水文、助航、礙航物等等。表示方法更有如下特點(diǎn)：多選用墨卡托投影編制海圖，以利于船舶等角航行時(shí)進(jìn)行海圖作業(yè)；沒(méi)有固定的比例尺系列；深度起算面不是平均海面，而選用有利于航海的特定深度基準(zhǔn)面：分幅主要沿海岸線或航線劃分，鄰幅間有供航行換圖時(shí)所必需的較大重疊部分；為適應(yīng)分幅的特點(diǎn)，航海圖有自己特有的編號(hào)系統(tǒng)；海圖與陸圖制圖綜合的具體原則，因內(nèi)容差異甚大和用途不同而有所區(qū)別；獨(dú)立的符號(hào)系統(tǒng)；更需要及時(shí)、不間斷地進(jìn)行更新，保持其現(xiàn)勢(shì)性，以確保船舶航行的安全。

海圖編輯設(shè)計(jì)是海圖生產(chǎn)的初級(jí)階段（如圖1），是制作高質(zhì)量海圖的基礎(chǔ)。具體地說(shuō)，編輯設(shè)計(jì)是指海圖編輯所進(jìn)行的各項(xiàng)技術(shù)工作，也稱(chēng)編輯準(zhǔn)備，即根據(jù)海圖用途要求確定海圖的規(guī)格與內(nèi)容。達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)所需的資料，以及為此所進(jìn)行的分析研究和技術(shù)準(zhǔn)備工作。

3 編輯設(shè)計(jì)的技術(shù)內(nèi)容

海圖編輯設(shè)計(jì)工作的內(nèi)容，隨制圖任務(wù)性質(zhì)，制圖區(qū)域特點(diǎn)、制圖資料及儀器設(shè)備的不同而有所差別，主要有以下幾項(xiàng)：

海圖總體設(shè)計(jì)是確定海圖的基本規(guī)格、內(nèi)容及表示方法，包括海圖圖幅設(shè)計(jì)、確定海圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、構(gòu)思海圖的內(nèi)容及表示方法。制圖資料工作包括對(duì)制圖資料搜集、分析選擇。對(duì)于選定作為編圖的資料還要進(jìn)一步確定出基本資料、補(bǔ)充資料、參考資料。確定對(duì)各種資料的使用程度，使用范圍及使用方式。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)編圖需要和設(shè)備條件進(jìn)行復(fù)制及確定轉(zhuǎn)繪的原則、方法及精度要求。

4 編輯設(shè)計(jì)的基本理論

地圖傳輸論作為地圖學(xué)的基礎(chǔ)理論逐漸為大多數(shù)地圖學(xué)者所接受?？偨Y(jié)和研究地圖制圖經(jīng)驗(yàn)使我們認(rèn)識(shí)到，地圖傳輸論不僅揭示了地圖學(xué)的規(guī)律性，而且也加強(qiáng)了地圖學(xué)與其它自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的聯(lián)系，對(duì)于編輯設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)也不例外，尤其是在把編輯實(shí)際過(guò)程作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)研究時(shí)。地圖傳輸論被地圖設(shè)計(jì)人員接受后，使傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在認(rèn)識(shí)上起了很大變化，它把地圖設(shè)計(jì)者和用圖者聯(lián)系在一起的同時(shí)，提出與用圖者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)用戶需要的潛力。應(yīng)用在編輯設(shè)計(jì)上的主要理論是地圖感受論和地圖符號(hào)學(xué)。地圖感受論是研究地圖視覺(jué)感受的基本過(guò)程和特點(diǎn)，分析用圖者對(duì)圖形、圖像感受的心理因素和地圖感受的效果。為給地圖設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供客觀的依據(jù)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該有地圖視覺(jué)感受方面的知識(shí)，以視覺(jué)感受原理為指導(dǎo)，進(jìn)一步提高地圖設(shè)計(jì)能力，使地圖有一個(gè)最好的信息傳遞效果。地圖符號(hào)學(xué)已被視為一種特殊的地圖語(yǔ)言來(lái)研究，地圖語(yǔ)言是一種圖形語(yǔ)言，是一種特殊的符號(hào)系統(tǒng)。由于海圖圖形是海洋的空間模型，是記錄和傳輸海洋空間信息的特殊方式，在編輯設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用信息論感受論的方法和手段迅速得到成功，如受?chē)?guó)際海道測(cè)量組織的委托，加拿大海道測(cè)量局研制成了潮汐信息系統(tǒng)；各種海圖數(shù)據(jù)庫(kù)在各國(guó)相繼建立和發(fā)展。

5 圖幅設(shè)計(jì)原理

海圖圖幅設(shè)計(jì)就是按標(biāo)準(zhǔn)的海圖規(guī)格，根據(jù)比例尺，經(jīng)緯線網(wǎng)和制圖區(qū)域特點(diǎn)確定海圖的范圍。當(dāng)以經(jīng)緯線作內(nèi)圖廓線時(shí)，則求出圖廓四角的經(jīng)緯度值；當(dāng)不以經(jīng)緯線作為內(nèi)圖廓線時(shí)，則應(yīng)大致確定其圖幅范圍。

海圖的圖幅設(shè)計(jì)主要有單幅海圖的圖幅設(shè)計(jì)、掛圖及圖集的圖幅設(shè)計(jì)。在海圖比例尺已經(jīng)固定的情況下，單幅海圖的圖幅設(shè)計(jì)主要是從制圖區(qū)域和圖幅數(shù)量上加以考慮，對(duì)于連續(xù)成套的航海圖的相鄰圖幅還要有重疊。由于比例尺一定，則可以選擇小比例尺底圖，在底圖上根據(jù)所計(jì)算的經(jīng)緯差進(jìn)行單幅圖框套或多幅圖的連續(xù)框套，也就是俗稱(chēng)海圖的分幅設(shè)計(jì)。endprint

在制圖區(qū)域固定條件下，單幅海圖的圖幅設(shè)計(jì)主要是滿足海圖用途對(duì)制圖區(qū)域的完整性要求特別是對(duì)于區(qū)域界線較為明顯的海域地理單元，更要突出其區(qū)域的完整性，包括大比例尺表示的港口、海灣、島嶼、海峽水道或小比例尺表示的大洋海域。制圖區(qū)域一定，圖幅設(shè)計(jì)主要是考慮到海圖的比例尺和一定圖幅規(guī)格下的圖幅數(shù)量。因此，這種情況下的圖幅設(shè)計(jì)將和比例尺的確定同時(shí)進(jìn)行。

海圖的圖幅設(shè)計(jì)還要考慮面積小的，不宜單獨(dú)作圖的圖幅，可以用附圖形式配置在主圖的適當(dāng)位置，稱(chēng)主附圖；對(duì)于狹長(zhǎng)的水道、海峽海灣或海岸線走向與內(nèi)圖廓斜交使陸地面積過(guò)大，可作移圖處理，經(jīng)移圖處理的圖幅稱(chēng)拼接圖：個(gè)別海圖圖幅較小，可把兩幅或多幅拼接在一幅圖上，又稱(chēng)拼合圖；個(gè)別表示海域范圍的地理走向，還可以設(shè)計(jì)斜幅圖，以及破圖廓等等。

最常用的是航海圖的圖幅設(shè)計(jì)，總原則是充分滿足航海定位導(dǎo)航需要，保證航行安全和方便航海人員使用，主要遵循：保證地理單元的相對(duì)完整，海陸面積分布適當(dāng)，同比例尺成套航海圖之間應(yīng)有一定的重疊，盡量減少圖幅的數(shù)量。

6 符號(hào)和要素表示方法

海圖符號(hào)是海圖把海域及沿海陸地的各種信息傳輸給用圖者的特殊語(yǔ)言，它的主要功能表現(xiàn)在三個(gè)方面：首先使用海圖符號(hào)能對(duì)客觀事物進(jìn)行不同程度的抽象、概括和簡(jiǎn)化，能滿足各個(gè)方面的不同要求，并在比例尺縮小的情況下，仍能反映區(qū)域的基本面貌，同時(shí)保持清晰易讀；其次，海圖符號(hào)賦予海圖極大的表現(xiàn)能力，它即能表示具體的事物，如航標(biāo)、沉船等，也能表現(xiàn)抽象的事物，如海區(qū)界線等：既能表示現(xiàn)實(shí)上存在的事物，如石油平臺(tái)，又能表示歷史上有過(guò)的事物及未來(lái)將出現(xiàn)的事物，如古河道，設(shè)計(jì)中的碼頭等；既能表示事物的外形，如海岸線性質(zhì)，又能表示事物的內(nèi)部性質(zhì)。如海水的鹽度等；第三，海圖符號(hào)能提高海圖的應(yīng)用效果，它能在平面上建立或再現(xiàn)客觀現(xiàn)象的空間模型，并為無(wú)法表示的現(xiàn)象設(shè)計(jì)想象的模型。

按海圖符號(hào)所表示事物的分布特點(diǎn)分為：點(diǎn)狀符號(hào)、線狀符號(hào)、面狀符號(hào)；按符號(hào)的尺寸與海圖比例尺的關(guān)系分為：依比例尺符號(hào)、半依比例尺符號(hào)、不依比例尺符號(hào)；按符號(hào)的形狀與事物的關(guān)系分為：正形符號(hào)、象征符號(hào)。海圖的基本符號(hào)，就是《海圖圖式》，包含了繪制航海圖的全部符號(hào)和縮寫(xiě)，它同時(shí)也是繪制其它海圖的基本符號(hào)。

海底地貌作為海圖的一個(gè)內(nèi)容要素，主要是指海底表面起伏的變化情況和形態(tài)特征。航海圖、海底地形圖及各種海洋專(zhuān)題圖，由于它們的用途不同，對(duì)海底地貌的表示有不同的要求，常常采用不同的表示方法。就是同一種海圖，由于比例尺不同及制圖資料詳細(xì)程度的差異，采用的表示方法也不一樣。海圖上常用的海底地貌表示法有：符號(hào)法，深度注記法，等深線法等等。

7 編輯過(guò)程研究

數(shù)字海圖的編輯設(shè)計(jì)大體分為以下四個(gè)階段。

（1）編輯設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段：這一階段的工作與傳統(tǒng)的制圖過(guò)程基本相同，包括收集、分析、評(píng)價(jià)和確定編圖資料，根據(jù)編圖要求選定投影、比例尺、海圖內(nèi)容，表示方法等，并按自動(dòng)制圖的要求做好準(zhǔn)備，如為了數(shù)字化，應(yīng)對(duì)原始資料進(jìn)一步處理，確定海圖資料的數(shù)字化方法，進(jìn)行數(shù)字化前的編輯處理，現(xiàn)在，我們一般嘗試，采用計(jì)算機(jī)直接處理原始資料。設(shè)計(jì)地圖內(nèi)容要素的數(shù)字編輯系統(tǒng)，研究程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求，完成數(shù)字制圖的編輯計(jì)劃。（2）數(shù)字化階段：一般采用手扶跟蹤和掃描數(shù)字化兩種，以矢量形式記錄，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，供調(diào)用。（3）數(shù)據(jù)處理和編輯階段：這是數(shù)字制圖的核心工作。數(shù)字化信息輸入計(jì)算機(jī)后要對(duì)信息本身進(jìn)行檢查、糾正、生成數(shù)字化文件，轉(zhuǎn)換特征碼，統(tǒng)一坐標(biāo)，不同資料的數(shù)據(jù)合并歸類(lèi)等；另一方面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括數(shù)字基礎(chǔ)的建立、投影變換、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選取和概括等。無(wú)論以何種方式輸入的數(shù)據(jù)，都會(huì)出現(xiàn)誤差，最常見(jiàn)的有多邊形不閉合，相鄰多邊形出現(xiàn)重疊和裂口，相鄰線段出現(xiàn)斷頭，相鄰圖幅邊緣不匹配等，所以都應(yīng)進(jìn)行編輯檢查，還要對(duì)要素分成進(jìn)行校核。（4）圖形輸出階段：最終的數(shù)字海圖產(chǎn)品不僅包括各種分層要素，還可能有各種圖表，所以要進(jìn)行存儲(chǔ)或顯示在屏幕上或打印在紙上。

參考文獻(xiàn)

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