中國是最早繪制和使用海圖的國家之一。據(jù)考證,公元前5~前3世紀(jì)戰(zhàn)國時代的《山海經(jīng)》是已散佚的《山海圖》的文字說明,散佚的圖中有一部分可能帶有原始海圖的性質(zhì)。12世紀(jì)初北宋末年的《宣和奉使高麗圖經(jīng)》一書,文存圖亡,書中寫到“神州所經(jīng)島洲苫嶼,而為之圖”,可見所亡之圖有海圖。明朝《武備志》卷二百四十收有三保太監(jiān)下西洋的《自寶船廠開船從龍江關(guān)出水直抵外國諸番圖》。圖上全程自右向左一字展開,記有每段航線的針位和航程及牽星“指數(shù)”,但無基準(zhǔn)方向,也不成比例,屬于圖解的航路指南。中國歷史上,民間還有多種手抄流傳的海圖,稱為秘本。章巽教授1980年編輯的《古航海圖考釋》收有69幅古海圖,范圍北起遼東灣,南至廣東。
歐洲最早為航海人員繪制的海圖,可能出于公元1世紀(jì)、出生于提爾(今屬黎巴嫩)的希臘人馬里納斯之手。圖上經(jīng)線和緯線均為等間距,以當(dāng)時的航運中心“羅得島”為基準(zhǔn)。出生于埃及的希臘人托勒密是那個時代偉大的制圖學(xué)家。公元2世紀(jì)他首創(chuàng)把一塊地球曲面投影于平面的制圖法,定下了北在上方的制圖常規(guī)。他的學(xué)說成為后世制圖工作的準(zhǔn)繩。歐洲中世紀(jì)最好的海圖是13世紀(jì)的波托蘭海圖。早期的波托蘭海圖標(biāo)繪的內(nèi)容主要是地中海及其鄰近海區(qū),以后逐步擴(kuò)大。這種海圖繪在羊皮上,相當(dāng)準(zhǔn)確,圖上有許多風(fēng)向花,方向線延伸于全圖,便于讀取航向;無經(jīng)緯度和水深;一般為小比例尺。地理學(xué)家G.墨卡托1569年發(fā)表了按等角正圓柱投影原理制作的世界圖(共18幅),他被尊為現(xiàn)代海圖之父。現(xiàn)代海圖的95%屬于墨卡托投影圖。
許多航運發(fā)達(dá)國家都出版海圖。國際海道測量組織出版有國際海圖,各會員國可修改復(fù)印。中國于1921年成立海道測量局,開始測繪、出版現(xiàn)代海圖,所出海圖多屬港灣圖和江河圖。中華人民共和國成立后,1958年開始進(jìn)行全國海區(qū)的基本測繪工作,陸續(xù)出版各種海圖,并從中國海區(qū)向遠(yuǎn)海海區(qū)發(fā)展。
海圖分類
航用海圖
通常簡稱海圖,供船舶進(jìn)行航跡推算、船位測繪和航線設(shè)計等。各國航用海圖分類大同小異,中國分為三種:①海區(qū)總圖。主要供各級機(jī)關(guān)和船舶研究海區(qū)形勢,擬訂航行計劃等使用。比例尺一般為1:300萬或更小。②航行圖。主要供船舶航行作業(yè)使用。比例尺為1:10萬~1:299萬。其中遠(yuǎn)洋航行圖1:100萬~1:299萬;近海航行圖1:50萬~1:99萬;近岸航行圖1:20萬~1:49萬;沿岸航行圖1:10萬~1:19萬。③港灣圖。主要供船舶進(jìn)出港灣、錨地、通過狹窄水道及港灣施工、管理等使用。比例尺一般大于1:10萬。
航用海圖內(nèi)容有兩大類。一類表示自然地理特性,如岸形地貌、山峰、島嶼、水深、底質(zhì)、礁石、淺灘、錨地、冰區(qū)、磁差等;另一類表示人工設(shè)施及人為障礙物,如碼頭及其他系泊裝置、航標(biāo)、無線電導(dǎo)航臺、海底電纜、禁止拋錨區(qū)、水雷區(qū)、沉船區(qū)等。以上內(nèi)容在海圖上要求位置盡可能準(zhǔn)確,資料盡可能詳細(xì),圖面盡可能清晰,因此內(nèi)容都用圖式標(biāo)記。航用海圖內(nèi)容隨時根據(jù)《航海通告》等有關(guān)資料進(jìn)行改正和補(bǔ)充,以保持其現(xiàn)實性。
非航用海圖
主要有:大圓圖,屬心射投影,大圓弧在圖上是直線,供擬定大圓航線用;航路圖,供擬定大洋航線參考;氣象圖、冰圖、海洋圖、潮流圖等,供擬定航線以及航行中了解氣象、冰情與海洋情況參考;等磁差曲線圖,供了解海區(qū)磁差情況;空白圖,供大洋航行標(biāo)繪船位用。非航用海圖一般為小比例尺圖。
海圖投影方法
墨卡托投影
又稱等角正圓柱投影。圓柱與赤道相切,投影原點在球心。船舶要求在海上航行時在盡可能長的時間內(nèi)保持航向不變,即沿恒向線航行;要求能在海圖上直接畫出觀測到的物標(biāo)方位。因此要求恒向線在海圖上表現(xiàn)為直線;圖上與地面上恒向線間的夾角保持一致,即正形。墨卡托投影法繪制的海圖滿足了上述要求,圖上赤道為直線,所有經(jīng)線都是與赤道相垂直的平行直線,緯線都是與赤道相平行的直線,經(jīng)度線和緯度線按相同比例漸長。
高斯投影
又稱橫圓柱投影。圓柱與經(jīng)度線相切,投影原點在球心。在軸子午線兩側(cè)小范圍內(nèi),可認(rèn)為無變形。多用以繪制大比例尺港泊圖。
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(rèn)為無變形。常用以繪制大比例尺港泊圖。
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。是繪制極區(qū)海圖的主要投影方法,具有正形性質(zhì)。用這種方法繪制的海圖,圖上任意兩點間的大圓弧近似一條直線,恒向線為一曲線。在極區(qū)航行中,能在圖上量取航向和航程。