Journal of Geo-information Science >
Establishing Fundamental Geographic Framework for the Comprehensive Maritimes Atlas Oriented to Sea and Land Integration
Received date: 2022-02-25
Revised date: 2022-05-09
Online published: 2022-11-25
Supported by
National Natural Science Foundation of China(42171436)
Provincial Teaching Research Project of Colleges and Universities in Hubei Province(2021012)
The design and compilation of comprehensive maritime atlas integrating sea and land information serve the national development initiative of "building a marine community with shared future", it is also an important thrust to promote the culture fusion and friendly cooperation between marine and land areas. Therefore, it has attracted widespread attention in the field of cartography. This paper firstly discusses the special characteristics of marine-land integrated atlas through the comparative analysis with nautical charts and land atlas, referring to the thematic topic, map scale, map projection, and geographic subdivision. Then it proposes a top-level design of fundamental geographic framework for the comprehensive maritime atlas from the perspective of marine and land combination, including both the content system and construction strategy. Next, taking "Maritime Atlas of the World" as an instance, the paper puts forward the specific establishment of fundamental geographic framework in details: (1) the coordinate system of WGS84 should be used for medium and small scale maps, while the CGCS2000 should be used for large scale maps; (2) according to the map thematic and content, cartographic area, and deformation needs, mapping units can use various projections such as qual difference latitude parallel polyconic projection, Mercator projection, Goode projection, and so on; (3) six types of geographic base maps are adopted, i.e. typical reginal map, land map, sea map, navigation area map, and port map, their contents are generated in series by further selection and simplification; (4) all the mapping units should be arranged to the north, and map layouts are various with flexible geographic subdivision and map subdivision. The “Maritime Atlas of the world” complication practice shows that this proposed fundamental geographic framework can well support the integration of marine and land information into a cohesive coordinative manner.
HUANG Lina , YANG Liuduozi , YAO Xiangyu , HOU Mengying , REN Fu . Establishing Fundamental Geographic Framework for the Comprehensive Maritimes Atlas Oriented to Sea and Land Integration[J]. Journal of Geo-information Science, 2022 , 24(9) : 1647 -1661 . DOI: 10.12082/dqxxkx.2022.220081
表1 综合航海地图集与航海图集、陆地图集的表达特点对比Tab. 1 Comparison of expression characteristics between comprehensive maritime atlas, nautical charts as land atlas |
综合航海地图集 | 航海图集 | 陆地图集 | |
---|---|---|---|
内容选题 | 海陆协同,根据表达主题在海洋部分和陆地部分各有侧重 | 以海洋部分为主,陆地部分只简单表示海岸的交通、居民地等基本地形要素[28-29] | 以陆地部分为主,海洋部分通常只表示海底地形分布[30] |
表达尺度 | 注重涉海表达的适应性,系列比例尺既有层次性又有可比性 | 比例尺无级缩放,通常一图一尺[31-32] | 系列比例尺大小有序、简单可比[25] |
地图投影 | 强调海陆并举,可采用分瓣投影、混合投影等方案 | 多采用等角投影,保持方向变形较小[33-34] | 常使用等积投影或等角投影,投影变形连续[26] |
地理分幅 | 顾及海陆衔接,通常包含海岸部分 | 经纬线分幅,可以仅表示海洋部分[35] | 经纬线分幅或岛状分幅,可以仅表示陆地部分[36] |
表2 《世界航海地图集》[27]使用的投影方法Tab. 2 Projection methods used in the “Maritime Atlas of the World” |
等差分纬线多圆锥投影 | 墨卡托投影 | 米勒投影 | 高尔-墨卡托混合投影 | |
---|---|---|---|---|
制图区域 | 世界区域,国家行政区域,以陆地为主典型区域 | 世界区域,以海部为主典型区域,航区,海区等 | 世界区域,以陆地或海部为主典型区域、航区、海区、港区等 | 世界区域,以陆地或海部为主典型区域 |
专题表达 内容 | 世界地形,降水深度,大气湿度,风场等 | 大洋,海水无机盐,海表气温,海上浮标系统区划等 | 夜间灯光,世界港口,航海历史,气候类型,海上危险天气等 | 世界遗产,海平面气压,海表面风场等 |
投影变形 需要 | 中国及同一纬带上其他地区的面积变形较小 | 等角变形,每一点各方向的长度比相等 | 与墨卡托投影类似,极点地区的面积变形相对较小 | 南北纬45°以外为等积投影,以内为等角投影 |
汉麦尔投影 | 温克尔投影 | 古德分瓣投影 | 极地方位投影 | |
制图区域 | 世界范围的海域 | 世界范围的区域 | 以陆地为主典型区域,以海部为主典型区域 | 南北极地区 |
专题表达 内容 | 海洋地壳年龄 | 磁场年差变化,地磁场强度,海面盐度等 | 陆地地质类型,陆地物种栖息地,海洋生物多样性分布等 | 南极洲,北冰洋,磁极运动轨迹,极地海表温等 |
投影变形 需要 | 等面积投影,极点附近区域的剪切较少 | 等积投影与等角投影的折中,极点投影为一定长度直线 | 等积投影,保持陆地或海域的完整性 | 经线为放射直线,纬线为同心圆 |
表3 地理底图系列及其表达要素Tab. 3 The geographic base map series and their expression elements |
底图类型 | 地图底图的上图内容 |
---|---|
世界地图底图 | 大洋、海岸线、岛屿、港口、河流、湖泊、国界、地区界、军事分界线、首都、重要城市、表面注记 |
典型区域底图 | 大洋、海岸线、岛屿、洲界、河流、湖泊、国界、地区界、军事分界线、首都、省界、省会、州市界、重要城市、交通网、表面注记 |
陆地地图底图 | 大洋、海岸线、岛屿、河流、湖泊、国界、军事分界线、地区界、重要城市、重要地物、表面注记 |
海域地图底图 | 大洋、海岸线、岛屿、地区界、陆地重要水系、重要城市、表面注记 |
航区图底图 | 大洋、洲界、海岸线、岛屿、陆地重要水系、国界、军事分界线、重要城市、交通网、表面注记 |
港口图底图 | 大洋、海岸线、岛屿、陆地重要水系、国界、军事分界线、居民地、交通网、表面注记 |
图6 海陆覆盖专题图设计中基础地理框架的应用注:该图基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号为GS(2021)6804号的《世界航海地图集》[27]制作,底图无修改。 Fig. 6 Application of the proposed fundamental geographic framework in map design to present the sea-land coverage information |
[1] |
张坤. 促进区域海洋治理构建海洋命运共同体[N]. 中国自然资源报,2021-11-15(005). [ Zhang K. Promoting regional marine governance and building a community of shared marine destiny[N]. China Natural Resource News, 2021- 11-15(005). ] DOI: 10.28291/n.cnki.ngtzy.2021. 003720.
|
[2] |
杨林. 海陆统筹推进海洋经济高质量发展[N]. 中国社会科学报,2021-08-31(003). [ Yang L. Promoting the high-quality development of marine economy based on sea and land coordination[N]. Chinese Social Sciences Today, 2021- 08-31(003). ] DOI: 10.28131/n.cnki.ncshk.2021.003305.
|
[3] |
吴秀芸, 王海江, 梁寒冬, 等. 海陆空间信息一体化集成共享研究与应用[J]. 地理空间信息, 2021, 19(3):76-78,7.
[
|
[4] |
李华光, 陈田, 魏海洋, 等. 海陆一体化融合技术的中国电子海图服务研究[J]. 地理信息世界, 2020, 27(4):129-134.
[
|
[5] |
白亭颖, 王昭. 面向“一带一路”倡议的航海图书专题产品体系构建[J]. 中国海事, 2017(9):18-21.
[
|
[6] |
|
[7] |
国家海洋局. 中国海洋21世纪议程[M]. 北京:海洋出版社, 1996. [ State Oceanic Administration. China Ocean of agenda 21st century[M]. Beijing: China Ocean Press, 1996. ]
|
[8] |
中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要[N]. 人民日报,2011-03-17(001). [. Outline of the People's Republic of China 12th five-year plan for national economic and social development[N]. People's Daily, 2011- 03-17(001). ] DOI: 10.28655/n.cnki.nrmrb.2011. 0 15717
|
[9] |
“一带一路”建设海上合作设想[N]. 中国海洋报,2017-06-21(003). [. The Vision for Maritime Cooperation under the Belt and Road Initiative[N]. China Ocean News, 2017- 06-21(003). ] DOI: 10.28085/n.cnki.nchyb. 2017.000651
|
[10] |
王荣林, 董江, 白亭颖, 等. 区域综合航海地图集设计与编制[J]. 中国海事, 2019(5):53-55.
[
|
[11] |
刘颖, 桑金, 缪锦根, 等. 海区尺度港航地图集的表达设计——以《中国北方枢纽港港航地图集》为例[J]. 测绘地理信息, 2021, 46(5):138-142.
[
|
[12] |
张岳, 王荣林, 赵大龙. 《京津冀协同航运发展地图集》的制图设计与编制初探[J]. 测绘与空间地理信息, 2017, 40(8):201-203.
[
|
[13] |
Lloyd's maritime atlas of world ports and shipping places[M]. 32 th ed.ed. London: Informa Law from Routledge, 2021.
|
[14] |
中国气象局上海台风研究所. 西北太平洋热带气旋气候图集[M]. 北京: 气象出版社,1990.
[ Shanghai Typhoon Research Institute of China Meteorological Administration. Climatological atlas of tropical cyclones over the western north pacific[M]. Beijing: China Meteorological Press, 1990. ]
|
[15] |
Oxford University. Atlas of the world[M]. 27th ed. Oxford: Oxford University Press, 2020.
|
[16] |
中国地质调查局. 粤港澳大湾区自然资源与环境图集[M]. 北京: 科学出版社, 2019.
[ China Geological Survey. Atlas of natural resources and environment in Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area[M]. Beijing: China Science Publishing & Media Ltd, 2019. ]
|
[17] |
交通运输部北海航海保障中心. 北极航海地图集[M]. 北京: 中国地图出版社, 2015.
[ Northern Navigation Service Center, Maritime Safety Administration, People's Republic of China. Atlas of arctic navigation[M]. Beijing: Sino Maps Press, 2015. ]
|
[18] |
交通运输部北海航海保障中心. 京津冀协同发展航运地图集[M]. 哈尔滨: 哈尔滨地图出版社, 2018.
[ Northern Navigation Service Center, Maritime Safety Administration, People's Republic of China. Atlas of coordinated development of shipping in Beijing, Tianjin and Hebei[M]. Beijing: Sino Maps Press, 2018. ]
|
[19] |
交通运输部北海航海保障中心. 中国北方枢纽港港航地图集[M]. 北京: 中国地图出版社, 2019.
[ Northern Navigation Service Center, Maritime Safety Administration, People's Republic of China. Atlas of ports and navigation of hub ports in North China[M]. Beijing: Sino Maps Press, 2019. ]
|
[20] |
|
[21] |
|
[22] |
|
[23] |
|
[24] |
王炎, 田雨. 基于海图和ASTER GDEM数据融合的水陆一体连续地形构建[J]. 中国港湾建设, 2020, 40(3):13-19.
[
|
[25] |
宋鹰, 刘子希, 程雄. 国家经济地图集基础地理框架的建立[J]. 测绘通报, 2017(6):61-67.
[
|
[26] |
乔俊军, 胡冯伟, 王东华, 等. 新世纪版《国家普通地图集》数学基础的系统化构建与可视化研究[J]. 地理信息世界, 2019, 26(5):64-72,78.
[
|
[27] |
交通运输部北海航海保障中心天津海事测绘中心, 武汉大学. 世界航海地图集[M]. 北京: 中国地图出版社, 2021.
[ Tianjin Maritime Surveying and
|
[28] |
|
[29] |
|
[30] |
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
张志衡, 彭认灿, 董箭, 等. 极地海区等距离正圆柱投影平面上等角航线的展绘方法[J]. 测绘科学技术学报, 2015, 32(5):535-538,544.
[
|
[34] |
|
[35] |
|
[36] |
|
[37] |
|
[38] |
庞小平, 安妮, 白亭颖, 等. 海区尺度港航地图集的内容设计——以《中国北方枢纽港港航地图集》为例[J]. 测绘地理信息, 2021, 46(1):28-33.
[
|
[39] |
|
[40] |
董箭, 彭认灿, 朱穆华, 等. 海图图幅自动设计方法研究[J]. 地理空间信息, 2019, 17(6):6-9,145.
[
|
[41] |
IHO S-65 Electronic Navigational Charts (ENCs) “Production Guidance” Edition 1.0[S]. Monaco: International Hydrographic Bureau, 2005.
|
[42] |
葛智杰, 王斌, 刘嵩. 基于航海应用的海图数据库比例尺分级研究[J]. 海洋测绘, 2018, 38(2):57-60.
[
|
[43] |
极地测绘科学国家测绘局重点实验室. 南北极地图集[M]. 北京: 中国地图出版社. 2009.
[ Key Lab. for Polar Surveying and Mapping Science, SBSM. Atlas of the arctic and antarctica[M]. Beijing: Sino Maps Press, 2009. ]
|
[44] |
|
[45] |
李忠美, 张猛, 边少锋, 等. 斜轴墨卡托投影及其在航海中的应用[J]. 舰船电子工程, 2019, 39(12):54-57.
[
|
[46] |
|
[47] |
凌勇, 申家双. 海图、谷歌地图的投影选择[J]. 现代测绘, 2011, 34(6):9-12.
[
|
[48] |
张志衡, 彭认灿, 董箭, 等. 距离正圆柱投影在极区海图中的应用研究[J]. 海洋测绘, 2018, 38(4):67-70,74.
[
|
[49] |
|
[50] |
边少锋, 李忠美, 李厚朴. 极区非奇异高斯投影复变函数表示[J]. 测绘学报, 2014, 43(4):348-352,359.
[
|
[51] |
|
[52] |
|
[53] |
|
[54] |
华棠, 边少锋, 丁佳波, 等. 再论采用双重投影法的椭球面日晷投影[J]. 海洋测绘, 2020, 40(2):19-22.
[
|
[55] |
刘文超, 温朝江, 卞鸿巍, 等. 利用双重投影改进横墨卡托投影极区应用方法[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2019, 44(8):1138-1143.
[
|
[56] |
|
[57] |
何光强, 宋秀琚. 地图投影与全球地缘政治分析:一种空间认知的视角[J]. 人文地理, 2014, 29(2):113-122.
[
|
[58] |
郭永慧. 基于城市空间结构特点的影像地图集分幅研究[J]. 地理空间信息, 2008, 6(6):120-123.
[
|
[59] |
|
[60] |
Mogensen T Æ. Planet map generation by tetrahedral subdivision: proceedings of the Perspectives of Systems Informatics, 306-318, 2010[C]. Springer Berlin Heidelberg. DOI: 10.1007/978-3-642-11486-1_26
|
[61] |
|
[62] |
魏智威, 丁愫, 孟爽, 等. 基于图分割的可变比例尺地图分幅回溯算法[J]. 测绘地理信息, 2021, 46(1):88-92.
[
|
[63] |
叶志荣, 宋立伟, 沙宏杰, 等. 中国海事电子海图分幅标准研究[J]. 测绘地理信息, 2022, 47(1):41-46.
[
|
[64] |
温朝江, 卞鸿巍, 王荣颖, 等. 极区极球面投影海图的分幅设计算法[J]. 测绘科学技术学报, 2014, 31(3):320-325.
[
|
[65] |
宁津生, 王华, 程鹏飞, 等. 2000国家大地坐标系框架体系建设及其进展[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2015, 40(5):569-573.
[
|
[66] |
张祥文, 陈正伟. WGS84与CGCS2000坐标的精密转换方法和程序实现[J]. 海洋技术学报, 2020, 39(6):1-7.
[
|
[67] |
|
[68] |
|
[69] |
|
[70] |
张洪岩, 周成虎, 闾国年, 等. 试论地学信息图谱思想的内涵与传承[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(4):653-661.
[
|
/
〈 | 〉 |