VERTICAL ACCOUNT · ONE COMMON ZERO
The same 1.70 metres is not the same elevation after its datum changes
Attach source, datum, unit and sign to every value. Only depth and tide explicitly sharing CD can be added directly.Average weather; observations may fall lower
Common NOAA chart datum
Usually not sounding zero
| Charted depth | +5.40 m | CD to seabed |
|---|---|---|
| Predicted tide | +1.70 m | CD to surface |
| Nominal depth | =7.10 m | Surface to seabed |
| Static draft | −5.80 m | Waterline to keel |
| Squat | −0.35 m | Underway example |
| Nominal UKC | =0.95 m | Still needs risk allowance |
基準面給水深一條共同零線
現場測深從觀測時刻的水面量到海床,而水面隨潮汐和天氣升降。若把原始繩長或聲吶深度直接寫進海圖,同一塊海床會在不同時間出現不同數字。海道測量把觀測水深歸算到一個指定垂直參考面;IHO 將 chart sounding datum 定義為海圖測深和幹出高度所參照的潮汐基準,通常對應低潮階段。
海圖基準面是參考零,不是實體水層,也不表示海水從不低於它。圖示水深從基準向下量,潮高從同一基準向上量;某處海圖水深 5.4 米、當時水位為基準面以上 1.7 米時,簡化實際水深為 7.1 米。若異常氣壓或離岸風使觀測水位成為 −0.2 米,實際水深則約 5.2 米,負潮高在某些基準體系中完全可能出現。
LAT、MLLW 和平均海平面描述不同統計或預測表面
最低天文潮 LAT 是平均氣象條件下、任意天文組合能夠預測到的最低潮位。它排除了異常氣壓、強風等氣象降低效應,所以實際水位仍可能短時低於 LAT。許多采用英國海道測量傳統的圖表把海圖基準面近似設在 LAT;“近似”很重要,因為地方實現、舊基準和連續性處理可能造成差別。
美國 NOAA 通常以 MLLW 作為海圖和預報潮高的基準。MLLW 是一個國家潮汐基準時期內每日較低低潮高度的平均值;當前官方時期為 1983—2001。平均海平面 MSL 則是水位時間序列的平均面,通常高於低潮型海圖基準。LAT、MLLW、MSL、NAVD88 和橢球高不能只靠名稱互換,它們的間距隨地點變化。
海圖水深、幹出高度和潮高在零線兩側讀數
始終淹沒的海床通常以 charted depth 從海圖基準面向下表示。低潮時露出、高潮時淹沒的灘地或岩石,可用 drying height 表示其頂部高出海圖基準面的距離。若某巖頂幹出 0.8 米,當潮高為 0.5 米時仍露出約 0.3 米;潮高達到 1.4 米時,巖頂上方名義水深約 0.6 米。符號、字型與正負方向以該圖圖例為準。
潮汐表給出的 height of tide 也需要參照說明。若潮高和海圖水深使用同一 chart datum,二者才能直接相加;若水位來自港口儀表的站零、工程圖的高程基準或 GNSS 橢球高,必須先轉換。NOAA 用岸上 benchmark 儲存潮汐基準的實體聯絡,UKHO 的潮汐資料也記錄潮位儀零點與 Chart Datum 或 Ordnance Datum 的關係。
垂直剖面復算水深,餘量評估還包含動態條件
示例航道海圖水深為 5.40 米,目標時刻預測潮高為 +1.70 米 CD,名義水深為 7.10 米。船舶靜態吃水 5.80 米,若估計下沉量 0.35 米,名義龍骨下餘量為 7.10 − 5.80 − 0.35 = 0.95 米。數字全部以米表達且水位基準一致,因此算術可以複核。
0.95 米仍不是自動安全結論。預測與實測水位會因氣壓、風、河流流量和模型誤差偏離;船舶還受橫傾、縱傾、浪中運動、密度和載荷影響,海床資料也有測量不確定度與更新日期。橋下淨空通常又從高水位型基準或專門淨空基準向上量,不能把水深公式直接翻轉後套用。
垂直基準與水平座標基準解決兩件不同的事
WGS 84、NAD 83 等水平或三維座標參考系回答一個點在平面或橢球上的位置;Chart Datum、MLLW、LAT、NAVD88 則參與表達高程和水深。海圖可能同時寫“水平基準 WGS 84”和“水深基準 LAT”,兩行都有效。只完成經緯度座標轉換,水深數值不會自動轉到新的垂直基準。
NOAA VDatum 透過空間模型在 MLLW、MSL、NAVD88、橢球高等垂直參考之間轉換,並同時給出適用區域與不確定度。基準間偏移不是全球常數:同一條 0.6 米修正不能從一個港口複製到另一海岸。沒有覆蓋網格、測站聯絡或官方轉換引數時,把不同零面資料拼接會製造看似平滑卻系統偏移的海床。
舊海圖的基準名稱需要放回當地潮汐史
IHO《海道測量手冊》指出,全球潮汐特徵不同,海圖基準並不存在單一通用科學定義;各地還使用 MLW、LLWLT、LLWST 等低水面。美國早期海圖也曾採用 spring tide low water 等基準,隨後隨觀測長度、政策與測量網更新。舊圖上的 sounding datum 註記是資料的一部分,不是可省略的頁尾。
比較兩個年代的海床變化時,先把深度單位、垂直基準、水平基準、測量方法和調查年份逐項對齊。數字差異可能來自真實衝淤,也可能只來自英尋轉米、舊低水面改為 MLLW、座標移位或聲吶覆蓋精度提高。原始值和原始基準保留在檔案欄,轉換值另列,並記錄採用的模型與版本,後續複核才有路徑。
問題
繼續理解這個主題
海圖基準面等於平均海平面嗎?
通常不等於。海圖水深常參照較低的潮汐面,例如 LAT 或 MLLW;平均海平面是水位的平均面,兩者間距隨地點變化。
LAT 是否意味著水位絕不會更低?
不是。LAT 只考慮平均氣象條件下的天文潮組合;高氣壓、離岸風和其他非天文效應仍可能使實際水位低於 LAT。
海圖水深怎樣換成某時刻實際水深?
在潮高與海圖水深採用同一基準時,簡化關係是實際水深約等於海圖水深加潮高。還需考慮預報誤差、氣象和水動力效應。
幹出高度為什麼畫在海圖基準面上方?
它描述低潮附近會露出的物體頂部高出基準面的距離。潮高超過幹出高度後,二者之差才是該物體上方的名義水深。
WGS 84 能告訴我海圖水深基準嗎?
不能單獨做到。WGS 84 主要說明座標或橢球參考;水深還要另列 LAT、MLLW 等垂直基準及其轉換關係。
來源
從哪裡繼續查證
- Chart sounding datumInternational Hydrographic Organization S-32
- Lowest Astronomical TideIHO Geospatial Information Registry
- Manual on Hydrography, Chapter 2International Hydrographic Organization
- Nautical Charts Tutorial: Tidal datumsNOAA National Ocean Service
- A tutorial on datumsNOAA VDatum
- Estimation of Vertical Uncertainties in VDatumNOAA VDatum
- Tidal datums and their applicationsNOAA Tides and Currents
- UKHO Tidal Harmonic Analysis and PredictionUK Hydrographic Office
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