VERTICAL ACCOUNT · 同一零面
同一个 1.70 米,换了基准就不再是同一个高度
把来源、基准、单位和符号放在每个数字旁边;只有明确共享 CD 的水深和潮高才能直接相加。平均气象条件;实测仍可更低
NOAA 海图常用的潮汐基准
通常不是海图测深零面
| 海图水深 | +5.40 m | CD 至海床 |
|---|---|---|
| 预测潮高 | +1.70 m | CD 至水面 |
| 名义水深 | =7.10 m | 水面至海床 |
| 静态吃水 | −5.80 m | 水线至龙骨 |
| 下沉量 | −0.35 m | 航行状态示例 |
| 名义 UKC | =0.95 m | 仍需风险裕量 |
基准面给水深一条共同零线
现场测深从观测时刻的水面量到海床,而水面随潮汐和天气升降。若把原始绳长或声呐深度直接写进海图,同一块海床会在不同时间出现不同数字。海道测量把观测水深归算到一个指定垂直参考面;IHO 将 chart sounding datum 定义为海图测深和干出高度所参照的潮汐基准,通常对应低潮阶段。
海图基准面是参考零,不是实体水层,也不表示海水从不低于它。图示水深从基准向下量,潮高从同一基准向上量;某处海图水深 5.4 米、当时水位为基准面以上 1.7 米时,简化实际水深为 7.1 米。若异常气压或离岸风使观测水位成为 −0.2 米,实际水深则约 5.2 米,负潮高在某些基准体系中完全可能出现。
LAT、MLLW 和平均海平面描述不同统计或预测表面
最低天文潮 LAT 是平均气象条件下、任意天文组合能够预测到的最低潮位。它排除了异常气压、强风等气象降低效应,所以实际水位仍可能短时低于 LAT。许多采用英国海道测量传统的图表把海图基准面近似设在 LAT;“近似”很重要,因为地方实现、旧基准和连续性处理可能造成差别。
美国 NOAA 通常以 MLLW 作为海图和预报潮高的基准。MLLW 是一个国家潮汐基准时期内每日较低低潮高度的平均值;当前官方时期为 1983—2001。平均海平面 MSL 则是水位时间序列的平均面,通常高于低潮型海图基准。LAT、MLLW、MSL、NAVD88 和椭球高不能只靠名称互换,它们的间距随地点变化。
海图水深、干出高度和潮高在零线两侧读数
始终淹没的海床通常以 charted depth 从海图基准面向下表示。低潮时露出、高潮时淹没的滩地或岩石,可用 drying height 表示其顶部高出海图基准面的距离。若某岩顶干出 0.8 米,当潮高为 0.5 米时仍露出约 0.3 米;潮高达到 1.4 米时,岩顶上方名义水深约 0.6 米。符号、字体与正负方向以该图图例为准。
潮汐表给出的 height of tide 也需要参照说明。若潮高和海图水深使用同一 chart datum,二者才能直接相加;若水位来自港口仪表的站零、工程图的高程基准或 GNSS 椭球高,必须先转换。NOAA 用岸上 benchmark 保存潮汐基准的实体联系,UKHO 的潮汐资料也记录潮位仪零点与 Chart Datum 或 Ordnance Datum 的关系。
垂直剖面复算水深,余量评估还包含动态条件
示例航道海图水深为 5.40 米,目标时刻预测潮高为 +1.70 米 CD,名义水深为 7.10 米。船舶静态吃水 5.80 米,若估计下沉量 0.35 米,名义龙骨下余量为 7.10 − 5.80 − 0.35 = 0.95 米。数字全部以米表达且水位基准一致,因此算术可以复核。
0.95 米仍不是自动安全结论。预测与实测水位会因气压、风、河流流量和模型误差偏离;船舶还受横倾、纵倾、浪中运动、密度和载荷影响,海床数据也有测量不确定度与更新日期。桥下净空通常又从高水位型基准或专门净空基准向上量,不能把水深公式直接翻转后套用。
垂直基准与水平坐标基准解决两件不同的事
WGS 84、NAD 83 等水平或三维坐标参考系回答一个点在平面或椭球上的位置;Chart Datum、MLLW、LAT、NAVD88 则参与表达高程和水深。海图可能同时写“水平基准 WGS 84”和“水深基准 LAT”,两行都有效。只完成经纬度坐标转换,水深数值不会自动转到新的垂直基准。
NOAA VDatum 通过空间模型在 MLLW、MSL、NAVD88、椭球高等垂直参考之间转换,并同时给出适用区域与不确定度。基准间偏移不是全球常数:同一条 0.6 米修正不能从一个港口复制到另一海岸。没有覆盖网格、测站联系或官方转换参数时,把不同零面数据拼接会制造看似平滑却系统偏移的海床。
旧海图的基准名称需要放回当地潮汐史
IHO《海道测量手册》指出,全球潮汐特征不同,海图基准并不存在单一通用科学定义;各地还使用 MLW、LLWLT、LLWST 等低水面。美国早期海图也曾采用 spring tide low water 等基准,随后随观测长度、政策与测量网更新。旧图上的 sounding datum 注记是数据的一部分,不是可省略的页脚。
比较两个年代的海床变化时,先把深度单位、垂直基准、水平基准、测量方法和调查年份逐项对齐。数字差异可能来自真实冲淤,也可能只来自英寻转米、旧低水面改为 MLLW、坐标移位或声呐覆盖精度提高。原始值和原始基准保留在档案栏,转换值另列,并记录采用的模型与版本,后续复核才有路径。
问题
继续理解这个主题
海图基准面等于平均海平面吗?
通常不等于。海图水深常参照较低的潮汐面,例如 LAT 或 MLLW;平均海平面是水位的平均面,两者间距随地点变化。
LAT 是否意味着水位绝不会更低?
不是。LAT 只考虑平均气象条件下的天文潮组合;高气压、离岸风和其他非天文效应仍可能使实际水位低于 LAT。
海图水深怎样换成某时刻实际水深?
在潮高与海图水深采用同一基准时,简化关系是实际水深约等于海图水深加潮高。还需考虑预报误差、气象和水动力效应。
干出高度为什么画在海图基准面上方?
它描述低潮附近会露出的物体顶部高出基准面的距离。潮高超过干出高度后,二者之差才是该物体上方的名义水深。
WGS 84 能告诉我海图水深基准吗?
不能单独做到。WGS 84 主要说明坐标或椭球参考;水深还要另列 LAT、MLLW 等垂直基准及其转换关系。
来源
从哪里继续查证
- 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
chart