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地图导航技术
点击数: 发布时间:2012-05-03 编辑:

地图随着人类政治、经济和军事活动的产生而产生,随着人类政治、经济和军事活动的发展而发展。史前时期,人们将自己生活的环境、走过的路线等用符号记载在树皮或兽皮上,并引导人们安全到达目的地。随着生产力的发展以及人类活动范围的扩大,地图技术逐步得到了发展。古希腊地理和地图学家托勒密的研究和设计了普通圆锥投影,16世纪荷兰著名地图学家墨卡托对世界地图制图的发展起过重大推动作用,17世纪欧洲进行了大规模三角测量和地形图测绘,19世纪各种专题地图开始萌芽与发展,20世纪初航空摄影测量方法诞生,地图导航成为人们导航一种重要的方式。如图1所示,1930年设计并且在欧洲国家上市过的早期汽车导航仪。它将一个简单的纸质地图安装在车内,根据实际车速来卷动安装好的路线图,前往一个陌生地方的时候就可以摆脱大幅的纸质地图,让老爷车拥有导航的功能。后来人们还设计出了导航手表,如图2所示。如今导航仪(如图3所示)已经发生质的变化,从以往一步步拿在手上看,但现在可以自动随着汽车移动,准确的在各个路口进行提示。

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图1早期的汽车导航仪

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图2早期的导航手表 图3现在的汽车导航仪

人类的远航,必不可少的工具就是地图。同样航海也需要地图。真正从地图中分离出来专用于航海的航海图,是欧洲中世纪海员使用的,根据实际航海经验绘成的“航海指南”(Portolano)的海图,也称为波托兰海图(Portulanchart)。大约在公元12世纪,中国人发明的指南针通过海路传入阿拉伯,又经阿拉伯传入欧洲,使海员在航行中获益非浅,在此之前,航海家必须依靠北极星导航。波托兰海图以标示海洋为主,海岸标示得很详细,海域标示岛、礁、滩等地貌,突出标示航海用的罗盘方位线。此后几世纪海图采用的符号和颜色,就是从波托兰海图延续下来的。15世纪,随着托勒密地理学说被欧洲人重新认识,葡萄牙绘制出第一幅有经纬网的海图,标有方向线和距离的几何结构海图,开始在欧洲广泛流行。

我国航海图测制的兴盛时期是明代,现存最早的古航海图就是明代的《海道指南图》,另外还有《山屿岛礁图》和《海运图》,最著名的则是被明代晚期作者茅元仪收录在《武备志》中,而得以传世的《郑和航海图》,如图4所示。《郑和航海图》是以行船者站在船头观测有关景物时产生的视觉感受而绘制的,有山画山,遇岛画岛,突出了海岸线、离岸岛屿、港口、江河口、浅滩、礁石以及陆地上的桥梁、寺庙、宝塔、旗杆等沿岸航行的标志。航海者观海看图,依“景”而行,可以到达目的地。《郑和航海图》在绘制中还采用了不同的比例,航程总图和山陆岛屿放大图绘在一起,用虚线表示航线,在离岸较远的航线上注记了针位(航向、方位)和更数(航程、距离),有时还注记出航道深度、航行注意事项,是我国最早不依附海道专书而能独立指导航海的地图。

《郑和航海图》是世界上现存最早的航海图集。该图与同时期西方最有代表性的波特兰海图相比,《郑和航海图》制图的范围广,内容丰富。郑和下西洋折射出的中国先进航海导航技术,表现了中国古代人的伟大智慧,从而创造了郑和下西洋的伟大航程。

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图4 郑和航海图(局部)


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