[科普中国]-基准纬度

海图上习惯把标准纬线和标准纬度分别叫做基准纬线和基准纬度。

地图投影中不变形的纬线称之为标准纬线，往往指投影面与地球表面相切或相割的纬线。标准纬线对应的纬度叫做标准纬度。

海图中基准纬度的确定方法墨卡托投影中确定基准纬线非常重要，因为选好了基准纬线，可以大大减小投影变形。墨卡托投影中确定基准纬线的方法主要有两种：

（1）理论上如何选取？

为减小投影变形，且使投影变形均匀，选择基准纬线时，一般按照制图区域内最大正向变形和最大负向变形绝对值相等的条件来选取基准纬线。

（2）实际是怎样规定的

一般根据多年海图制图经验，由海图制图部门直接作出规定。目前，民用航海图的基准纬线规定为： 同比例尺的成套航行图以制图区域中纬为基准纬线；其余图以本图中纬为基准纬线，基准纬线取至整分或整度。

对于军用航海图，其基准纬线规定为特殊规定。如墨卡托投影索取的基准纬线一般应取本图中纬（取至整分或整度）；成套图，为了便于相邻图幅的拼接，应按照不同海区，采用统一标准。

确定了基准纬线后，就能对应的确定基准纬度。

电子海图中不同基准纬度海图墨卡托坐标转换海图的显示速度是电子海图显示与信息系统中的一个重要能指标，在系统的设计与开发中均应采取有效的方法来提高这一指标1。为此，分析了不同基准纬度海图墨卡托坐标的转换，指出该转换的实质为一线性变换，讨论了算法中墨卡托坐标变换的时间复杂度，并据此提出了旨在提高海图显示速度的海图数据存储与转换方案(算法)，从而大大提高了电子海图显示中坐标变换这一环节的速度。

在常规海图制作过程中，海图数据中的所有点、线、面物标的空间信息都是以地理坐标点存储的(即经纬度方式)，这样可以保证地理位置上的绝对惟一电子海图数据的显示过程是，把地理坐标值转换成某一基准纬度的墨卡托坐标系值，再由该墨卡托坐标系坐标值转换成显示屏幕坐标值。由于把地理坐标值转换成墨卡托坐标值是一个非线性变换过程，因此，在海图物标的显示过程中都要进行一次非线性变换，恰好是这个非线性变换影响着海图数据的显示速度.比如，在常见的海图漫游操作中要实时更新显示窗口中看到的海图，而每次更新，物标的空间信息(地理坐标点)都需要完成由地理坐标值到墨卡托坐标值，再由墨卡托坐标值到屏幕坐标值的转换过程.可以看出，由地理坐标值到墨卡托坐标值的转换这一非线性的过程是海图显示的坐标转换过程中速度的瓶颈。如果能将此过程转变成一个线性变换过程，那么海图显示的坐标转换过程的时间将大大地缩短。

在电子海图信息显示系统((ECDIS)中，电子海图作为基础平台，海图数据的完整性和海图显示速度将是用户最为关心的两大方面.数据的完整性将由海图数据提供方来完成，作为海图程序开发者，需要完善的将是海图显示上的完备和显示速度问题.虽然说现在计算机硬件处理速度上已经使很多小程序可以不用考虑速度问题了，但作为电子海图信息显示系统来说，由于处理的数据量非常大，所以我们必须从算法角度上提升电子海图的显示速度。坐标转换过程，作为电子海图显示的一个重要环节，其算法在数学理论上已经很成熟，并无缺憾，但在应用到实际海图显示程序中，却需要灵活运用.同一地理点的不同基准纬度的墨卡托坐标值之间存在的线性关系为海图显示中坐标转换的速度提升提供了可能，应用于实际海图显示程序中也证明该算法的准确性和速度上的优越性，而且把海图数据以墨卡托投影方式来组织，我们还可以把大量的航海功能上所需要的计算由球面计算变换成墨卡托投影平面上的计算.这样球面的计算将简化成平面上的计算，即简单又直观.改良算法之所以对海图显示速度会有比较大的提升，是因为成功地把地理坐标值到墨卡托坐标值的变换过程提前到由海图数据形成海图文件阶段.这样回避了在海图显示过程中，反复的计算地理坐标值到墨卡托坐标值的变换，把本应该是非线性的计算过程变成了一个线性过程，从而大大提高了坐标变换这一环节的速度。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学