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一、指南針與方向
方向的表示方式主要有以下三種:
1. 羅盤法
基本分為四個方位,即東(East,簡寫E),南(South,簡寫S),西(West,簡寫W)及北(North,簡寫N)。為了更精細地表示方向,可再細分為8方位、16方位及32方位。
2. 象限法
將圓分為四個象限,當表示方位時,如在觀測者的北面,則方位角度為由北向西或東起計;如方位在觀測者的南面,則方位角度則由南向西或東起計。
如下圖,設中心點為O,則
A點在O點的方向為 北45° 西 N45° W
B點在O點的方向為 北60° 東 N60° E
C點在O點的方向為 南55° 東 S55° E
D點在O點的方向為 南50° 西 S50° W
3. 方位角法
方位角從正北(即0度)起順時針方向量度,其角度表示單位有下列3種,下圖則顯示各主要方向的不同表示單位。
1. 度(Degree)
最普遍采用的方向單位是將圓分為360度(符號°),正北為0;每度細分為60分(符號'),每分則由為60秒(符號")組成。
例如 : 54°32'14" 可讀作 54度32分14秒
2. 苗(Mil)
將圓分為6400份,每份即為1苗(mil,簡寫M),即是從1公裏遠望向1米(公尺)長的物件所成的夾角,軍隊多采用此方式為角度單位。
3. 基爾(Grade)
將圓分為400份,每份為1基爾(簡寫g);1基爾再細分為100毫基爾(簡寫c),為德國及歐州采用。
二、指南針(Compass,羅盤)基本知識
指南針的種類
一般用於露營及遠足的指南針,主要有以下兩種類型:
1. 薄身
多為長方形,大部份由透明的物料組成,由於其厚度較薄,固方便收藏於衫袋中,其透明的底板及轉盤放在地圖上操作亦較容易。
2. 盒形
較為厚身,適用於以目視觀測方向取得度數的情況,亦多為軍隊所采用。
註意事項
1. 較好的指南針會在的轉盤內註滿液體,使磁針的擺動速度減慢,可以較快停定並指示方向;
2. 如需在夜間或黑暗的環境中使用,可選擇有夜光標記的指南針使用;
3. 一般磁針以白色的一端指向南方,紅色或較深色的一端指向北方;
4. 轉盤上的數值(度或mil)為節省空間,一般會刪去尾部1個或2個零位(例如10mil,其實是等於1000mil等);
5. 定向箭嘴必定是指向轉盤上的0度(或0M)的數值,固又稱為羅盤北;
6. 方位閱讀線必定與前進方向指標成一直線;
7. 上圖為薄身型指南針各個部份的名稱,但不是所有的指南針均有齊上述各個部份及功能。
指南針的保養
1. 存放或使用時應保持水平,使磁針可自由轉動;
2. 避免撞擊及高速擺動;
3. 切勿接近鐵器、電器或帶磁性物件
4. 不能接近高溫;
5. 用後清潔。
三、設定指南針
不論在行山遠足,野外定向,甚至軍事行動中,正確及熟練使用地圖及指南針是極其重要的課題,而指南針的設定(Set Compass)則是運用指南針的入門操作,亦是其它指南針運用的基礎。
設定指南針之目的,就是要令指南針的方向指標,指向一個特定的方向角度(假設巳知方向的角度)
步驟1:先將指南針水平放置,轉動指南針上的轉盤,使所需的角度數值停在方位閱讀線上
步驟2:轉動整個指南針(不是轉盤),使轉盤中的定向箭嘴(羅盤北),與磁針北重疊並指向同一方向,這時方向指標所指示的方向,就是所設定角度數值的方向。
下圖的範例是要令指南針指向東面(即90度或1600M):
步驟1:轉動轉盤設定方向為90度或1600mil
步驟2:轉動整個指南針,使定向箭嘴(羅盤北)與磁針北重疊
四、放置地圖
地圖上的三個北
1. 正北 (True North)
在地球上任可一個地方與北極的聯線(即經線),此線都是正北線;在地圖上正北是以星符號「*」表示。
2. 網格北 (Grid North)
又稱為方格北或地圖北,是地球表面虛擬的南北向線,與東西向線(緯線)交織成網格,而南北向線中,指向上方的就是網格北;在地圖上量度兩點的方位(如使用量角器)便稱為Grid Bearing或Map Bearing。
地圖上的網格一般為正方形,但實際上地圖是圓形的,固此由經(直)線及緯(橫)線所組成的網格卻呈梯形,因而形成網格北與正北略有偏差,而不同緯度的地方,其偏差亦有不同。
3. 磁北 (Magnetic North)
地球的磁北極在加拿大境內的克生灣附近(約北緯74°西經101°),距正北約1400英裏;就是磁針北所指示的方向,以符號「↑」表示;以指南針測定的方向則稱為磁北方向(Magnetic Bearing),磁北的位置並非固定不變,它以4年為一周期循環於地球表面的區域。
磁北偏差
而磁北與正北的夾角,就是磁北偏差(或稱為磁差);磁差分為偏東及偏西,視乎在地球不同位置而產生不同的偏向。因為磁北極每年的位置均不同,固此使用地圖及指南針時,要留意其變化以調整方位角度,但香港地域的面積細小,與磁北相距達半個地球,因此正北、網格北及磁北的角度偏差影響不大,可不必調整角度的差距。
放置地圖(Set Map)
或稱為校正地圖,其目的是使地圖與實際地形的方向吻合,用以確定自己的位罝及方向,實作時可以:
1. 根據地貌放置:觀察周圍環境,例如小徑、特殊地形、河流等地貌,印證地圖的擺放,是否符合實際地形的各個方向;
2. 使用指南針:
一是先設定指南針(Set Compass)指向北方;
二是三北重疊(磁針北、羅盤北、網格北),轉動地圖使網格北,與指南針的方向指標(即羅盤北,或轉盤中的定向線)重疊或指向同一方向。
五、方向讀數
方向的根據點:
在遠足、野外定向或軍事的活動中,經常需要確定前進的方向,或目標物件的方向。這時應以身處的觀測點位置為根據點,並作為羅盤的中心,求出方向讀數
起點為西貢的嶂上(橋,座標230 827),目的地石屋山(三角網測站座標227 835),應以起點的位置(橋)作為根據點(羅盤的中心),量度目的地(石屋山)的方向讀數,讀數從羅盤的北面(0度或0mil)開始,順時針量度目的地至羅盤中心的連線。
量度方向讀數主要有以下兩種方法:
1. 運用地圖及指南針
a 先將起點(根據點)與目的地連一直線
b 利用三北重疊放置地圖(Set Map)
c 使指南針上的方向指標(或輔助線)與連線重疊,並指向目的地(下圖)
d 轉動轉盤使羅盤北(即轉盤中的定向箭嘴)與磁針北重疊,並指向相同方向(下圖)
e 觀察方位閱讀線上數值,即為前進的方向讀數
2. 運用指南針以目視觀測
a 使用薄身型指南針(下圖)
1 使指南針水平放置,利用指南針左側或右側的邊緣,使前端及後端成一直線並指向目的地(這時指南針的方向指標應指向目的地)
2 轉動轉盤使羅盤北(即轉盤中的定向箭嘴與磁針北重疊,並指向相同方向
3 觀察方位閱讀線上數值,即為前進的方向讀數
b 使用盒型指南針
1 揭起盒蓋(以中間的金屬線為前準星),再揭起後面的放大鏡(鏡上的凹槽為後準星,下圖)
2 水平放置指南針,從後準星穿過盒蓋的長方形孔洞望向目標,並使目標前準星及後準星成一直線(下圖)
3 從放大鏡中下望方位閱讀線的數值(下圖,在轉盤中的紅色線即為方位閱讀線)
註:盒形指南針有不同的款式及使用方法,上述的操作僅適用於一般的盒形指南針。
六、網格坐標
將地球的表面,由很多虛擬的橫直線,分割成多個區域,並將這些虛擬的橫直線加以編號,就成為網格線(Grid Line),由網格線組成坐標系統,用以表示地球上某地點的位置。現今普遍使用的坐標系統有地理坐標及通用坐標兩種。
(一) 地理座標
是較為傳統的坐標系統,表示的單位為將圓分為360度(符號°),每度細分為60分(符號'),每分則由為60秒(符號")組成,坐標位置是先緯後經,例如香港的位置是(如下圖):
北緯22°20' N 東經114°10' E
1. 地軸與南北極
地球為球狀並不斷繞地軸自轉,地軸通過地心至地球南北兩端(即北極及南極)。
2. 赤道、緯線及緯度
環繞地球(東西向)之最大圓環,就稱為赤道,其直徑與地軸垂直。
而與赤道平行,環繞地球表面的圓環,稱為「緯度平行圈」,簡稱「緯線」。以地心為原點,赤道為0度,向南及北均編至90度,即北極是北緯90度,南極則是南緯90度,地球上各地緯線與赤道的弧長,稱為緯度。
赤道將地球分為北半球(北緯以N表示)及南半球(南緯以S表示)。
3. 子午線、本初子午線及經度
通過地球南北兩極與赤道直交的圓弧即為經線(子午線)。
而通過英國格林威治天文臺的經線,就是零度子午線(本初子午線,0度經線)。
本初子午線將地球分為東半球(東經以E表示)及西半球(西經以W表示)。
(二) 通用座標
統一橫墨卡托(Universal Transverse MarcutsSyoteur,簡稱UTM)
1. UTM的形成
由180度經線起,向東將地球分為60個狹帶,每一狹帶寬度為6度角,並以數字1到60為編號。每帶均有稱為中央子午線的一條經線,貫穿各方格帶中央,利用中央子午線與赤道交點作為原點,即可標示某一位置。
方格之每條有一定間距的線條,均為向東(右)及向北(上)遞增讀數,以顯示讀數與方格帶原點的關系。
在大比例之地圖裏,方格之距離一般為1千米(km)
UTM分區圖可以幫助理解上面的文字,直接拖動地圖到瀏覽器地址欄可查看大圖
2. 坐標讀數
坐標讀數是先讀縱線的數值,再讀取橫線的數值,以西貢嶂上的橋為例,縱線是23,橫線是82,即可合成為四位坐標讀數2382;即為該縱線與該橫線的交點,並代表其右上方整個方格(1千米平方)的範圍;所以要取得某一地點的讀數時,是讀取該地點左邊的縱線及下邊的橫線讀數
在1千米方格的地圖上,只有部份格線的讀數會全部標示出來,其余格線讀數的最後3位數字(000)均被省略,只會標示一個2位數字,稱為主要數字(字體較大);再以嶂上的橋為例:
縱線 8(字體較細) + 23(主要數字) + 000 = 823000米(與本區中央子午線以東的距離)
橫線 24(字體較細) + 82(主要數字) + 000 = 2482000米(與赤道的距離)
四位讀數的坐標可表示1平方km的範圍,並不能精確地表示位置,可將方格的縱橫線,各細分10份(數字從0 至9)
縱線讀數向右(東)遞增,原本的2位讀數增加至3位讀數230
橫線讀數向上(北)遞增,原本的2位讀數增加至3位讀數827
合成為6位讀數230827(表示該交點及其右上方100米平方的範圍)
若將縱線及橫線各細分為100份(數字從0至99),縱線讀數向右遞增,變為4位讀數2307;橫線讀數向上遞增,變為4位讀數8277,再合成為8位讀數23078277(表示該交點及其右上方10米平方的範圍)
註意:
網格坐標由縱線及橫線的讀數組成,固此完整的坐標讀數一定是雙位數(4位,6位或8位讀數),有時要在縱線或橫線讀數裏補零;忘記補零而形成單位數的坐標,是初學者常犯的錯誤。如上例6位讀數的縱線23之後要補零。
3. 軍用方格坐標制(MGRS)
在UTM中,每一組數字在60個方格帶中均會出現,為免錯誤而使用此坐標制,並與UTM共同使用。
縱列與UTM方格帶相同,分為60個方格帶;南北方向則在南緯80°S與北緯84°N之間,每隔8度角分為多個橫排區域,並以以英文字母識別,從南緯80°S開始,采用C至X(省略I與O)為字母編號,至北緯84°N止。
為便於較小區域的目標指示,又將「帶」,「區」再劃分成許多10萬米的方格,縱行與橫列均是以一個英文字母代表。
橫列在180°經線開始,沿赤道往東18°(即3個縱帶),每10萬米縱行各賦予A至Z的字母代號(省略I與O);此種字母排序,每隔18°重復一次。
由南至北,每10萬米橫列,各賦予A至V的字母代號(省略I與O),此部分的字母每2萬米重復一次。
任何10萬米方格代號,均由兩個英文字母組,第1個字母是向右讀取,第2個字母則是向上讀取。
大嶼山梅窩碼頭附近,即為東經114°E,其左邊縱列方格帶編號為49Q(包括有橫列區GE及HE),右邊編號50Q(包括有橫列區JK及KK,註意字母I及O是不使用的
西貢的嶂上(橋)其UTM,6位網格座標為:50Q KK 230 827
七、地圖閱讀
地圖是一種記錄地面上地形和事物的實用圖表,在公元1880年以前,多用立體圖的方法繪畫,但之後則用平面圖的方法繪制了。換句話說,即是俯視而不是斜看地曲了。地圖制作是一個很復雜的過程,首先由測量員運用極精密的儀器在空中及地面測量,然後由繪圖員把這些資料繪在地圖裏。
地圖閱讀
簡單而言它是對地圖上資料的認識和了解,透過地圖上提供的資料推算出實際地面情況是一項十分重要的技能。每張地圖的準確程度、可靠性及時間性都有偏差,但我們可運用圖上的簡史,如測量日期、覆量日期去估計其可靠性。
圖邊資料(Marginal Information)
1 圖名(Title) 以圖中最著名或重要的地方命名
2 編號(Sheet Number) -指示出該張地圖在該組地圖的號碼
3 比例(Scale) 比例通常會明顯地印在圖的上方
4 組別(Series Number) 用一組字母及數字以識別該組地圖,例如HM20C
5 版次(Edition) 表示該地圖的出版年份及次數
6 索引圖(Index) 顯示該地圖在本地區的位置
7 版權機構(Copyright)
8 地圖書體(Map Lettering) 介紹地圖中不同書體表示不同地理形象
9 坐標數據(Grid Data) 分別有香港方格網及統一橫墨卡托方格網
10 正北(True North)、磁北(Magnetic North)及方格北(Grid North)
11 比例尺(Scale Rule) 方便量兩點距離
12 測量機構(Survey Institution)
13 圖例(Conventional signs) 解釋地圖內各符號的意義
14 本圖簡史(Sheet History)
比例(Scale)
將實際距離及面積依一定比率縮小繪成地圖,這比率稱為地圖比例。由於每張地圖的比例都因需要而不同,所以必須在地圖上註明,通常註明的方法有四種:
1 文字表達式 例如 1厘米比1千米(1cm To 1km)
2 圖尺式
3 分數式 例如 1/20000
4 比例式 例如 1:20000
習用圖例(Legend)
圖例是將實地上事物,根據其形狀及特征,利用符號、圖形、顏色繪畫在地圖上。不同地圖會用不同圖例,一般而言要用圖例表達的景物分為三大類。
1 人工建築 例如橋梁、城鎮及道路
2 天然景物 包括山嶺、海洋及植物
3 界線 包括區界及國界等
地圖上各種慣用顏色所表示的事物
1 藍色 有關水的形態加河流、湖、海等
2 綠色 有關的植物如山林、草地、耕地等
3 啡色 有關地的形態如沙灘、砂地、等高線等
4 紅色 主要公路及其他行車路線等
5 黑色 小路、橋梁、鐵路、架空電纜等
6 灰色 建築物、峭壁、漂石、巖石等
地圖的保養
1 應以膠袋封妥,加上保護膜或使用地圖袋等方法,避免受雨水淋濕而破損
2 使用時應避免受石塊、樹枝及筆尖所刺穿
3 不應在地圖上直接書寫
4 舊的地圖應依照原有摺紋摺疊
5 不能近火
地圖摺法
1 將地圖左邊及下邊的所有邊緣均向後翻摺,這是為了方便與另一地圖拼接之用,右邊及上邊則應留下格線的讀數,其余資料均向後翻摺
2 底部向上,將地圖上下對摺一次(下圖中白色部份代表地圖的底部)
3 左右對摺一次
4 左右各反向再對摺一次,做成四摺風琴形狀
八、倒置方位
在測量方向的讀數時,是以根據點為羅盤的中心,讀數從羅盤的北面(0度或0mil)開始,順時針量度目的地至羅盤中心的連線。倒置方位(Back Bearing)則是從目標(或目的地),回溯至根據點的方向讀數,多用於在地圖上尋找身處的位置。
計算方法:
若前視方位少於180°(3200mils),則加上180°(3200mils)即成為倒置方位
若前視方位大於180°(3200mils),則減去180°(3200mils)即成為倒置方位
以下圖為例:以西貢嶂上的橋為根據點,則石屋山的方位讀數就是339°(6025mils),其數值大於180°(3200mils),所以減去180°(3200mils)後,其倒置方位就是159度(2825mils,即是反過來以石屋山為根據點,望向嶂上橋的方位讀數)
倒置方位的應用
1 放置地圖(參閱放置地圖的課程)
2 在實際地形裏選擇一個較明顯的目標(例如高山或河流)
3 以身處的地點為根據點,以目視方式(參閱方位讀數的課程)測量目標的方位讀數
4 利用上述的方式,計算出倒置方位讀數,並利用該讀數設定指南針(下圖)
5 從地圖上找出該明顯目標的位置,並以該處為根據點,將設定好的指南針的邊緣放在根據點上,利用指南針的邊緣拉出一直線(下圖)
-- 實際應用時,可以不進行步驟4,而直接將指向目標的指南針放於地圖上,並執行最後的步驟
-- 上述的步驟只是基礎,在實際應用時,會選擇2至3個明顯的目標,求出各目標的倒置方位,再於地圖上從各目標處拉出直線
-- 2條直線的相交處,就是我們於地圖上身處的大概位置,而由3條直線所組成的三角形,則更能準確地顯示身處的範圍
九、等高線應用
等高線(Contour lines)
將地面上各個相同高度點所連成的曲線,投影在一平面上,這些表示高度的曲線就稱為等高線(如下圖),而在水平面以下,用以表示深度的曲線,稱為等深線(或等噚線,一般以「噚」為單位計算)
性質
1 等高線以某水平基準面作為測繪的基準線
(其高度為0,即為海岸線,香港的水平基準面為平均海面下1.2米)
2 兩條等高線之間所表示的垂直距離,稱為等高距;不同的地圖其等高距不一定相同;但在同一張地圖內,所有等高線之間的等高距均相同
3 每一等高線必定自成一封閉曲線
4 除了懸崖或峭壁外,同一地點不會有兩個高度,即是兩條不同高度的等高線不會重疊
5 等高線愈密,表示坡度愈陡斜(如上圖的右邊);等高線愈疏,表示坡度愈平緩(如上圖的左邊);等高線間距相等,表示坡度均勻
方向的表示方式主要有以下三種:
1. 羅盤法
基本分為四個方位,即東(East,簡寫E),南(South,簡寫S),西(West,簡寫W)及北(North,簡寫N)。為了更精細地表示方向,可再細分為8方位、16方位及32方位。
2. 象限法
將圓分為四個象限,當表示方位時,如在觀測者的北面,則方位角度為由北向西或東起計;如方位在觀測者的南面,則方位角度則由南向西或東起計。
如下圖,設中心點為O,則
A點在O點的方向為 北45° 西 N45° W
B點在O點的方向為 北60° 東 N60° E
C點在O點的方向為 南55° 東 S55° E
D點在O點的方向為 南50° 西 S50° W
3. 方位角法
方位角從正北(即0度)起順時針方向量度,其角度表示單位有下列3種,下圖則顯示各主要方向的不同表示單位。
1. 度(Degree)
最普遍采用的方向單位是將圓分為360度(符號°),正北為0;每度細分為60分(符號'),每分則由為60秒(符號")組成。
例如 : 54°32'14" 可讀作 54度32分14秒
2. 苗(Mil)
將圓分為6400份,每份即為1苗(mil,簡寫M),即是從1公裏遠望向1米(公尺)長的物件所成的夾角,軍隊多采用此方式為角度單位。
3. 基爾(Grade)
將圓分為400份,每份為1基爾(簡寫g);1基爾再細分為100毫基爾(簡寫c),為德國及歐州采用。
二、指南針(Compass,羅盤)基本知識
指南針的種類
一般用於露營及遠足的指南針,主要有以下兩種類型:
1. 薄身
多為長方形,大部份由透明的物料組成,由於其厚度較薄,固方便收藏於衫袋中,其透明的底板及轉盤放在地圖上操作亦較容易。
2. 盒形
較為厚身,適用於以目視觀測方向取得度數的情況,亦多為軍隊所采用。
註意事項
1. 較好的指南針會在的轉盤內註滿液體,使磁針的擺動速度減慢,可以較快停定並指示方向;
2. 如需在夜間或黑暗的環境中使用,可選擇有夜光標記的指南針使用;
3. 一般磁針以白色的一端指向南方,紅色或較深色的一端指向北方;
4. 轉盤上的數值(度或mil)為節省空間,一般會刪去尾部1個或2個零位(例如10mil,其實是等於1000mil等);
5. 定向箭嘴必定是指向轉盤上的0度(或0M)的數值,固又稱為羅盤北;
6. 方位閱讀線必定與前進方向指標成一直線;
7. 上圖為薄身型指南針各個部份的名稱,但不是所有的指南針均有齊上述各個部份及功能。
指南針的保養
1. 存放或使用時應保持水平,使磁針可自由轉動;
2. 避免撞擊及高速擺動;
3. 切勿接近鐵器、電器或帶磁性物件
4. 不能接近高溫;
5. 用後清潔。
三、設定指南針
不論在行山遠足,野外定向,甚至軍事行動中,正確及熟練使用地圖及指南針是極其重要的課題,而指南針的設定(Set Compass)則是運用指南針的入門操作,亦是其它指南針運用的基礎。
設定指南針之目的,就是要令指南針的方向指標,指向一個特定的方向角度(假設巳知方向的角度)
步驟1:先將指南針水平放置,轉動指南針上的轉盤,使所需的角度數值停在方位閱讀線上
步驟2:轉動整個指南針(不是轉盤),使轉盤中的定向箭嘴(羅盤北),與磁針北重疊並指向同一方向,這時方向指標所指示的方向,就是所設定角度數值的方向。
下圖的範例是要令指南針指向東面(即90度或1600M):
步驟1:轉動轉盤設定方向為90度或1600mil
步驟2:轉動整個指南針,使定向箭嘴(羅盤北)與磁針北重疊
四、放置地圖
地圖上的三個北
1. 正北 (True North)
在地球上任可一個地方與北極的聯線(即經線),此線都是正北線;在地圖上正北是以星符號「*」表示。
2. 網格北 (Grid North)
又稱為方格北或地圖北,是地球表面虛擬的南北向線,與東西向線(緯線)交織成網格,而南北向線中,指向上方的就是網格北;在地圖上量度兩點的方位(如使用量角器)便稱為Grid Bearing或Map Bearing。
地圖上的網格一般為正方形,但實際上地圖是圓形的,固此由經(直)線及緯(橫)線所組成的網格卻呈梯形,因而形成網格北與正北略有偏差,而不同緯度的地方,其偏差亦有不同。
3. 磁北 (Magnetic North)
地球的磁北極在加拿大境內的克生灣附近(約北緯74°西經101°),距正北約1400英裏;就是磁針北所指示的方向,以符號「↑」表示;以指南針測定的方向則稱為磁北方向(Magnetic Bearing),磁北的位置並非固定不變,它以4年為一周期循環於地球表面的區域。
磁北偏差
而磁北與正北的夾角,就是磁北偏差(或稱為磁差);磁差分為偏東及偏西,視乎在地球不同位置而產生不同的偏向。因為磁北極每年的位置均不同,固此使用地圖及指南針時,要留意其變化以調整方位角度,但香港地域的面積細小,與磁北相距達半個地球,因此正北、網格北及磁北的角度偏差影響不大,可不必調整角度的差距。
放置地圖(Set Map)
或稱為校正地圖,其目的是使地圖與實際地形的方向吻合,用以確定自己的位罝及方向,實作時可以:
1. 根據地貌放置:觀察周圍環境,例如小徑、特殊地形、河流等地貌,印證地圖的擺放,是否符合實際地形的各個方向;
2. 使用指南針:
一是先設定指南針(Set Compass)指向北方;
二是三北重疊(磁針北、羅盤北、網格北),轉動地圖使網格北,與指南針的方向指標(即羅盤北,或轉盤中的定向線)重疊或指向同一方向。
五、方向讀數
方向的根據點:
在遠足、野外定向或軍事的活動中,經常需要確定前進的方向,或目標物件的方向。這時應以身處的觀測點位置為根據點,並作為羅盤的中心,求出方向讀數
起點為西貢的嶂上(橋,座標230 827),目的地石屋山(三角網測站座標227 835),應以起點的位置(橋)作為根據點(羅盤的中心),量度目的地(石屋山)的方向讀數,讀數從羅盤的北面(0度或0mil)開始,順時針量度目的地至羅盤中心的連線。
量度方向讀數主要有以下兩種方法:
1. 運用地圖及指南針
a 先將起點(根據點)與目的地連一直線
b 利用三北重疊放置地圖(Set Map)
c 使指南針上的方向指標(或輔助線)與連線重疊,並指向目的地(下圖)
d 轉動轉盤使羅盤北(即轉盤中的定向箭嘴)與磁針北重疊,並指向相同方向(下圖)
e 觀察方位閱讀線上數值,即為前進的方向讀數
2. 運用指南針以目視觀測
a 使用薄身型指南針(下圖)
1 使指南針水平放置,利用指南針左側或右側的邊緣,使前端及後端成一直線並指向目的地(這時指南針的方向指標應指向目的地)
2 轉動轉盤使羅盤北(即轉盤中的定向箭嘴與磁針北重疊,並指向相同方向
3 觀察方位閱讀線上數值,即為前進的方向讀數
b 使用盒型指南針
1 揭起盒蓋(以中間的金屬線為前準星),再揭起後面的放大鏡(鏡上的凹槽為後準星,下圖)
2 水平放置指南針,從後準星穿過盒蓋的長方形孔洞望向目標,並使目標前準星及後準星成一直線(下圖)
3 從放大鏡中下望方位閱讀線的數值(下圖,在轉盤中的紅色線即為方位閱讀線)
註:盒形指南針有不同的款式及使用方法,上述的操作僅適用於一般的盒形指南針。
六、網格坐標
將地球的表面,由很多虛擬的橫直線,分割成多個區域,並將這些虛擬的橫直線加以編號,就成為網格線(Grid Line),由網格線組成坐標系統,用以表示地球上某地點的位置。現今普遍使用的坐標系統有地理坐標及通用坐標兩種。
(一) 地理座標
是較為傳統的坐標系統,表示的單位為將圓分為360度(符號°),每度細分為60分(符號'),每分則由為60秒(符號")組成,坐標位置是先緯後經,例如香港的位置是(如下圖):
北緯22°20' N 東經114°10' E
1. 地軸與南北極
地球為球狀並不斷繞地軸自轉,地軸通過地心至地球南北兩端(即北極及南極)。
2. 赤道、緯線及緯度
環繞地球(東西向)之最大圓環,就稱為赤道,其直徑與地軸垂直。
而與赤道平行,環繞地球表面的圓環,稱為「緯度平行圈」,簡稱「緯線」。以地心為原點,赤道為0度,向南及北均編至90度,即北極是北緯90度,南極則是南緯90度,地球上各地緯線與赤道的弧長,稱為緯度。
赤道將地球分為北半球(北緯以N表示)及南半球(南緯以S表示)。
3. 子午線、本初子午線及經度
通過地球南北兩極與赤道直交的圓弧即為經線(子午線)。
而通過英國格林威治天文臺的經線,就是零度子午線(本初子午線,0度經線)。
本初子午線將地球分為東半球(東經以E表示)及西半球(西經以W表示)。
(二) 通用座標
統一橫墨卡托(Universal Transverse MarcutsSyoteur,簡稱UTM)
1. UTM的形成
由180度經線起,向東將地球分為60個狹帶,每一狹帶寬度為6度角,並以數字1到60為編號。每帶均有稱為中央子午線的一條經線,貫穿各方格帶中央,利用中央子午線與赤道交點作為原點,即可標示某一位置。
方格之每條有一定間距的線條,均為向東(右)及向北(上)遞增讀數,以顯示讀數與方格帶原點的關系。
在大比例之地圖裏,方格之距離一般為1千米(km)
UTM分區圖可以幫助理解上面的文字,直接拖動地圖到瀏覽器地址欄可查看大圖
2. 坐標讀數
坐標讀數是先讀縱線的數值,再讀取橫線的數值,以西貢嶂上的橋為例,縱線是23,橫線是82,即可合成為四位坐標讀數2382;即為該縱線與該橫線的交點,並代表其右上方整個方格(1千米平方)的範圍;所以要取得某一地點的讀數時,是讀取該地點左邊的縱線及下邊的橫線讀數
在1千米方格的地圖上,只有部份格線的讀數會全部標示出來,其余格線讀數的最後3位數字(000)均被省略,只會標示一個2位數字,稱為主要數字(字體較大);再以嶂上的橋為例:
縱線 8(字體較細) + 23(主要數字) + 000 = 823000米(與本區中央子午線以東的距離)
橫線 24(字體較細) + 82(主要數字) + 000 = 2482000米(與赤道的距離)
四位讀數的坐標可表示1平方km的範圍,並不能精確地表示位置,可將方格的縱橫線,各細分10份(數字從0 至9)
縱線讀數向右(東)遞增,原本的2位讀數增加至3位讀數230
橫線讀數向上(北)遞增,原本的2位讀數增加至3位讀數827
合成為6位讀數230827(表示該交點及其右上方100米平方的範圍)
若將縱線及橫線各細分為100份(數字從0至99),縱線讀數向右遞增,變為4位讀數2307;橫線讀數向上遞增,變為4位讀數8277,再合成為8位讀數23078277(表示該交點及其右上方10米平方的範圍)
註意:
網格坐標由縱線及橫線的讀數組成,固此完整的坐標讀數一定是雙位數(4位,6位或8位讀數),有時要在縱線或橫線讀數裏補零;忘記補零而形成單位數的坐標,是初學者常犯的錯誤。如上例6位讀數的縱線23之後要補零。
3. 軍用方格坐標制(MGRS)
在UTM中,每一組數字在60個方格帶中均會出現,為免錯誤而使用此坐標制,並與UTM共同使用。
縱列與UTM方格帶相同,分為60個方格帶;南北方向則在南緯80°S與北緯84°N之間,每隔8度角分為多個橫排區域,並以以英文字母識別,從南緯80°S開始,采用C至X(省略I與O)為字母編號,至北緯84°N止。
為便於較小區域的目標指示,又將「帶」,「區」再劃分成許多10萬米的方格,縱行與橫列均是以一個英文字母代表。
橫列在180°經線開始,沿赤道往東18°(即3個縱帶),每10萬米縱行各賦予A至Z的字母代號(省略I與O);此種字母排序,每隔18°重復一次。
由南至北,每10萬米橫列,各賦予A至V的字母代號(省略I與O),此部分的字母每2萬米重復一次。
任何10萬米方格代號,均由兩個英文字母組,第1個字母是向右讀取,第2個字母則是向上讀取。
大嶼山梅窩碼頭附近,即為東經114°E,其左邊縱列方格帶編號為49Q(包括有橫列區GE及HE),右邊編號50Q(包括有橫列區JK及KK,註意字母I及O是不使用的
西貢的嶂上(橋)其UTM,6位網格座標為:50Q KK 230 827
七、地圖閱讀
地圖是一種記錄地面上地形和事物的實用圖表,在公元1880年以前,多用立體圖的方法繪畫,但之後則用平面圖的方法繪制了。換句話說,即是俯視而不是斜看地曲了。地圖制作是一個很復雜的過程,首先由測量員運用極精密的儀器在空中及地面測量,然後由繪圖員把這些資料繪在地圖裏。
地圖閱讀
簡單而言它是對地圖上資料的認識和了解,透過地圖上提供的資料推算出實際地面情況是一項十分重要的技能。每張地圖的準確程度、可靠性及時間性都有偏差,但我們可運用圖上的簡史,如測量日期、覆量日期去估計其可靠性。
圖邊資料(Marginal Information)
1 圖名(Title) 以圖中最著名或重要的地方命名
2 編號(Sheet Number) -指示出該張地圖在該組地圖的號碼
3 比例(Scale) 比例通常會明顯地印在圖的上方
4 組別(Series Number) 用一組字母及數字以識別該組地圖,例如HM20C
5 版次(Edition) 表示該地圖的出版年份及次數
6 索引圖(Index) 顯示該地圖在本地區的位置
7 版權機構(Copyright)
8 地圖書體(Map Lettering) 介紹地圖中不同書體表示不同地理形象
9 坐標數據(Grid Data) 分別有香港方格網及統一橫墨卡托方格網
10 正北(True North)、磁北(Magnetic North)及方格北(Grid North)
11 比例尺(Scale Rule) 方便量兩點距離
12 測量機構(Survey Institution)
13 圖例(Conventional signs) 解釋地圖內各符號的意義
14 本圖簡史(Sheet History)
比例(Scale)
將實際距離及面積依一定比率縮小繪成地圖,這比率稱為地圖比例。由於每張地圖的比例都因需要而不同,所以必須在地圖上註明,通常註明的方法有四種:
1 文字表達式 例如 1厘米比1千米(1cm To 1km)
2 圖尺式
3 分數式 例如 1/20000
4 比例式 例如 1:20000
習用圖例(Legend)
圖例是將實地上事物,根據其形狀及特征,利用符號、圖形、顏色繪畫在地圖上。不同地圖會用不同圖例,一般而言要用圖例表達的景物分為三大類。
1 人工建築 例如橋梁、城鎮及道路
2 天然景物 包括山嶺、海洋及植物
3 界線 包括區界及國界等
地圖上各種慣用顏色所表示的事物
1 藍色 有關水的形態加河流、湖、海等
2 綠色 有關的植物如山林、草地、耕地等
3 啡色 有關地的形態如沙灘、砂地、等高線等
4 紅色 主要公路及其他行車路線等
5 黑色 小路、橋梁、鐵路、架空電纜等
6 灰色 建築物、峭壁、漂石、巖石等
地圖的保養
1 應以膠袋封妥,加上保護膜或使用地圖袋等方法,避免受雨水淋濕而破損
2 使用時應避免受石塊、樹枝及筆尖所刺穿
3 不應在地圖上直接書寫
4 舊的地圖應依照原有摺紋摺疊
5 不能近火
地圖摺法
1 將地圖左邊及下邊的所有邊緣均向後翻摺,這是為了方便與另一地圖拼接之用,右邊及上邊則應留下格線的讀數,其余資料均向後翻摺
2 底部向上,將地圖上下對摺一次(下圖中白色部份代表地圖的底部)
3 左右對摺一次
4 左右各反向再對摺一次,做成四摺風琴形狀
八、倒置方位
在測量方向的讀數時,是以根據點為羅盤的中心,讀數從羅盤的北面(0度或0mil)開始,順時針量度目的地至羅盤中心的連線。倒置方位(Back Bearing)則是從目標(或目的地),回溯至根據點的方向讀數,多用於在地圖上尋找身處的位置。
計算方法:
若前視方位少於180°(3200mils),則加上180°(3200mils)即成為倒置方位
若前視方位大於180°(3200mils),則減去180°(3200mils)即成為倒置方位
以下圖為例:以西貢嶂上的橋為根據點,則石屋山的方位讀數就是339°(6025mils),其數值大於180°(3200mils),所以減去180°(3200mils)後,其倒置方位就是159度(2825mils,即是反過來以石屋山為根據點,望向嶂上橋的方位讀數)
倒置方位的應用
1 放置地圖(參閱放置地圖的課程)
2 在實際地形裏選擇一個較明顯的目標(例如高山或河流)
3 以身處的地點為根據點,以目視方式(參閱方位讀數的課程)測量目標的方位讀數
4 利用上述的方式,計算出倒置方位讀數,並利用該讀數設定指南針(下圖)
5 從地圖上找出該明顯目標的位置,並以該處為根據點,將設定好的指南針的邊緣放在根據點上,利用指南針的邊緣拉出一直線(下圖)
-- 實際應用時,可以不進行步驟4,而直接將指向目標的指南針放於地圖上,並執行最後的步驟
-- 上述的步驟只是基礎,在實際應用時,會選擇2至3個明顯的目標,求出各目標的倒置方位,再於地圖上從各目標處拉出直線
-- 2條直線的相交處,就是我們於地圖上身處的大概位置,而由3條直線所組成的三角形,則更能準確地顯示身處的範圍
九、等高線應用
等高線(Contour lines)
將地面上各個相同高度點所連成的曲線,投影在一平面上,這些表示高度的曲線就稱為等高線(如下圖),而在水平面以下,用以表示深度的曲線,稱為等深線(或等噚線,一般以「噚」為單位計算)
性質
1 等高線以某水平基準面作為測繪的基準線
(其高度為0,即為海岸線,香港的水平基準面為平均海面下1.2米)
2 兩條等高線之間所表示的垂直距離,稱為等高距;不同的地圖其等高距不一定相同;但在同一張地圖內,所有等高線之間的等高距均相同
3 每一等高線必定自成一封閉曲線
4 除了懸崖或峭壁外,同一地點不會有兩個高度,即是兩條不同高度的等高線不會重疊
5 等高線愈密,表示坡度愈陡斜(如上圖的右邊);等高線愈疏,表示坡度愈平緩(如上圖的左邊);等高線間距相等,表示坡度均勻
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