宗海图作为宗海档案的主要附图，精确的记载了宗海的位置、界址点线以及与相邻宗海的关系，是申明海域使用权属的重要依据。对宗海图的绘制内容及编绘样式等做出明文规定首见于《海籍调查规范》^[1]“宗海图和海籍图绘制”篇章。2016年国家海洋局制定印发了《宗海图编绘技术规范(试行)》，该试行规范重点针对以往宗海图制图中存在的字体不一、图斑色彩各异、图幅随意、成图数学要素各取所好、成图要素有简有繁等问题予以规范。

1   材料与方法

1.1   宗海图要素

宗海要素、数学要素、地理要素及辅助要素共同构成了宗海图要素。

(1) 宗海要素

宗海要素为宗海本身的要素，包括宗海内部各用海单元的界址点、线、面要素及相关的标记信息等。

(2) 数学要素

数学要素包括地图投影、定向、控制点、坐标网等，是宗海图编绘的数学基础，也是宗海图制图的控制基础，是在宗海图上量取点位、长度、面积的依据，保证为宗海图的精确性。

(3) 地理要素

制图区域内包括海域、海岛、海岸线、行政界线、陆地、重要地名等在内的最基本的自然及社会经济要素，构成了宗海图的地理要素。

(4) 辅助要素

图名、图号、图廓、图例、接图表、分度带、附图、坡度尺、成图说明等构成了宗海图的辅助要素，又称为整饰要素，作用是提供一些具有参考意义的说明性内容或工具性图表，以便于阅读。

1.2   宗海位置图和界址图

宗海图主要由宗海位置图和宗海界址图构成，用于记录界址点线、宗海位置及其与相邻宗海关系。宗海位置图和宗海界址图绘制内容各有侧重，宗海位置图重点反映用海的平面轮廓、地理位置及其与周边重要地物的位置关系，宗海界址图则侧重于描绘宗海及内部各用海单元的界址点线、界址范围、用海方式、用海面积等用海权属相关的必要信息。宗海位置图和界址图不仅在用途上有区别，在绘制内容侧重上也有所不同，宗海位置图须描绘用海的地理位置与平面轮廓，为此，选用合适的底图，标示清楚用海位置等是宗海位置图重点考虑环节；宗海界址图的编绘重点则在于宗海的界址信息，如界址点坐标、宗海内部各用海单元及宗海界址线范围、毗邻宗海信息等。宗海位置图和界址图的异同列表如下。

表  1  宗海位置图和界址图异同比较

Tab.  1  Cases of sea location map and boundary map comparison

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2   结果与讨论

2.1   制图流程

2.1.1   资料收集

一般借助计算机辅助制图软件，在获得宗海界址点解析坐标的基础上，以宗海为单位进行宗海图编绘。编绘具体流程包括：收集资料及数据、数据处理、宗海图制图设计、宗海图制图编绘、制图质量检查校核、宗海图成图印制，如图 1所示。

图  1  宗海图制图流程

Fig.  1  Drawing process of sea map

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(1) 底图数据

背景底图应采用能反映项目用海区毗邻陆域及海域要素的现势性^[2]强的基础地理信息图件。宗海位置图的背景底图宜采用空间分辨率优于10 m的遥感图、数字线划图、栅格地形图、海图等，宗海界址图的底图宜使用数字线划地图。

(2) 基础地理信息数据

基础地理信息数据及相关资料具体包括：法定海岸线、陆地与海域行政区域境界线、重要地名注记等能反映项目用海区邻近陆域与海域要素的基础地理数据及资料。涉及诸如国际光缆等跨国项目的，除以上基础地理信息，还有必要收集领海外部界线数据及资料。对于行政境界线，应遵循优先使用政府官方公布的陆地行政区境界线及海域行政管理界线的原则，大陆海岸线^[3]宜采用省级及以上人民政府公布的最新海岸线修测成果，海岛海岸线应以实测岸线为准。

(3) 毗邻海域用海资料

毗邻海域用海项目的诸如批复的用海界址坐标、不动产权登记资料等不动产权属数据及相关资料。

2.1.2   数据处理

择优选用合适的底图，选择地形图、海图等栅格影像作为底图时，应进行必要的淡化处理。整理、汇总本宗用海的海籍测量数据，核实基础地理资料及邻近用海权属资料的现势性和准确性，有效的资料须进行电子化及数据格式的标准化。

2.1.3   制图设计

宗海图数学要素设计及版式设计构成宗海图制图设计的主要内容。坐标系、地图投影^[4]、高程基准、比例尺等地图数学要素的设计是确定宗海图编图的基础，图幅、图面配置、图廓等地图版式方面的设计则是为了使宗海图的编绘清晰、协调、美观。

宗海位置图和宗海界址图应各自独立成图，一般宜采用A4幅面。坐标系应统一采用CGCS2000^[5]坐标系统。地图投影一般采用高斯—克吕格投影，东西跨度大于3度的一般采用墨卡托投影。宗海界址图的比例尺选择应能够清晰反映宗海的形状及各个界址点分布，一般可设定为1: 5000或更大的比例尺，宗海位置图的比例尺设计则遵循能清楚反映本宗用海的平面轮廓及附近重要的居民点、标志性地物等的原则。

2.1.4   制图编绘

宗海图的编绘遵循准确、简洁、美观的原则，以严谨的成图规范及精确的界址点界定为基础，采用统一的符号、色彩、纹理表达地图要素，以简明清晰的图示方法反映宗海的形状及界址点分布。对于长距离海底电缆管道、跨海桥梁等长宽比例较大的用海，应具体问题具体分析，比如采用局部不等比例尺，并使用移位编绘的方式进行绘制。

2.1.5   面积计算

用海面积计算可采用坐标解析法，公式如下：

式中：S代表面积；x_i，y_i分别表示界址点的平面直角坐标；n为界址点总数；i代表界址点的序号。

2.1.6   质量检查

宗海图的质量检查应重点从成图要素的完备性、准确性及规范性三个方面进行宗海图成图质量检查。具体而言，从图面内容的完整性，底图的适合性，宗海内部单元界定的准确性，投影参数、比例尺选择及图面布局的合理性，整饰的规范性等方面，对宗海图的数学要素、地理要素和辅助要素进行内容和形式方面的全面检查和校核。

2.2   制图关键技术

2.2.1   底图处理

目前，能够用来制作宗海图的软件有很多，如：ArcGIS^[6]、AutoCAD^[7]、MapGIS、MapInfo、SuperMAP等，不同软件的制图功能不尽相同，各有优势，加之制图人的绘图习惯各异，故不应该而且也没有必要统一制图软件和工具，而应立足于最终绘制出的宗海图成果，要求以简明、清晰的图示方法反映出宗海的形状及界址点的分布状况, 图面配置合理、整洁。本文拟以ArcGIS平台为例，从宗海图制图角度，详细介绍图件绘制过程中的关键技术环节，为绘制宗海图提供技术参考。

底图应反映主要的毗邻陆域与海域要素，如：岸线、地名及明显标志物等，纸质(栅格)或电子版(矢量)的地形图、海图均可作为底图使用，若是纸质版，扫描后需要对其进行地理配准，得到2000国家大地坐标系^[8]下的电子版底图，必要时需要进行坐标系统的转换。ArcGIS提供了地理配准工具，可通过添加一系列控制点坐标或与参考基准图上一系列重合点逐个匹配的方式对扫描图件进行空间校正。控制点或重合点的选取应在保证点位密度的前提下尽量均匀分布在整个区域内，控制点在图像上应有清晰的定位识别标志，如：经纬网交叉点、道路交叉点、河流交叉口、建筑边界、农田界线等，并遵循选直不选曲、选路不选桥、选低不选高的一般原则。底图处理一般流程如图 2所示。

图  2  底图处理一般流程

Fig.  2  General process of background map processing

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2.2.2   宗海界址点标绘

宗海界址点的标绘在ArcGIS平台上比较容易实现，操作流程如图 3所示。首先，把界址点坐标整理成Excel数据表形式，界址点数据的格式为：界址点编号、经纬度格式的坐标。然后，把Excel表数据添加进GIS的图层中来，继而，选择“显示XY数据”，注意设置好地理坐标系，否则会导致不能正常显示各个界址散点，正常显示各散点后，执行“导出数据”操作，输出界址点的shp格式文件，并添加到地图图层中。最后，调整界址点符号，包括大小、形状、颜色等属性，并设置好“标注字段”，标注界址点编号。

图  3  宗海界址点标绘流程

Fig.  3  Sea boundary point plotting process

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2.2.3   宗海范围界址线绘制

宗海范围界址线绘制流程见图 4。

图  4  宗海界址线绘制流程

Fig.  4  Sea boundary line drawing process

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(1) CAD图形文件导入

若宗海范围源数据是AutoCAD的*.dwg或*.dxf格式图形文件，常用两种方式导入ArcGIS。一种方式是直接添加，分别以点线面等不同图层的形式添加进GIS的图层，然后选择polygon面图层通过数据导出操作导出为GIS的shp表，并添加进GIS的图层，最后重新定义投影。另一种方式是通过ArcGIS工具箱中的Data Interoperability快速导入工具进行数据转换，实现dwg或dxf图形文件到shp格式的转换，并通过ArcToolBox中的“投影和变换”工具进行坐标系和投影的重新定义。

(2) 界址线范围面图层生成

在上述宗海界址点标绘的基础上，按照不同用海方式，并统筹兼顾不同用海单元，将相应界址点按逆时针方向顺次连接成面状图层，然后，根据试行规范的要求，调整面图层的属性，包括：填充纹理、边界线宽度、颜色等。

对于相邻宗海，可根据提供的宗海范围界址点坐标或已有的界址线进行展绘，只要求绘制最外围的宗海界线，不要求细化各宗海单元。

ArcGIS根据点要素绘制界址范围面图层过程中，通常有下列方法可以使用：

① 新建面要素Shapefile，编辑该面图层文件，将相应界址点按逆时针方向顺次连接闭合成面状图层。

② 通过ArcToolBox中的“数据管理工具”，实现点要素到面要素的“要素转换”，从而达到快速生成面要素的目的。

2.2.4   相关表格制作

宗海图中包含多个表格，其中坐标系、投影、高程基准、测绘单位及人员等信息表是宗海位置图和宗海界址图都需要制作的，此外，宗海界址图还需要额外制作界址点编号及坐标列表、宗海内部各用海单元信息列表(包括用海单元名称及其用海方式、界址线范围、面积)。鉴于Excel的表格制作能力较强，可以在ArcGIS中通过使用“插入对象”新建或插入提前制作好的Excel格式sheet表或Word表格的方法实现相关表格的制作。

2.2.5   等深线绘制

鉴于Surfer的等值线^[9]生成功能较强，笔者建议借助Surfer软件实现等水深线的生成，该软件生成等深线分两个步骤：第一步，进行水深点数据的网格化；第二步，根据网格化的数据进行等值线图的生成。等深线图生成后，可输出*.shp或*.dxf两种格式文件，这两种格式数据，在ArcGIS可通过“添加数据”按钮直接导入使用。此外，在ArcGIS平台下，也可借助其工具箱工具(空间分析工具—表面分析—等值线)，利用Surfer网格化后的*.grd数据，生成等深线。

图  5  等深线绘制流程

Fig.  5  Contour drawing process

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2.2.6   其他要素的生成及处理

宗海图的整饰要素，如图框、经纬线、图例^[10]、比例尺、指北针等，都可以在ArcGIS中方便的生成和插入，根据实际需要调整图廓、经纬网及经纬度标记，比例尺、指北针的放置，均以图面美观、整洁、清晰的反映宗海关键信息为宜。

3   结论

宗海图作为不动产权证书和宗海档案的主要附图，是海域使用管理的重要依据。本文结合宗海图制图及审图实际工作经验，分析了宗海图的内容及要素，梳理了其基本编绘流程，并以ArcGIS平台为基础，就宗海界址点标绘、界址范围线绘制等关键制图技术环节进行了总结和介绍，以期提高宗海图制图效率和规范化水平。