Zeekaart

Mee bezig
Aan dit artikel of deze sectie wordt de komende uren of dagen nog druk gewerkt.
Klik op geschiedenis voor de laatste ontwikkelingen.

Zeekaart van de Beringstraat

Een zeekaart is een kaart waarop zoveel mogelijk informatie staat die van belang is voor een veilige navigatie. Aangevuld met zeemansgidsen, lichtenlijsten en andere publicaties helpen ze de navigator bij een veilige reisvoorbereiding. Afhankelijk van de schaal bevat de kaart informatie over waterdieptes, grondsoorten, de kustlijn, droogvallingen, de hoogten van kenbare punten, kabels en pijpleidingen, betonning en vuurtorens, gevaren voor de navigatie zoals wrakken en ondieptes, zeestromen, getij en getijstromingen, magnetische richtingen en de infrastructuur van havens. De taak van hydrografische diensten is om deze informatie te verzamelen en te delen. Hiertoe is in 1921 de Internationale Hydrografische Organisatie opgericht.

Ondanks het vele werk dat door de hydrografische diensten wordt verricht, heeft de zeekaart zijn beperkingen en is een blindelings vertrouwen in een zeekaart niet gerechtvaardigd.

Titel

Rechtsboven de titel van een NOAA-kaart.

De titel van een zeekaart bevat informatie die nodig is om de kaart op de juiste manier te interpreteren:

• de geografische aanduiding, het gebied dat de kaart beslaat;
• de schaal en bij mercatorkaarten de breedte waarop deze van toepassing is;
• de eenheden waarin waterdiepte en hoogte aangegeven zijn;
• de herleidingsvlakken voor de waterdiepte en hoogte;
• de geodetische datum van de kaart;
• indien van toepassing de regio van het IALA Maritiem Betonningsstelsel;
• de gebruikte projectie;
• de gebruikte bronnen of opnamen.

De gebruikte eenheden voor de waterdieptes is niet alleen in de titel te zien, maar ook aan de randen in het geval van metrieke Admiraltykaarten. Verder is bij de kleur van land bij metrieke Admiraltykaarten geel en bij vademkaarten grijs. Bij kaarten van andere hydrografische diensten zijn de gebruikte kleuren verschillend. Bij de titel staan ook waarschuwingen en opmerkingen die betrekking kunnen hebben op de veilige vaart.

Schaal

Internationaal is overeengekomen dat zeekaarten met een schaal kleiner dan 1:50.000 in de mercatorprojectie worden uitgevoerd. Voor speciale kaarten als voor grootcirkel- of poolnavigatie en voor kaarten op grotere schaal zijn andere projecties toegestaan. Bij mercatorkaarten wordt de breedte gegeven waarvoor de schaal geldt, aangezien deze groter wordt met toenemende breedte; de vergrotende breedte. De schaal op de equator S₀ verhoudt zich tot de schaal op breedte b S_b volgens de schaalformule:

$S_{b}={S_{0} \over \cos b}$

Vanwege deze veranderende schaal moeten verheden op een mercatorkaart worden afgepast op de middelbreedte — de gemiddelde breedte van een traject — met staande randminuten, de meridiaanminuten die de zijrand van de kaart vormen.

Overzeilers

De kaarten met de kleinste schaal zijn de overzichtskaarten en de overzeilers met een schaal die kleiner is dan ca. 1:1.000.000. Overzichtskaarten zijn onder andere variatiekaarten — waarop de isogonen worden afgebeeld — en stroomkaarten die zeestromen te vermelden. Overzeilers worden gebruikt voor het uitzetten van de reis en het oversteken van uitgestrekte en diepe zeeën.

Koerskaarten

Koers- of trekkaarten hebben een kleine schaal van tussen de ca. 1:1.000.000 en de ca. 1:300.000. Ze worden gebruikt voor de navigatie ruim van de kust.

Kustkaarten

Kustkaarten hebben een middelgrote schaal van ca. 1:300.000 tot ca. 1:100.000 en worden gebruikt voor navigatie in de buurt van de kust.

Detailkaarten

Detailkaarten hebben een grote schaal van ca. 1:100.000 tot ca. 1:25.000 en worden gebruikt om havens aan te lopen en bij moeilijke of drukke vaarwaters.

Plankaarten

Plankaarten hebben een zeer grote schaal van groter dan ca. 1:25.000 en worden gebruikt voor havens en rivieren.

Herleidingsvlakken

Het herleidings- of reductievlak (chart datum, CD) wordt gebruikt om waterdieptes tot te herleiden. Dit zijn de kaartdieptes die verschillen van de werkelijke waterdiepte met de waterhoogte. Hoogtes worden weergegeven ten opzicht van het hoogteherleidingsvlak, dat hoger ligt dan het reductievlak.

Vanwege de veilige vaart is de werkelijke waterdiepte over het algemeen groter dan het gekozen reductievlak. Het kan echter voorkomen dat de waterstand lager is, bijvoorbeeld bij aflandige wind. Niet alle kaarten gebruiken hetzelfde reductievlak. Dit hangt af van het karakter van de getijbeweging. Nederlandse kaarten van Nederlandse wateren gebruikten tot 2006 het gemiddeld laag-laagwaterspring (gem. LLWS) — het maandelijkse laagste gemiddelde van laagwaterspring — maar hier wordt nu overgegaan op het laagste astronomische getij (Lowest Astronomical Tide, LAT), wat internationaal is aanbevolen. In Duitse wateren gebruikte men gemiddeld laagwaterspring (gem. LWS), maar is men ook overgegaan op LAT. In Admiraltykaarten gebruikt men over het algemeen het LAT. Andere hierin gebruikte reductievlakken zijn LWS en het middenstandsvlak, de gemiddelde waterstand (Mean Sea Level, MSL).

Als hoogteherleidingsvlak wordt in Nederlandse kaarten het middenstandsvlak gebruikt. Veel Admiraltykaarten gebruiken het gemiddeld hoogwaterspring (Mean High Water Spring, MWHS), of het middenstandsvlak als de getijdebeweging minimaal is. Doordat dit vlak hoger ligt, is er een marge bij bruggen en andere constructies. Ook is bij positiebepalingen aan de hand van hoogtemetingen van kenbare punten als vuurtorens of bergen de positie hierdoor dichter bij de kust weergeven dan in werkelijkheid, waardoor een veiligheidsmarge ontstaat.

Geodetische datum

Behalve de verticale datum — het reductievlak — moet ook de horizontale datum worden vastgesteld. Dit is de geodetische datum. Hiermee wordt de niet wiskundig uit te drukken vorm van de aarde — de geoïde — benaderd door een ellipsoïde, specifiek een referentie-ellipsoïde. Het hoogteverschil tussen de geoïde en de ellipsoïde is de geoïdehoogte die positief is als de geoïde buiten de ellipsoïde valt. Er zijn verschillende ellipsoïden in gebruik, afhankelijk van hoe deze aansluiten bij de vorm van de aarde ter plaatse van het gebied dat geprojecteerd moet worden. Een aantal zijn ook een geodetische datum, waarme de geografische coördinaten gedefinieerd worden. Er zijn honderden geodetische datums die vaak niet geocentrisch zijn om lokaal goed aan te sluiten bij de geoïde en daarmee niet wereldwijd bruikbaar, zoals het nog veel in Europa gebruikte ED50. Met de komst van het wereldwijd werkende satellietnavigatiesysteem Transit onstond de behoefte aan een geocentrische datum. Dit werd het World Geodetic System, waarvan de laatste versie WGS 84 is. GLONASS gebruikt PZ 90. Naast de horizontale coördinaten, definieert de geodetische datum ook een hoogte die niet noodzakelijk overeenkomt met het reductievlak dat wordt gebruikt door de zeekaart.

Onderling kunnen deze datums behoorlijk van elkaar verschillen. Posities die worden verkregen via elektronische navigatie als GPS kunnen dan ook niet zonder meer in de kaart worden gezet. Als de datum van de navigatie-apparatuur niet gelijk is aan die van de kaart, dan zal er eerst een correctie moeten worden toegepast. Veel GPS-ontvangers kunnen met een transformatieformule een datumconversie uitvoeren waarbij het Bursa-Wolf-model veel gebruikt wordt. Ook kan niet zonder meer een positie van de ene kaart worden overgenomen in een andere kaart. Bij oude kaarten zonder geodetische datum moeten posities overgezet worden aan de hand van een peiling en afstand tot een kenbaar punt. GPS-posities kunnen hier een verschil hebben van enkele mijlen. Ook bij andere kaarten kan de navigatie-apparatuur nauwkeuriger zijn dan de kaart.

De Admiraltykaarten worden allemaal omgezet naar WGS 84. Dit loopt al vele jaren en zal ook nog jaren duren, vooral bij kaarten waarvoor het verband tussen de bestaande opnemingen en WGS 84 moet worden vastgesteld.

Projectie

De volgende omzetting is die van de ellipsoïde naar het platte vlak van de zeekaart, met vaak de bol als tussenstap. Om dit te bereiken zijn er verschillende kaartconstructies, niet helemaal correct kaartprojecties genoemd. De projecties zijn onder te verdelen in drie groepen, met elk voor zeekaarten relevante projecties:

• de azimutale projectie:
  • de gnomonische projectie;
  • de equidistante projectie;
  • de conforme projectie;
• de conische projectie:
  • de Lambertprojectie;
• de cilinderprojectie:
  • de normale conforme projectie;
  • de transversale conforme projectie;
  • de middelbreedtekaart.

Alle omzettingen leiden tot vervormingen. Dit kunnen hoek-, lengte- en oppervlaktevervormingen zijn. Bij afylactische projecties treden deze allen tegelijk op. Er zijn echter projecties waarbij één van deze niet vervormd. Bij hoekgetrouwe projecties spreekt men van conformiteit, bij oppervlaktegetrouwe projecties van equivalentie en bij afstandsgetrouwe projecties van equidistantie. Afhankelijk van de locatie en aan welke eigenschap de voorkeur wordt gegeven, kiest men een projectie.

Voor de navigatie bestaan deze eisen uit:

• conformiteit;
• de loxodroom moet een rechte lijn zijn;
• de grootcirkel moet een rechte lijn zijn;
• een geringe schaalverandering.

De mercatorprojectie voldoet aan de eerste twee eisen en op niet te hoge breedte ook aan de laatste. De Lambertprojectie voldoet aan de eerste en de laatste eis en afhankelijk van de breedte ook redelijk aan de tweede eis. Aan de tweede en derde eis kan nooit tegelijkertijd voldaan worden. De meeste navigatiekaarten zijn mercatorkaarten.

Internationale zeekaart

De hydrografische diensten wereldwijd maken zeekaarten van de nationale wateren. Slechts enkele landen hebben echter een wereldwijd dekkende kaartenserie. De meest gebruikte zijn de Britse Admiraltykaarten, andere zijn de Russische GUNiO-kaarten, de Franse SHOM-kaarten en de Amerikaanse NGA/NOAA-kaarten. Duitsland en Japan hebben ook grote kaartseries, hoewel niet werelddekkend. In de achttiende eeuw had de Republiek nog een complete wereldserie, deels van de VOC en deels van Gerard van Keulen.

Omdat het voor een land niet mogelijk is om de hydrografische opnemingen voor al deze kaarten zelf te verrichten, bestaat een deel van de wereldseries uit afgeleide kaarten; kaarten die zijn gebaseerd op die van andere landen die aangepast zijn aan de eigen kaartserie. Om dit te stroomlijnen, coördineert IHO vanaf 1971 de uitgave van internationale zeekaarten. De gebruikte projecties, kleuren, terminologie en symbolen zijn daarvoor zoveel mogelijk geharmoniseerd. Op verzoek krijgen andere hydrografische diensten de beschikking over de gegevens en het materiaal om de eigen serie aan te vullen. De kaarten zijn te herkennen aan INT gevolgd door maximaal vier cijfers met daarnaast mogelijk het nationale nummer.

Waterdieptes

De verschillende kleuren die gebruikt worden voor land (geel), droogvallingen (groen) en waterdieptes (blauw en wit).

Vroeger werden lodingen — de metingen van de waterdieptes — genomen met een handlood. Van veel oudere en ook wel nieuwere kaarten is dit nog steeds de basis. Bij deze manier van werken werden rotspunten en andere ondieptes gemakkelijk over het hoofd gezien. Voor minder drukke vaarwateren en afgelegen gebieden bestaat de kans dan ook dat niet alle voor de navigatie relevante ondieptes in de kaart staan. Zo stootte de Mighty Servant II in 1999 bij Berhala op een niet in de kaart staande rotspunt. In de kaart was wel aangegeven dat het een onveilig gebied betrof waarbij niet alle ondieptes waren aangegeven. Ook in minder afgelegen gebied kan dit echter voorkomen, zoals bleek toen de Rocknes in 2004 kapseisde bij Bergen na op een niet in de kaart staande rots gestoten te zijn. Daarnaast speelt ook dat de diepgang door de jaren heen is toegenomen.

Latere hydrografische opnamen werden gemaakt met een echolood, maar ook hierbij konden ondieptes over het hoofd worden gezien. Tegenwoordig wordt veel gebruik gemaakt van side scan sonar, waarmee de kans dat een ondiepte over het hoofd wordt gezien minimaal is. De gemeten dieptes worden herleid naar het reductievlak. In de kaart staan dieptelijnen en ondiep water wordt lichtblauw gekleurd. Wat wordt gezien als ondiep water hangt af van de schaal. Droogvallingen worden aangegeven in groen.

Gevaren voor de navigatie

In de kaart worden diverse gevaren voor de navigatie weergegeven. Dit zijn:

• ondieptes;
• rotsen, boven en onder water;
• wrakken, boven en onder water;
• andere obstakels onder water;
• draaikolken;
• stroomrafelingen;
• branding;
• zeewier.

Ondieptes en rotsen

Ondieptes worden aangegeven met de waterdiepte indien deze bekend is en omcirkeld met een stippellijn (). Hiernaast kan aangegeven staan of het gaat om een wrak of andere obstructie. Rotsen worden aangegeven als indien ze een gevaar voor de navigatie zijn en als indien ze soms boven water uitsteken.

Wrakken

Bij wrakken wordt onderscheid gemaakt tussen wrakken die (deels) boven water uitsteken (o.a. ) en bij wrakken onder water tussen ondieper dan 28 meter () en dieper dan 28 meter (). De laatste wordt gezien als niet gevaarlijk voor de oppervlaktenavigatie. Overigens is de definitie hiervoor met toenemende scheepsgrootte en diepgangen aangepast, zodat deze dieptecriteria voor 1968 kleiner waren. Er zijn daardoor nog de nodige kaarten waarbij er minder water staat boven een als ongevaarlijk aangeduid wrak.

Bij sommige wrakken is de diepte onbekend, andere gemeten met een lood en als meer zekerheid nodig is met veegdraad. Tegenwoordig gebeurt dit steeds meer met side scan sonar. Welke methode is gebruikt, is af te leiden aan het symbool waarmee het wrak wordt aangeduid. Deze symbolen staan in een aparte kaart vermeld die elke hydrografische dienst uitgeeft. Vaak is dit kaart 1, bij de UKHO is dit BA 5011.

Grondsoorten

In veel kaarten staat verspreid de grondsoort van de zeebodem aangegeven. Vroeger werd deze informatie wel gebruikt voor navigatie, tegenwoordig is dit vooral van belang bij het bepalen van goede ankergrond. Deze informatie is niet al te betrouwbaar, omdat de meeste grondsoorten zijn vastgesteld aan de hand van metingen met een dieplood en daarmee slechts een monster van de oppervlakte van de bodem is. Rond ankerplaatsen is de betrouwbaarheid over het algemeen beter door waarnemingen van de grondsoort aan de vloeien van de ankers.

Hoogtes

Kenbare punten

Voor de kustnavigatie kan gebruik worden gemaakt van kenbare punten (landmarks) als gebouwen, torens, schoorstenen en masten. Deze hebben veelal een eigen symbool, zodat ze eenvoudig te peilen zijn. Bij bergen wordt de hoogte van de top aangegeven naast een punt, zoals 341. Op deze manier kan door met een sextant de hoek te meten, de afstand tot de top bepaald worden.

Landverkenningen

Om herkenning van kusten te vereenvoudigen, hebben sommige, vooral oudere kaarten zogenaamde landverkenningen (views). Dit zijn panoramische schetsen van de kustlijn. In nieuwere kaarten ontbreken deze veelal. In plaats daarvan beschikken de zeilaanwijzingen over veel panoramische foto's voor dit doel.

Lichten

De verschillende lichtkarakters.

Lichten — ook wel vuren genoemd — worden over het algemeen aangegeven als sterretje met magenta vlammmetje, afgezien van vuurschepen, boor- en exploratieplatformen en boeien die hun eigen symbolen hebben. Bij vuurtorens wordt naast het karakter ook de hoogte gegeven en de dracht. Dit is bij voorkeur de nominale dracht, maar een aantal landen gebruikt de optische dracht. Tot 1972 werd de geografische dracht gegeven, tenzij de optische dracht kleiner was. Het nieuwe beleid is nog niet doorgevoerd in alle kaarten aangepast. Meer details zijn te vinden in de lichtenlijst. Een voorbeeld in de kaart kan zijn Fl(2)5s10m11M, een schitterlicht met een periode van 5 seconden met daarin twee schitters, een hoogte van 10 meter en een nominale dracht van 11 zeemijl.

De karakters zijn te onderscheiden in verschillende groepen; vaste lichten (fixed), schitterlichten (flashing), onderbroken lichten (occulting), isolichten en morse. Het meest gebruikt zijn witte schitterlichten, maar andere karakters en kleuren komen ook voor. Zo zijn rood en groen veel gebruikt bij haveningangen.

Bij sectorlichten is een wit licht zichtbaar in veilig vaarwater en een rood of groen licht aan weerszijden daarvan. Een andere manier om een vaarwater aan te geven is met behulp van geleidelichten. Hierbij staat het achterste licht iets hoger dan het voorste in de richting van de lichtenlijn. Aan de hand van de stand van de lichten ten opzichte van elkaar kan vastgesteld worden aan welke kant van de lichtenlijn men zich bevindt.

Stromen en getij

Waar van toepassing wordt aangegeven wat de zeestromen en getijdestromen zijn. De eerste worden weergegeven met een gegolfde pijl met de stroomsnelheid in knopen. De tweede wordt weergegeven door pijlen met veren als het getij slechts twee richtingen heeft. In andere gevallen staan er wiebertjes ${\color {Magenta}{\boldsymbol {\Diamond }}}$ in de kaart met daarin letters die verwijzen naar een tabel waarin de getijdestroom nader wordt gespecificeerd voor spring- en doodtij voor elk uur ten opzichte van hoogwater van een nabije haven. Bestendige wervelingen worden ook aangegeven in de kaart.

Radio- en radarstations en -bakens

Radio- en radarstations zoals radiobakens en racons zijn in de kaart aangegeven met een magenta cirkel.

Netwerkkaarten

Kaart van aanloop New York met LORAN-positielijnen.

Hyperbolische plaatsbepalingssystemen als DECCA en LORAN maken gebruik van meerdere zendstations, zogenaamde ketens met een master station en minimaal twee slave stations. Door respectievelijk het fase- en tijdsverschil te meten tussen de verschillende stations, zijn hyperbolische positielijnen vast te stellen. Waar modernere ontvangers hieruit een geografische kunnen afleiden, geeft oudere apparatuur aan op welke positielijnen men zich bevindt. Door meerdere positielijnen te combineren, kan de positie bepaald worden. Voor dit doel bestaan er kaarten die voorzien zijn van een patroon van DECCA- en LORAN-lijnen. Deze kaarten worden echter uitgefaseerd. In het verleden bestonden er ook Omegakaarten voor het Omega-systeem.