基于海洋測(cè)繪的水深測(cè)量研究報(bào)告

1、.基于海洋測(cè)繪的水深測(cè)量研究水深測(cè)量是指測(cè)定水底點(diǎn)至水面的高度和點(diǎn)的平面位置的工作。是海道測(cè)量和海底地形測(cè)量的中心環(huán)節(jié)，目的是為船舶航行提供航道深度和確定航行障礙物的位置、深度和性質(zhì)。本文首先寫其內(nèi)容，隨后對(duì)海洋水深測(cè)量產(chǎn)生誤差的因素進(jìn)行了分析，最后對(duì)如何提高海洋水深測(cè)量精準(zhǔn)度提出了方法措施，希望能促進(jìn)水深測(cè)量的發(fā)展。海洋測(cè)繪，對(duì)于海上航行的保證以及海洋事業(yè)的發(fā)展具有重要作用，而海洋測(cè)繪的研究成果，不僅體現(xiàn)在海洋事業(yè)的發(fā)展，還體現(xiàn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)以及科學(xué)研究的方方面面。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，從新中國(guó)的成立至今，海洋測(cè)繪的發(fā)展也從弱走向強(qiáng)，從小做到大，并且有了驕人的成績(jī)。而海洋測(cè)繪成果體現(xiàn)在那一

2、萬(wàn)四千米的島嶼岸線1 800km的大陸岸線以及300多萬(wàn)平方千米和6500多個(gè)島嶼的管轄海域。對(duì)于我國(guó)的海洋測(cè)繪事業(yè)而言，海軍的測(cè)繪力量開創(chuàng)時(shí)間最早，隨著海洋測(cè)繪事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)成立了國(guó)家海洋局，國(guó)家海洋局對(duì)我國(guó)的海洋進(jìn)行調(diào)查、規(guī)劃以及實(shí)施，使得海洋測(cè)繪事業(yè)有了蓬勃的發(fā)展。下文將對(duì)基于海洋測(cè)繪水深測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行論述。一、水深測(cè)量的內(nèi)容水深測(cè)量的內(nèi)容主要包括以下兩方面的內(nèi)容：1.測(cè)深點(diǎn)的深度測(cè)量測(cè)量水深所使用的工具和儀器一般有測(cè)深桿、測(cè)深錘和測(cè)深儀等。為連續(xù)測(cè)得水深，必須選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)深線間隔和方向。測(cè)深線間隔一般取為圖上 1-1.5厘米，測(cè)點(diǎn)間距一般為圖0.5-0.7厘米。測(cè)得水深后，必須進(jìn)

3、行水位改正。就是把在瞬時(shí)水面上測(cè)得的深度歸算到由深度基準(zhǔn)面起算的深度。2.測(cè)深點(diǎn)的定位在水深測(cè)量工作中，還要精確地測(cè)定深度點(diǎn)的平面位置，這項(xiàng)工作簡(jiǎn)稱為定位。用測(cè)深儀測(cè)深時(shí)，深度點(diǎn)的平面位置是換能器的平面位置;用測(cè)深桿、水砣測(cè)深時(shí)，深度點(diǎn)的平面位置是測(cè)深桿、測(cè)深桿或水砣繩與水面垂直相交時(shí)的平面位置。二、海洋測(cè)繪水深測(cè)量誤差的影響因素水深測(cè)量誤差主要有儀器誤差、聲速誤差、潮位觀測(cè)因素、船速因素和船只因素等。(1)儀器誤差指的是在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，由于測(cè)量?jī)x器的性能而產(chǎn)生的誤差或者因裝配探測(cè)儀等相關(guān)設(shè)備所導(dǎo)致的誤差。因?yàn)樘綔y(cè)儀自身性能產(chǎn)生的誤差指的是在使用探測(cè)儀的過(guò)程中，或者在多次使用探測(cè)儀的過(guò)程中

4、，因?yàn)殡妷弘姵氐膿Q擋和降低、元器件老化等因素導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速和聲速的變化，進(jìn)而對(duì)水深測(cè)量的精度產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)，因?yàn)樾吞?hào)不同的探測(cè)儀和使用程度不同的探測(cè)儀，對(duì)反射聲波接受的敏捷程度也有所不同，在和水草、雜物、泥漿等介質(zhì)進(jìn)行碰撞的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生虛假的水深，對(duì)測(cè)量的真實(shí)性和精度產(chǎn)生了影響。(2)聲速誤差指的是走航式水深測(cè)量依據(jù)聲波對(duì)深度進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)槁暡ㄔ谒袀鞑サ乃俣葧?huì)對(duì)水深精度的測(cè)量產(chǎn)生一定的影響，在進(jìn)行測(cè)探之前，應(yīng)該對(duì)測(cè)深器的數(shù)值進(jìn)行測(cè)定，因?yàn)樵O(shè)置聲速值的水平會(huì)對(duì)測(cè)深數(shù)據(jù)的精確性產(chǎn)生較大的影響，一旦出現(xiàn)了聲速值設(shè)置不合適的問(wèn)題，很容易使測(cè)深的結(jié)果變淺或者變深，如果沒有通過(guò)其它的方式進(jìn)行檢驗(yàn)，很

5、難對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行發(fā)掘。(3)潮位觀測(cè)誤差指的是因?yàn)樗顪y(cè)量得到的結(jié)果是通過(guò)理論上該地區(qū)最低潮位的數(shù)值，因此，應(yīng)該將外業(yè)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算到最低潮位面上，因此，在對(duì)潮位進(jìn)行測(cè)量的準(zhǔn)確性會(huì)對(duì)水深測(cè)量的精度產(chǎn)生影響。(4)船只因素也會(huì)對(duì)測(cè)量的精度產(chǎn)生一定的影響，在對(duì)水深地形進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，船型和船的大小會(huì)對(duì)測(cè)量工作產(chǎn)生很大的影響。如果船只太大，在工作的時(shí)候很容易擱淺，而且因?yàn)榇坏某运?，?duì)淺水帶附近的數(shù)據(jù)無(wú)法有效的測(cè)量。如果船只太長(zhǎng)，在運(yùn)行過(guò)程中的靈活性會(huì)受到一定的影響，很難按照預(yù)先設(shè)定的方式進(jìn)行測(cè)量。如果船只太短，船體進(jìn)行回旋的半徑很小，但是在拐彎和掉頭的過(guò)程中，有很大的靈活性。三、海洋測(cè)繪水深

6、測(cè)量相關(guān)技術(shù)現(xiàn)如今常用于我國(guó)海洋測(cè)繪工作中的傳統(tǒng)工作方法包括：羅盤定位與六分儀、測(cè)深桿、測(cè)深繩、測(cè)深鉛魚等，這些傳統(tǒng)的工作方法測(cè)量精確度較低且效率不高，只能進(jìn)行粗略的海圖繪制，難以滿足高要求的探測(cè)工作的進(jìn)行。為了解決此類問(wèn)題，在遙感探測(cè)、聲波探測(cè)、衛(wèi)星地位和激光探測(cè)等科學(xué)技術(shù)不斷成熟的今天，它們將逐步被應(yīng)用于海洋測(cè)繪過(guò)程中，隨著這些技術(shù)的使用，海洋測(cè)繪技術(shù)也將逐漸向高效率、高精度、高現(xiàn)代化邁進(jìn)。四、提高水深測(cè)量精準(zhǔn)度的措施為了最大限度的提高測(cè)量結(jié)果的精確性，測(cè)量前，先要確定測(cè)區(qū)X圍和測(cè)圖比例尺，設(shè)計(jì)圖幅，準(zhǔn)備圖板和展繪控制點(diǎn)，布設(shè)測(cè)深線和驗(yàn)潮站，以及確定驗(yàn)流點(diǎn)和水文站的位置。測(cè)量時(shí)，測(cè)量船沿預(yù)

7、定測(cè)深線連續(xù)測(cè)深，并按一定間隔進(jìn)行定位，同時(shí)進(jìn)行水位觀測(cè)。測(cè)量中要確定礁石、沉船等各種航行障礙物的準(zhǔn)確位置，探清最淺水深及其延伸X圍。1.修正測(cè)量誤差對(duì)于采樣速率及延遲造成的誤差，可以在延遲校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返測(cè)量結(jié)果計(jì)算得到，也可以采用以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。船體搖擺姿態(tài)和動(dòng)態(tài)吃水的修正，可用電磁式姿態(tài)儀修正船的姿態(tài)，修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、縱擺和橫擺等參數(shù)都可以通過(guò)姿態(tài)儀輸出，借助專用的測(cè)量軟件可以修正這些參數(shù)。動(dòng)態(tài)吃水改正是船體自重下沉加上測(cè)深船的靜態(tài)吃水深度和顛簸的總和，得到的是一個(gè)不定值，往往都是平均值。2.提高GPS在海洋測(cè)繪中的精度GPS定位系統(tǒng)在大地高

8、的測(cè)量中應(yīng)用較早，且測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確，但在將大地高轉(zhuǎn)化為海圖高的精確度上卻并不高。由于海洋理論深度基準(zhǔn)面具有跳躍變化的不穩(wěn)定特點(diǎn)，因此，將大地高作為無(wú)縫垂直參考基準(zhǔn)應(yīng)用水對(duì)水深的測(cè)量，還需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性的研究，以做到通過(guò)大地高的測(cè)量，能對(duì)海圖高的數(shù)值有比較準(zhǔn)確的測(cè)定，尤其在我國(guó)的遠(yuǎn)海領(lǐng)域，應(yīng)加大對(duì)GPS精確使用X圍并加快相應(yīng)技術(shù)研究，以不斷促進(jìn)海洋測(cè)繪技術(shù)的提高。3.加快提高測(cè)深技術(shù)在水深測(cè)量上，海洋測(cè)繪雖然在近些年的發(fā)展中取得了很大進(jìn)展，但由于受先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器價(jià)格昂貴、海洋測(cè)繪較之陸地測(cè)繪起步晚、在技術(shù)上相對(duì)較弱等原因的影響，在當(dāng)前我國(guó)的水深測(cè)繪中，仍然主要使用單波束測(cè)深儀，對(duì)于

9、多波束測(cè)深儀的研制還有待提高，如果主要依靠單波束測(cè)深儀，將會(huì)降低我國(guó)測(cè)深效率以及測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，對(duì)于我國(guó)海洋測(cè)繪業(yè)的發(fā)展是不利的。4.建立完整的GPS無(wú)驗(yàn)潮海洋深度測(cè)量作業(yè)模式在海洋測(cè)深過(guò)程中，為解決回聲測(cè)深儀波束角效應(yīng)使記錄的測(cè)深圖像失真問(wèn)題，提出了波束角效應(yīng)的改進(jìn)模型及其改正算法。針對(duì)多波束測(cè)深數(shù)據(jù)集，采用改進(jìn)的距離反比權(quán)重算法和多細(xì)節(jié)層次模型技術(shù)來(lái)建立海底數(shù)字地形模型(DTM)。5.加快網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，重視測(cè)繪人才的培養(yǎng)海洋測(cè)繪信息目前還是主要在海洋測(cè)繪、科研、管理等部門建立的局域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)信息共享，并沒有實(shí)現(xiàn)社會(huì)化應(yīng)用，應(yīng)嘗試在當(dāng)前局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，與各級(jí)海事部門實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)與國(guó)家公共信息的，實(shí)現(xiàn)海事測(cè)繪公共服