海洋测绘基础班讲义.doc

《海洋测绘》——基本知识班　　概述　　根据《注册测绘师资格考试大纲》海洋测绘考试基本规定，海洋测绘分为四个部分：　　(1)海洋测绘内容　　(2)水下地形测量　　(3)海洋垂直基准　　(4)成果呈现分析第一章 海洋测绘内容　　【内容】　　根据工程规定按海洋测绘进行项目分类，根据项目分类，选择测量措施，制定测量方案　　涉及：海洋测绘的内容;　　      采用的仪器设备;　　      作业方式和措施;　　      参照规范;　　      项目实行方案　　【地球表面】    　　【海洋的重要性】　　海洋面积占地球面积的70%，海洋是人类的生命摇蓝、现代社会的交通要道，也是地球上的资源宝库国内东、南面有长达1 .8万公里的海岸线，与之相邻有渤海、黄海、东海和南海按照联合国《海洋法公约》，应归国内管辖的内水、邻海、大陆架、专属经济区的面积约有300多万平方公里岛屿6500个，还拥有许多优良港湾　　1.1 海洋测绘　　研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海水面、海底和海水面地形、海洋重力、磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布及编制多种海图的理论和技术　　(1)海洋测绘的对象　　尽管大海一片汪洋，但海洋是由多种要素构成的综合体，因此海洋测绘的对象可以分解成两大类，就是自然现象和人文现象。

    　　自然现象　　自然界客观存在的多种现象如曲曲折折的海岸，起伏不平的海底，动乱不定的海水，风云多变的海洋上空用科学名词来说，就是海岸和海底地形，海洋水文和海洋气象　　可以分解成多种要素，如海岸和海底的地貌起伏形态、物质构成、地质构造、重力异常和地磁要素、礁石等天然地物，海水温度、盐度、密度、透明度、水色、波浪、海流，海空的气温、气压、风、云、降水，以及海洋资源状况等　　人文现象　　指通过人工建设、人为设立或改造形成的现象　　如岸边的港口设施--码头、船坞、系船浮简、防波堤等，海中的多种平台，航行标志--灯塔、灯船、浮标等，人为的多种沉物--沉船、水雷、飞机残骸，捕鱼的网、栅，专门设立的港界、军事训练区、禁航区、行政界线--国界、省市界、领海线等，尚有海洋生物养殖区　　(2)海洋测绘的特点　　海洋测绘的对象是海洋，而海洋与陆地的最大差别是海底以上覆盖着一层动乱不定的、深浅不同的、所含各类生物和无机物质有很大区别的水体在海洋水域没有陆地那样的水系、居民地、道路网等要素，除浅海区外，也没有植被　　海底地貌也比陆地地貌要简朴得多，地貌单元巨大，很少有人类活动的痕迹但这并不是说海洋测绘比陆地测绘要简朴得多，相反，海洋测绘在许多方面比陆地测绘要困难。

　　1.2 海洋测绘的任务与重要内容根据海洋测绘工作的目的不同，可把海洋测绘任务划分为科学性任务和实用性任务两大类：　　(1)科学性任务　　为研究地球形状提供更多的数据资料;　　为研究海底地质的构造运动提供必要的资料　　为海洋环境研究工作提供测绘保障　　(2)实用性任务　　重要是指对多种不同的海洋开发工程，提供它们所需要的海洋测绘服务工作重要涉及：　　①海洋自然资源的勘探　　②离岸工程　　③航运、救援与航道　　④近岸工程　　  渔业捕捞　  　海上划界　　  其他海底工程(海底电缆、海底管道等)　　(3)海洋测绘的重要内容　　①海洋大地测量　　②海洋工程测量　　③水深测量及水下地形测量　　④障碍物探测　　⑤水文要素调查　　⑥海洋重力测量　　⑦海洋磁力测量　　⑧海洋专项测量和海区资料调查　　⑨多种海图、海图集、海洋资料的编制和出版　　⑩海洋地理信息的分析、解决及应用　　1)海洋控制网测量和海底控制网测量　　海洋大地控制网布设和测量与以往所用的理论和原理相似;　　而海底控制点的布设一般使用3个或4个一组的应答器通过声学测量的措施建立海底控制　　 　　　2)海水面的测定　　涉及海面形态的测定和平均海水面的拟定。

　　前者对海洋测量和海洋科学的研究有着重要意义，而后者却对大地测量有着重要的意义　　重要技术：　　潮位站验潮测量　　卫星测高(SA)　　 　　3)海洋定位　　精确地拟定海洋表面，海水中和海底多种标志的位置称为海洋定位海洋定位重要采用天文定位、光学交会定位、惯性导航定位、地面无线电定位、GPS卫星定位、声学定位等措施　　 　　4)海洋测深　　目前所用措施有：　　①船载在航水深测量　　  单波束测量(单频或双频)　　  多波束测量　　②机载激光系统　　  LIDAR　　③卫星遥感测深　　  一般采用回声测深获得深度　　5)海底地貌及底质测量　　海底地形测量是测量海底起伏形态和地物的工作　　特点是测量内容多，精度规定高，显示海底地物、地貌具体　　地貌测量—多采用多波束、侧扫声纳测量　　海底地质探测是对海底表面及浅层沉积物性质进行的测量　　底质测量—底质采样　　深层底质测量—浅底层剖面仪　　6)海洋水文测量　　获取海洋温度、盐度、透明度、水色、潮汐、潮流等水文要素的测量　　重要测量措施：　　①温度：表层温度计、颠倒温度计　　②盐度：通用的阿贝折射仪、多棱镜差式折射仪、现场折射仪　　③透明度：透明度仪、光度计　　④潮汐：潮位站验潮　　⑤潮流：流速流向仪、声学多普勒流速剖面仪(ADCP)　　7)障碍物探测　　确认障碍物，探明其位置。

重要测量措施：　　①多波束　　②侧扫声纳　　③磁力仪　　④浅地层剖面仪　　⑤其她探测设备　　8)海岸工程　　为海岸、海洋工程的稳定性服务　　重要涉及：　　①工程构造的稳定性及形变监测　　②海床的稳定性　　③水文特性及其规律　　④地形地貌特性　　⑤底质及地质构造　　9)海图测绘　　海图以海洋及其毗邻的陆地为描绘对象的地图，其描绘对象的主体是海洋　　海图的重要要素为海岸，海底地貌，航行障碍物，助航标志，水文及多种界线　　海图是通过海图编制完毕的，作业过程一般分为编辑准备、原图编绘和出版准备三个阶段　　10)海洋重力测量　　海洋重力测量是测量海区重力加速度的工作重要目的：研究地球的形状和内部构造、勘测海洋矿产资源和保证远程导弹发射提供海洋重力数据　　海洋重力测量可分为：　　①海底(沉箱式)重力测量　　②船载重力测量　　③机载重力测量　　④卫星重力测量　　11)海洋磁力测量　　海洋磁力测量是测定海上地磁要素的工作，是研究地球物理现象，海洋资源勘探以及海底宏观地质构造的有力手段之一　　重要目的：寻找与石油、天然气有关的地质构造和研究海底的大地构造　　海洋磁力测量可为：　　①船基在航磁力测量　　②机载磁力测量　　③卫星磁力测量　　12)海洋地理信息系统(MGIS)　　MGIS的研究对象涉及海底、水体、海表面及大气及沿海人类活动5个层面。

　　一般GIS解决分析的对象大都是空间状态或有限时刻的空间状态的比较;　　MGIS则重要强调对时空过程的分析和解决，这是MGIS区别于一般GIS的最大特点　　1.3 国内的海域状况　　国内地处亚洲东部大陆，濒临西太平洋，东、南面与渤海、黄海、东海和南海相邻，既是一种大陆国家，又是一种海洋大国　　960万km2+300多万km2海洋国土　　中国的地理位置:　　位于北半球、亚洲东部、太平洋西岸，南北相距5500km，东西相距5000km　　北京：东经116°28′，北纬39°54′　　 　　(1)海　　渤海：7.7万km2 ，最大深度70m，平均深度18m，油气资源丰富　　黄海：38万km2，最大深度140m，平均深度44m　　东海：77万km2，最大深度2700m，平均深度370m，油气资源丰富(长江口)　　南海：350万km2，最大深度5600m，平均深度1200m，油气资源丰富(珠江口)　　(2)岛屿　　6500多种　　东海占60%，南海占30%，渤海、黄海占10%　　台湾、海南岛面积>3万km2，其他均

　　涉及：　　水下地形测量的作业环节(定位、测深、声速、姿态)　　测量设备构成(定位、测深及辅助设备)　　设备性能、精度及对水下地形测量的影响　　掌握水下地形测量作业过程、数据解决过程　　分析各因素对水下地形测量的影响，进行精度评估　　2.1 水上定位　　海洋定位测量是海洋测绘的一种重要分支在海洋测量工程中无论测量某一几何量或物理量，如水深、重力、磁力等，都必须固定在某一种坐标系统相应的格网中，是海洋测绘和海洋工程的基本　　海洋定位措施涉及：　　①天文定位　　②光学定位　　③陆基无线电定位(地面)　　④空基无线电定位(卫星)　　⑤水声学定位　　(1)GPS定位　　鉴于GPS在海上测量中的广泛应用，目前重要的GPS定位模式：　　单点定位　　动态定位　　静态相对定位　　1)GPS动态定位　　运用GPS信号，测定相对于地球运动的顾客天线的状态参数，涉及三维坐标、三维速度和时间等七个状态参数　　导航，是测得运动载体的状态参数，并导引运动载体精确的运动到预定的后续位置　　2)DGPS--差分GPS　　用设于坐标已知的参照站，计算各类改正数、影响GPS测量定位的误差　　差分GPS系统的构成：　　基准站(Reference/Base Station)　　流动站(Mobile/Rover Station)　　差分改正数　　 　　差分GPS重要措施：　　位置(坐标)差分与距离(伪距)差分　　位置改正数　　位置改正数的拟定　　缺陷–规定参照站和流动站所观测的卫星完全相似　　距离改正数　　距离改正数的拟定：计算距离–观测距离　　3) RTK—实时动态差分测量　　系统构成：　　参照站　　流动站　　数据链　　 　　特点　　高精度动态测量，提供厘米级的平面和垂直定位解　　应用　　大比例尺水下地形测量　　无验潮模式下的水下地形测量　　GPS潮位等高精度测量　　4)PPK—事后动态差分测量　　系统构成　　    参照站　　    流动站　　特点　　    高精度动态。