基于海洋測繪的水深測量研究報告

1、.基于海洋測繪的水深測量研究水深測量是指測定水底點至水面的高度和點的平面位置的工作。是海道測量和海底地形測量的中心環(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，隨后對海洋水深測量產(chǎn)生誤差的因素進(jìn)行了分析，最后對如何提高海洋水深測量精準(zhǔn)度提出了方法措施，希望能促進(jìn)水深測量的發(fā)展。海洋測繪，對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)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)以及科學(xué)研究的方方面面。對于我國來說，從新中國的成立至今，海洋測繪的發(fā)展也從弱走向強(qiáng)，從小做到大，并且有了驕人的成績。而海洋測繪成果體現(xiàn)在那一

2、萬四千米的島嶼岸線1 800km的大陸岸線以及300多萬平方千米和6500多個島嶼的管轄海域。對于我國的海洋測繪事業(yè)而言，海軍的測繪力量開創(chuàng)時間最早，隨著海洋測繪事業(yè)的發(fā)展，我國成立了國家海洋局，國家海洋局對我國的海洋進(jìn)行調(diào)查、規(guī)劃以及實施，使得海洋測繪事業(yè)有了蓬勃的發(fā)展。下文將對基于海洋測繪水深測量的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行論述。一、水深測量的內(nèi)容水深測量的內(nèi)容主要包括以下兩方面的內(nèi)容：1.測深點的深度測量測量水深所使用的工具和儀器一般有測深桿、測深錘和測深儀等。為連續(xù)測得水深，必須選擇適當(dāng)?shù)臏y深線間隔和方向。測深線間隔一般取為圖上 1-1.5厘米，測點間距一般為圖0.5-0.7厘米。測得水深后，必須進(jìn)

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

4、，因為電壓電池的換擋和降低、元器件老化等因素導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速和聲速的變化，進(jìn)而對水深測量的精度產(chǎn)生一定的影響。同時，因為型號不同的探測儀和使用程度不同的探測儀，對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)行碰撞的過程中，會產(chǎn)生虛假的水深，對測量的真實性和精度產(chǎn)生了影響。(2)聲速誤差指的是走航式水深測量依據(jù)聲波對深度進(jìn)行測量，因為聲波在水中傳播的速度會對水深精度的測量產(chǎn)生一定的影響，在進(jìn)行測探之前，應(yīng)該對測深器的數(shù)值進(jìn)行測定，因為設(shè)置聲速值的水平會對測深數(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)置不合適的問題，很容易使測深的結(jié)果變淺或者變深，如果沒有通過其它的方式進(jìn)行檢驗，很

5、難對系統(tǒng)誤差進(jìn)行發(fā)掘。(3)潮位觀測誤差指的是因為水深測量得到的結(jié)果是通過理論上該地區(qū)最低潮位的數(shù)值，因此，應(yīng)該將外業(yè)測量的結(jié)果計算到最低潮位面上，因此，在對潮位進(jìn)行測量的準(zhǔn)確性會對水深測量的精度產(chǎn)生影響。(4)船只因素也會對測量的精度產(chǎn)生一定的影響，在對水深地形進(jìn)行測量的過程中，船型和船的大小會對測量工作產(chǎn)生很大的影響。如果船只太大，在工作的時候很容易擱淺，而且因為船只的吃水太深，對淺水帶附近的數(shù)據(jù)無法有效的測量。如果船只太長，在運行過程中的靈活性會受到一定的影響，很難按照預(yù)先設(shè)定的方式進(jìn)行測量。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程中，有很大的靈活性。三、海洋測繪水深

6、測量相關(guān)技術(shù)現(xiàn)如今常用于我國海洋測繪工作中的傳統(tǒng)工作方法包括：羅盤定位與六分儀、測深桿、測深繩、測深鉛魚等，這些傳統(tǒng)的工作方法測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工作的進(jìn)行。為了解決此類問題，在遙感探測、聲波探測、衛(wèi)星地位和激光探測等科學(xué)技術(shù)不斷成熟的今天，它們將逐步被應(yīng)用于海洋測繪過程中，隨著這些技術(shù)的使用，海洋測繪技術(shù)也將逐漸向高效率、高精度、高現(xiàn)代化邁進(jìn)。四、提高水深測量精準(zhǔn)度的措施為了最大限度的提高測量結(jié)果的精確性，測量前，先要確定測區(qū)X圍和測圖比例尺，設(shè)計圖幅，準(zhǔn)備圖板和展繪控制點，布設(shè)測深線和驗潮站，以及確定驗流點和水文站的位置。測量時，測量船沿預(yù)

7、定測深線連續(xù)測深，并按一定間隔進(jìn)行定位，同時進(jìn)行水位觀測。測量中要確定礁石、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.修正測量誤差對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量結(jié)果計算得到，也可以采用以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。船體搖擺姿態(tài)和動態(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)都可以通過姿態(tài)儀輸出，借助專用的測量軟件可以修正這些參數(shù)。動態(tài)吃水改正是船體自重下沉加上測深船的靜態(tài)吃水深度和顛簸的總和，得到的是一個不定值，往往都是平均值。2.提高GPS在海洋測繪中的精度GPS定位系統(tǒng)在大地高

8、的測量中應(yīng)用較早，且測量結(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，因此，將大地高作為無縫垂直參考基準(zhǔn)應(yīng)用水對水深的測量，還需進(jìn)一步加強(qiáng)對于數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性的研究，以做到通過大地高的測量，能對海圖高的數(shù)值有比較準(zhǔn)確的測定，尤其在我國的遠(yuǎn)海領(lǐng)域，應(yīng)加大對GPS精確使用X圍并加快相應(yīng)技術(shù)研究，以不斷促進(jìn)海洋測繪技術(shù)的提高。3.加快提高測深技術(shù)在水深測量上，海洋測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)的測量儀器價格昂貴、海洋測繪較之陸地測繪起步晚、在技術(shù)上相對較弱等原因的影響，在當(dāng)前我國的水深測繪中，仍然主要使用單波束測深儀，對于

9、多波束測深儀的研制還有待提高，如果主要依靠單波束測深儀，將會降低我國測深效率以及測量結(jié)果的精準(zhǔn)性，對于我國海洋測繪業(yè)的發(fā)展是不利的。4.建立完整的GPS無驗潮海洋深度測量作業(yè)模式在海洋測深過程中，為解決回聲測深儀波束角效應(yīng)使記錄的測深圖像失真問題，提出了波束角效應(yīng)的改進(jìn)模型及其改正算法。針對多波束測深數(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)，重視測繪人才的培養(yǎng)海洋測繪信息目前還是主要在海洋測繪、科研、管理等部門建立的局域網(wǎng)上實現(xiàn)信息共享，并沒有實現(xiàn)社會化應(yīng)用，應(yīng)嘗試在當(dāng)前局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，與各級海事部門實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，通過與國家公共信息的，實現(xiàn)海事測繪公共服