海洋測繪技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：海洋測繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：多波束測量；海洋測繪；調(diào)整策略

多波束測深是當代海洋基礎(chǔ)勘測技術(shù)中的一項高新技術(shù),是計算機技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)和數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成。在各種海洋調(diào)查測量中,如海道測量、海洋工程(包括水下鉆探、海底管道、電纜、疏浚、填海工程測量)、地質(zhì)編圖(包括礦物探查、研究、電子海圖制作)、軍事應(yīng)用(包括掃雷)、其它調(diào)查任務(wù)(沉船考古、生物棲息地的地形研究)等領(lǐng)域,多波束勘測技術(shù)都有著巨大的優(yōu)勢,并得到了廣泛的應(yīng)用。

1.多波束測深系統(tǒng)

1.1多波束測深系統(tǒng)是利用多波束原理進行海底測圖和測量海底地貌的寬條帶回聲測深系統(tǒng)，是水聲技術(shù)、計算機技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)和數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成。其工作原理通過聲波發(fā)射與接收換能器陣進行聲波廣角度定向發(fā)射、接收,在與航向垂直的垂面內(nèi)形成條幅式高密度水深數(shù)據(jù),能精確、快速地測出沿航線一定寬度條帶內(nèi)水下目標的大小、形狀和高低變化,從而精確可靠地描繪出海底地形地貌的精細特征。與單波束回聲測深儀相比,多波束測深系統(tǒng)具有測量覆蓋范圍大、測量速度快、精度和效率高、記錄數(shù)字化和實時自動繪圖等優(yōu)點。

1.2測深時，載有多波束測深系統(tǒng)的船，每發(fā)射一個聲脈沖，不僅可以獲得船下方的垂直深度，而且可以同時獲得與船的航跡相垂直的面內(nèi)的幾十個水深值。多波束測深系統(tǒng)一般由窄波束回聲測深設(shè)備（換能器、測量船搖擺的傳感裝置、收發(fā)機等）和回聲處理設(shè)備（計算機、數(shù)字磁帶機、數(shù)字打印機、橫向深度剖面顯示器、實時等深線數(shù)字繪圖儀、系統(tǒng)控制鍵盤等）兩大部分組成。

1.3測深系統(tǒng)的回聲處理設(shè)備較多。計算機可按預(yù)先給定的程序?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)和參數(shù)在船上實時處理；數(shù)字磁帶機按規(guī)定的格式記錄時間、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、羅經(jīng)航向、縱橫搖擺以及各波束測得的水深和相對于船的橫向距離等有關(guān)數(shù)據(jù)，以便后期處理；數(shù)字打印機可根據(jù)需要對所有記錄數(shù)據(jù)進行監(jiān)控；顯示器對系統(tǒng)的模擬輸出進行監(jiān)視，直觀顯示橫向深度剖面（海底輪廓線圖）；數(shù)字繪圖機沿校正過的航跡標繪出等深線圖，實時判讀海底地貌的輪廓。

1.4多波束測深系統(tǒng)同單個寬波束的回聲測深儀相比，具有橫向覆蓋范圍大（為深度的幾倍），波束窄（約為3°～5°），效率高等優(yōu)點。適用于海上工程施工區(qū)和重要航道的較大面積的精確測量，也可以用于精確測定航行障礙物的位置、深度。它能繪出海底三維圖形，消除了使用側(cè)掃聲吶時判讀的困難。有的系統(tǒng)還可在冰覆蓋區(qū)使用。

2.目前的多波測量技術(shù)與海洋測繪工序技術(shù)體系

海洋測量、數(shù)據(jù)庫和產(chǎn)品化是海洋測繪體系的三個核心環(huán)節(jié)，它們相互依存，相互影響，共同發(fā)展。目前海洋測繪體系已完成了數(shù)字化技術(shù)改造，目前由控制、水深、地形等的測量到海圖的編輯、加工和出版，全部實現(xiàn)了數(shù)字化?？墒桥c紙質(zhì)海圖的工序相比，目前的海洋測繪的供需變化卻不大，根本原因是由于整個技術(shù)的改造是參照紙質(zhì)海圖的工序?qū)嵤┑摹?/p>

水深測量是海洋測繪的核心技術(shù)，目前由于單波束到多波束測量方式的改變，水深測量技術(shù)發(fā)生了重大的變革，實現(xiàn)了壘覆蓋的海底地形測量。可是，如果不考慮改變目前的測量工序和要求，不僅不會減少海圖產(chǎn)品化的時間和擴大海洋測繪產(chǎn)品的多樣性。相反，由于數(shù)據(jù)量太大，卻會增加海圖出版機構(gòu)的負擔。

3.多波柬測量技術(shù)與海洋測繪工序的技術(shù)調(diào)整

多波束測量系統(tǒng)是計算機、導(dǎo)航定位與數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成。通過安裝在測船底部的探頭發(fā)射和接收聲波信號，由聲波在水體中的傳播時間與聲速乘積即可計算出水深。探頭由發(fā)射探頭和接收換能器組成，有多達126個相互獨立的接收換能器(定向旋轉(zhuǎn)發(fā)射126個波束)；接收信號通過聲納處理器再傳到計算機。

多波束系統(tǒng)徹底改變了傳統(tǒng)測深方法，在波束形成理論、勘測技術(shù)、校正與處理方法上形成了自身復(fù)雜的特點，在測量中需要加以注意，否則將嚴重影響勘測精度。

3.1多波束測量技術(shù)的影響因素

多波束測深系統(tǒng)采取多組陣和廣角度發(fā)射與接收，形成條幅式高密度水深數(shù)據(jù)，是計算機、導(dǎo)航定位與數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成。由于多波束系統(tǒng)橫向、縱向測點都十分密集，這就需要由高精度GPS定位系統(tǒng)與之相配套。否則將造成測點位置錯位，失去多波束系統(tǒng)勘測的意義，井使海底地形失真或畸變。因此，必須嚴格測量各個坐標定位數(shù)據(jù)，保證測量精度，以實現(xiàn)最佳（下轉(zhuǎn)第82頁）（上接第80頁）的測量結(jié)果。

對多波束精度的影響因素主要包括：不同水域環(huán)境的音速對波束傳播的影響、GPS定位對--坐標精度的影響、測船中換能器的相對位置，以及潮位改變對水深的影響等等。以坐標系的影響為例，由于多波束測深采用廣角度定向發(fā)射、多陣列信號接收和多個波束的形成及處理等技術(shù)，為了更好的說明波束的空間關(guān)系和波束海底投影點的空間位置，首先必須定義好多波束測船參考坐標系。多波束系統(tǒng)的換能器不論是固定還是便攜式安裝，其相對測量船的位置總是不變的，因此測量船是多波束勘測最現(xiàn)實的參考工作平臺。考慮到波束空間角度表達的便利，一般測量船參考坐標系原點選擇在換能器對稱中心，船只橫向左舷方向為x軸，船只縱向船頭方向為Y軸，船只鉛垂向下為z軸。另外，運動傳感器要嚴格安裝在與船中軸平行的地方。多波束船參考坐標系是一種三坐標軸與船固定并隨著船只運動而運動的坐標系，它使得多波束各測深點的相對位置與測量船只定位系統(tǒng)的大地空間位置建立了聯(lián)系，同時也為進行傳只補償提供了空間關(guān)系和基本方法。因此，以上的坐標定位數(shù)據(jù)必須嚴格準確的測量。

通過實踐試驗可知，利用多波束測深系統(tǒng)，對聲速、導(dǎo)航系統(tǒng)的定位、參考坐標系及潮位等影響因子加以注意，采用合理的測量方法以及對數(shù)據(jù)進行精細處理，完全能夠測得準確可靠的水下地形圖，發(fā)現(xiàn)水下地形的細微變化。

3.2海洋測繪工序的技術(shù)調(diào)整

由于技術(shù)工序的調(diào)整和測量重點的改變，必然導(dǎo)致海洋測繪方法和技術(shù)的變革，大量的成熟技術(shù)需要攻克，部分理論和方法需要修正。

多波束測量具有全覆蓋、數(shù)據(jù)量大的特點，不改變目前的水深測量工序，要由多波束測量的源數(shù)據(jù)形成一個符合海圖要求的水深數(shù)據(jù)是特別困難的，會極大地增加由水深測量到海圖產(chǎn)品的時間差。結(jié)合Ns(航海表面)和H-Cell(按海圖綜合的方法由NS抽取的水澡點和等深線，同時疊加障礙物等要素組成的海圖出版中的重要工序)的概念，同時參考NOAA(美國國家海洋大氣管理局)的方式，調(diào)整了目前的水深測量工序。具體修測體系：

(1)水深測量數(shù)據(jù)改正和計算誤差，形成網(wǎng)格化的NS。

(2)按照自動綜合方法，由NS形成水深點和等深線H-Cel；

(3)障礙物探測數(shù)據(jù)改正，形成一個障礙物H-Cdll；

(4)不同的H-Cell疊加，嵌入海圖的數(shù)據(jù)庫，完成海圖數(shù)據(jù)的修鍘。

第2篇：海洋測繪技術(shù)范文

Abstract: This paper is to study the problem of marine surveying and mapping database maintenance and improved technology. At present, there are still some problem in the marine surveying and mapping industry which will affect the smooth development of seafaring. In this paper, the maintain and improvement of the existing problem in the current marine surveying and mapping databases play a role that can not be ignored in the further development of the marine surveying and mapping industry.

關(guān)鍵詞:海洋測繪;數(shù)據(jù)庫;維護;改進

Key words: marine surveying and mapping; database; maintenance; improvement

中圖分類號:P229 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)21-0249-02

1海洋測繪數(shù)據(jù)庫的維護問題

1.1 數(shù)據(jù)庫維護更新流程依然需要進一步改進目前,海圖數(shù)據(jù)更新主要是通過紙海圖的改版,數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的維護更新方法需要隨技術(shù)發(fā)展不斷改進。此外,在人員配備、多源信息收集與分析評價、實行科學的更新技術(shù)與方法、必要的標準和規(guī)章制度等方面,也需要新的運行機制。

1.2 通告改正技術(shù)突破性不足雖然航海通告專題數(shù)據(jù)庫解決了海圖數(shù)據(jù)庫通告內(nèi)容的檢索查詢,但沒有解決海圖數(shù)據(jù)庫航海通告的智能化改正問題,當前航海通告的改正完全由人工完成。因而效率較低,還難以做到實時改正和全面改正。

1.3 多源信息機制仍不完善海洋測繪數(shù)據(jù)庫需要及時、快速地獲取大量的多源信息,不斷補充、更新數(shù)據(jù),實現(xiàn)動態(tài)運轉(zhuǎn)和維護更新。

2數(shù)據(jù)庫建設(shè)要求

2.1 框架設(shè)計方面的要求針對海洋測繪資料海量數(shù)據(jù)、電子數(shù)據(jù)與非電子資料并存、實體數(shù)據(jù)(含附屬資料)與元數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、地理空間數(shù)據(jù)與非地理空間數(shù)據(jù)并存、地理空間數(shù)據(jù)投影與坐標系各異、電子數(shù)據(jù)格式多樣、數(shù)據(jù)使用頻率不同、資料數(shù)據(jù)流與管理數(shù)據(jù)流并存的特點,依據(jù)業(yè)務(wù)流程將海洋測繪信息數(shù)字平臺數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計為編目庫、資料數(shù)據(jù)庫(含元數(shù)據(jù)庫、實體數(shù)據(jù)庫)和管理功能數(shù)據(jù)庫。

2.2 如何做好數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作首先,數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)指標是嚴格按照《海洋測繪檔案資料數(shù)據(jù)著錄規(guī)則》執(zhí)行,其中,元數(shù)據(jù)庫中編號、出版時間、空間區(qū)域范圍等關(guān)鍵字段不得有任何錯漏,其他字段值容錯率

3海洋測繪數(shù)據(jù)庫的改進

3.1 拓展海洋測繪數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用除具有傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)存儲、查詢、分析、評價、輸出等功能外,更主要的是要利用海洋測繪數(shù)據(jù)庫同一數(shù)據(jù)源出版電子海圖、紙海圖、S-57標準海圖等不同形式海洋測繪產(chǎn)品;投入一定的技術(shù)力量進行水深、礙航物等專題數(shù)據(jù)庫建設(shè),以及現(xiàn)有專題庫的改造,使數(shù)據(jù)庫得到更廣泛的應(yīng)用。

3.2 增加數(shù)據(jù)類型充分利用準確、可靠、現(xiàn)勢性好的多源信息,如最新地形資料、測深資料、航海通告、航空航天影像、行政勘界資料等。分析確定各種地理要素,如岸線、港口、水深、助礙航物以及道路、水系、居民地、界線等的位置變化及屬性變化,對原有數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行增刪、替換等處理,生成新版數(shù)據(jù)體,并更改數(shù)據(jù)庫,保持數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

3.3 動態(tài)更新的必要性現(xiàn)行條件下,海圖數(shù)據(jù)庫可采用航海通告的實時維護,當前實行的定期維護顯然是不充分、不安全的。航海通告從編輯到刊發(fā)一般為一周,因而,海圖數(shù)據(jù)庫中涉及通告改正的內(nèi)容,應(yīng)該在下期通告前完成,其現(xiàn)勢性可保持在l5天之內(nèi)。利用測量資料和數(shù)據(jù)、航空航天影像等信息進行海圖數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新,可采用動態(tài)更新,一般情況下同一區(qū)域大小比例比例尺應(yīng)同時進行,但在具體作業(yè)時要由“大”到“小”,這樣既能保證大小比例尺數(shù)據(jù)的一致性,又能提高更新效率。其更新頻度可視具體情況而定。

3.4 改進數(shù)據(jù)庫維護機制海洋測繪數(shù)據(jù)庫每年需要維護更新的數(shù)據(jù)量十分巨大,因此,必須有一套較為完整的數(shù)據(jù)庫維護更新技術(shù)體系,才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的實時、動態(tài)維護更新的設(shè)想。這個技術(shù)體系應(yīng)包括:多源信息的自動分析評價,數(shù)據(jù)的自動融合,變化數(shù)據(jù)的自動對比檢測,航海通告的智能化改正,海圖要素的自動綜合以及數(shù)據(jù)質(zhì)量的自動檢查等。將數(shù)據(jù)庫的維護更新作為生產(chǎn)體系的重要組成部分納入整個海洋測繪產(chǎn)品生產(chǎn)體系中。調(diào)整后海洋測繪產(chǎn)品生產(chǎn)體系可由:信息獲取、編輯設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)庫維護更新、印前處理、質(zhì)量控制以及出版發(fā)行等工序組成。

3.5 海洋測繪技術(shù)方面的創(chuàng)新首先是空間分析技術(shù)。在海洋測繪現(xiàn)勢資料管理過程中利用空間分析技術(shù)實現(xiàn)新舊資料的疊加對比分析、卷簾對比分析等,實現(xiàn)同類資料之間、不同資料之間相同數(shù)據(jù)格式、不同數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)的同一環(huán)境下比對。其次是編目管理技術(shù)。依據(jù)海洋測繪資料分類標準,系統(tǒng)采用編目管理技術(shù)對海洋測繪資料進行分類管理。再次是虛擬資料庫技術(shù)。通過虛擬資料庫技術(shù)對庫房框架實施規(guī)劃,并在庫房規(guī)劃數(shù)據(jù)庫支持下快速直觀地實現(xiàn)對新資料實體的快速分配柜號功能,并通過點擊快速查詢顯示某個柜子內(nèi)貨架的資料目錄。最后是接口技術(shù)。解決資料由海洋測繪資料管理系統(tǒng)向海洋測繪檔案管理系統(tǒng)歸檔接口技術(shù),在數(shù)據(jù)歸檔過程中,資料管理系統(tǒng)將需要歸檔的信息以XML方式進行描述,方便檔案管理系統(tǒng)進行解析后對資料進行歸檔處理。

3.6 建立暢通的多源信息網(wǎng)絡(luò)建立國內(nèi)機構(gòu)間、國際組織間的多源信息網(wǎng)絡(luò),是獲取多源信息的前提和基礎(chǔ),也是海洋測繪數(shù)據(jù)庫維護更新的基本條件,需要逐步形成海洋測繪數(shù)據(jù)共享的協(xié)作機制。

3.7 研究數(shù)據(jù)分析檢測軟件國外一些專家提出了一種GIS驅(qū)動的變化信息檢測方法,國內(nèi)對變化信息的分析檢測也有大量的研究,但大多還處在對部分要素的試驗階段。應(yīng)積極開展這方面的研究工作,根據(jù)國內(nèi)特點,研究出適合數(shù)字化生產(chǎn)和海圖數(shù)據(jù)庫維護更新的數(shù)據(jù)變化檢測軟件。

參考文獻:

[1]郁園通.海洋測繪數(shù)據(jù)庫維護的問題與改進設(shè)想[J].海洋測繪,2005,25(5).

第3篇：海洋測繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：測繪工程；GPS；靜態(tài)測量；數(shù)據(jù)處理

中圖分類號：P2文獻標識碼： A

引言

近些年來，測繪工程中GPS技術(shù)取得長足進步，在工程測量、地形測量以及控制測量等領(lǐng)域中都得到廣泛應(yīng)用，從某種程度上講，測量工程中GPS技術(shù)可以稱之為測繪工程領(lǐng)域的一場技術(shù)革命，在工程測繪中具有重大意義，海洋幅員遼闊，視野開闊，因此，測繪工程中GPS技術(shù)特別適合海洋測繪，海洋測繪作為測繪領(lǐng)域其中一部份，因此，測繪工程中的GPS技術(shù)運用而起到翻天覆地變化，為海洋測繪帶來了巨大的意義。伴隨著科技的快速發(fā)展，海洋測繪的技術(shù)設(shè)備有了很大的進步與改善，在海洋精密測量定位和水深測量工作中，利用GPS測量技術(shù)有著極大的優(yōu)勢，在海洋測繪中具有很高的應(yīng)用價值，特別在近海海洋和內(nèi)陸水域測量中有著廣闊的發(fā)展前景，值得在海洋測繪領(lǐng)域進行廣泛的推廣。

一、GPS靜態(tài)測量的原理

(一)GPS定位原理

GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本工作原理是測量出已知地理位置的GPS定位衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，綜合多顆GPS定位衛(wèi)星的數(shù)據(jù)獲取接收機的具置。其中，GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時鐘所記錄的時間在GPS導(dǎo)航衛(wèi)星星歷中查出，而用戶到GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的距離則通過記錄GPS導(dǎo)航衛(wèi)星信號傳播到用戶所經(jīng)歷的時間，所經(jīng)歷的時間乘以光的速度得到。當GPS導(dǎo)航定位衛(wèi)星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼發(fā)射GPS導(dǎo)航電文，當用戶接受到GPS導(dǎo)航電文時，提取出GPS導(dǎo)航衛(wèi)星傳播的時間并將其與自己的時鐘做對比便可得知GPS導(dǎo)航衛(wèi)星與用戶的距離，再利用GPS導(dǎo)航電文中的GPS導(dǎo)航衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出GPS導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知用戶的位置，這就是GPS測量技術(shù)的工作原理。

(二)GPS測量的方法以及優(yōu)點

GPS測量方法包括靜態(tài)測量和RTK測量，本文主要分析測量工程中GPS靜態(tài)測量。該測量方法是把至少三臺雙頻GPS接收機安置在靜態(tài)測量基線端點上，保持固定不動，不受測量通視條件的限制，但是需要同步觀測四顆以上衛(wèi)星。GPS測量時可觀測多個時段，每個時段進行觀測

十分鐘到數(shù)十小時，最后把觀測數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)過結(jié)算軟件處理得到各點坐標，在GPS技術(shù)測量的各種方法中，靜態(tài)測量的方法精確度最高，具有測站間不需要通視、可以全天候定位、觀測時間較短、操作簡單、可以提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標等優(yōu)點，也因此GPS技術(shù)通常應(yīng)用于各種工程測量當中。

二、利用GPS進行海洋測量精密定位

（一）海洋測繪的特點

1.在海洋測繪中，GPS測量測站在船上，在GPS測量靜態(tài)下進行海洋測量。

2.在海洋測繪中，同一空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)的GPS測量(坐標、深度、重力等)必須同時測定，無法重復(fù)海洋GPS測量。

3.在海洋測繪中，GPS觀測受大氣影響和海水物理性質(zhì)影響，GPS測量的精度比陸地上大地測量低。

（二）利用GPS技術(shù)精密測量水深

在當前的GPS測量技術(shù)水深測量工作中，最常用的測量方法就是運用多波束水深測量系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的單波束采集系統(tǒng)的水深測量工作，在海洋測量中，4次多波束水深測量系統(tǒng)的采樣，垂直于航道方向上的波束有很多，不同海水深度的數(shù)據(jù)都可以直接的獲取，因此，能夠快速和精確地測量范圍內(nèi)測線兩側(cè)多個點的水深，清晰準確地對海底地貌進行全面測量的過程，利用GPS技術(shù)定位和多波束水深測量系統(tǒng)測定該點的水深，就能快速的對海底地貌進行。

在水深測量工作中，要精確地測定深度點的平而位置，這項工作簡稱為定位用測深儀測深時，深度點的平而位置是換能器的平而位置；用測深桿、水砣測深時，深度點的平而位置是測深桿、水砣著底時的平而位置在距岸較近，視覺能分辨日標的距離內(nèi)，一般可使用光學儀器，如經(jīng)緯儀、平板儀和六分儀定位測圖比例尺為1:10000或更人時，通常用經(jīng)緯儀或平板儀以前方交會法定位；測圖比例尺小于1:10000時，通常使用六分儀以后方交會法定位對于定位精度要求高的

比例尺測圖，使用測距系統(tǒng)，如海用微波測距儀定位，或用距離方位法定位對距岸較遠的海區(qū)，般使用無線電雙曲線定位系統(tǒng)定位20舊紀60午代以來，已廣泛利用人造地球衛(wèi)星進行高精度定位這種定位方法以電子計算機作為數(shù)據(jù)信息處理中心，對衛(wèi)星的導(dǎo)航信息進行濾波處理，以獲得實時的導(dǎo)航數(shù)據(jù)利用人造地球衛(wèi)星進行定位可以個天候工作，儀器系統(tǒng)具有個自動、個球覆蓋和連續(xù)實施定位等優(yōu)點。

測得水深后，必須進行水位改正把在瞬時水而上測得的深度歸算到山深度基準而起算的深度當深度點處的瞬時水而與驗潮站在同瞬時的水而高差小超過20厘米時，用該站的潮位觀測資料進行水位改正；若高差超過20厘米，則用水位分帶法進行改正，即在滿足水位改正精度的條件下，根據(jù)兩個或兩個以上驗潮站的潮位觀測資料，用圖解內(nèi)插或計算的方法，把測區(qū)分成若十個區(qū)，求出各區(qū)的潮位資料，進行分區(qū)改正近海測量中，可用模擬法進行水位改正。

（三）GPS技術(shù)近海航道水下地形測量的應(yīng)用

在海洋測繪中水下地形勘測占據(jù)著非常重要的位置，但因為水下地形勘測作業(yè)環(huán)境非常的特殊，在實際的作業(yè)中實施水下地形測量的難度也是非常大，所以我們在作業(yè)中必要根據(jù)水下地形勘測實際情況采取相應(yīng)的措施進行定位。隨著社會的發(fā)展，我們在水下地形勘測中經(jīng)常使用到的是回返水聲定位、GPS技術(shù)衛(wèi)星定位以及無線電測量定位等。遇到作業(yè)比較復(fù)雜的時候還需要將幾種方法結(jié)合起來，方能進行勘察。現(xiàn)在我們會嘗試著在水下測量中將GPS-RTK測量技術(shù)與測深儀聯(lián)合以來一起作業(yè)，此種GPS-RTK測量技術(shù)分位技術(shù)的嚴禁以下幾方面的工作：

1.在海洋地形勘測中，選擇近海島嶼設(shè)置數(shù)據(jù)采集相應(yīng)的GPS測量基站，應(yīng)用現(xiàn)代化先進的GPS測量技術(shù)，并在GPS測量船中安裝接收GPS測量機及相應(yīng)的GPS探測設(shè)備；

2.在海洋地形勘測中，利用GPS測量技術(shù)導(dǎo)航實施定位，借助預(yù)先設(shè)定的GPS測量機器依照操作人員指令每間隔一定時間向水下發(fā)出超聲波，通過GPS測量機器發(fā)射回來的聲波進行援救與分析分析，得出海洋GPS測量數(shù)據(jù)及GPS測量定位結(jié)果。

三、GPS靜態(tài)測量數(shù)據(jù)處理

GPS靜態(tài)定位在測量工程中被廣泛應(yīng)用。尤其在工程測量、大地測量、物探測量等方面，GPS技術(shù)己經(jīng)基本取代了常規(guī)的測量方法，成為最主要測量手段和方式。

（一）在GPS測量技術(shù)中，計算機通過測量數(shù)據(jù)線聯(lián)接主機，把GPS測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中。

（二）在GPS測量技術(shù)中，通過計算機中GPS測量軟件對數(shù)據(jù)進行基線解算。GPS測量基線解算一般采用差分觀測值，較為常用的差分觀測值分為雙差觀測值，即由兩個GPS測量測站的原始觀測值分別在GPS測量測站和衛(wèi)星間求差后所得到的觀測值。

（三）在GPS測量技術(shù)中，要把GPS測量技術(shù)信號不好、GPS測量觀測時間短、及長短邊的數(shù)據(jù)去掉，采集共同GPS測量時段、共同GPS測量波段的信號好的數(shù)據(jù)。

（四）在GPS測量技術(shù)中，進行GPS測量基線解算。GPS測量基線解算的過程實際上主要是一個平差的過程，進行GPS測量基線平差所采用的觀測值主要是雙差觀測值。

(五)進行網(wǎng)平差和數(shù)據(jù)處理

在GPS測繪工程中，可以把GPS測繪基線向量作為觀測值，以它的方差陣之逆為權(quán)，計算各GPS測繪網(wǎng)點的坐標并評定其精度。另外，要做好GPS測繪網(wǎng)平差參數(shù)設(shè)置，規(guī)定較小的單位權(quán)重誤差，調(diào)整GPS測繪網(wǎng)平差期望精度，直到所有指標滿足GPS測繪規(guī)范要求時數(shù)據(jù)處理才算完成。

結(jié)束語

總之，隨著我國社會經(jīng)濟快速的發(fā)展，GPS靜態(tài)測量技術(shù)在實際應(yīng)用中的范圍越來越廣。通過上述對GPS靜態(tài)測量的具體分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，測繪工程中GPS測繪技術(shù)在這一領(lǐng)域具有無可比擬的優(yōu)越性，尤其GPS測繪技術(shù)對各種長距離、地形地勢極為復(fù)雜的測量工程方面具有重要意義。GPS測量技術(shù)突破了傳統(tǒng)海洋測繪的空間限制,應(yīng)用范圍越來越廣,成為了控制GPS測量技術(shù)，海岸地形GPS測量，高精度的海洋定位不可或缺的有效手段。

參考文獻：

[1]韋友源.信標差分RBNDGPS技術(shù)在海洋測繪中的應(yīng)用[J].沿海企業(yè)與科技,2009,09:44-46.

第4篇：海洋測繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：海洋測量；測量技術(shù)；現(xiàn)狀與展望

中圖分類號：P229文獻標識碼：A文章編號：

引言：

海洋測量主要是為了精密測定和描述海洋幾何場和物理場的重要參數(shù)，從而為人類開發(fā)海洋，利用海洋資源的活動服務(wù)。隨著科學技術(shù)的進步，特別是衛(wèi)星技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)及信息獲取手段的改進和發(fā)展，海洋測量突破了傳統(tǒng)單一的海道測量范圍，相繼出現(xiàn)了相對獨立的海洋控制測量、海洋工程測量、海底地形測量、海洋重力測量、海洋磁力測量等。

1.海洋測量的現(xiàn)狀

海洋測量按性質(zhì)可劃分為物理海洋測量和幾何海洋測量兩類。

1.1物理海洋測量

物理海洋測量是對海洋底部地球引力場和磁力場等物理場性質(zhì)的測量。海洋測量必須以海洋物理知識作為基礎(chǔ)，其主要測量方法有海洋地震測量、海洋重力測量、海洋磁力測量和海底熱流測量4種，此外，海洋電法測量和海底放射性測量尚處于試驗階段。物理海洋測量按照原理、技術(shù)和方法及其應(yīng)用劃分，包括海洋重力測量、海洋磁力測量及海洋水文測量。

1.1.1海洋重力測量

海洋重力測量是對海域重力加速度進行測定。在進行重力測量時，由于海水的不斷運動，會產(chǎn)生各種干擾加速度，受到的主要擾動影響有：水平加速度和傾斜影響、垂直加速度的影響、交叉耦合效應(yīng)的影響、厄缶效應(yīng)的影響。近年來，各種高新技術(shù)在海洋測量中的應(yīng)用，海洋重力測量的技術(shù)水平有了較大提高：重力儀測量系統(tǒng)的主體技術(shù)不斷改進，消除了交叉耦合效應(yīng)的影響；采用硅油阻尼代替空氣阻尼，提高了儀器的抗震性和抗干擾性；DGPS(Difference Global Positioning System，即差分全球定位系統(tǒng))的廣泛應(yīng)用，提高了重力測量中的導(dǎo)航定位精度；光纖陀螺技術(shù)的使用，提高了平臺的靈敏度、穩(wěn)定性和使用壽命；衛(wèi)星測高技術(shù)的不斷推廣，提高了重力測量資料的精度和分辨率；數(shù)字化控制重力彈簧或擺的調(diào)平、平臺的調(diào)平，使儀器正在向小型、輕便和高效率的方向發(fā)展。

1.1.2海洋磁力測量

海洋磁力測量是對海上地磁要素進行測定。海洋磁力測量按照測量內(nèi)容可分為海洋磁力儀和海洋磁力梯度儀。早期時，曾使用飽和式磁力儀，目前，多使用質(zhì)子旋進磁力儀、光泵磁力儀及銫光泵磁力梯度儀和質(zhì)子旋進式磁力梯度儀。光泵技術(shù)的使用，消除了日變和海岸效應(yīng)的影響，提高了測量的靈敏度、穩(wěn)定性和可靠性；DGPS、壓力深度儀、超短基線定位系統(tǒng)、浪潮儀和ADCP (Acoustic Doppler Current Profilers, 即聲學多普勒流速剖面儀)等輔助設(shè)備的采用，提高了定位精度和環(huán)境噪聲改正精度。

1.1.3海洋水文測量

海洋水文測量就是對海洋水文要素進行測量，為水下地形測量、水深測量以及定位提供必要的海水物理、化學特性參數(shù)。隨著海洋科學的發(fā)展，在現(xiàn)代的海洋水文測量中，出現(xiàn)了多種新的觀測手段及其相應(yīng)的探測儀器。走航式溫鹽深計可以在動態(tài)海水里獲取不同水層的溫度和鹽度，為研究海洋溫度及鹽度的分布規(guī)律提供了豐富的數(shù)據(jù)資料，突破了點測量的局限。透明度儀的使用提高了觀測的精確度和準確度。遙報潮位觀測和GPS在航潮位測量方法的出現(xiàn)，在很大程度上提高了潮位觀測的自動化和精確性。目前通過測站式或ADCP測定海流的流速和流向，加快了測量速度，提高了測量精度。

1.2幾何海洋測量

幾何海洋測量是對海洋表面、海底及其相鄰海岸的幾何形狀的測定。主要包括海洋大地測量、海洋定位測量、水深測量、海底地形地貌測量、海洋工程測量。

1.2.1海洋大地測量

海洋大地測量是研究海洋大地控制點（網(wǎng)），確定地球形狀，研究海平面形狀的科學。海洋大地測量的主要工作是建立海洋大地控制網(wǎng)，為水面、水中、水底定位提供已知位置的控制點，海洋控制網(wǎng)包括海岸控制網(wǎng)、島-陸、陸-島控制網(wǎng)及海底控制網(wǎng)。海岸控制網(wǎng)的建立與常規(guī)的陸上控制網(wǎng)相同，可采用傳統(tǒng)的邊角網(wǎng)和GPS控制網(wǎng)。衛(wèi)星定位技術(shù)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了陸-島和島-陸控制網(wǎng)的聯(lián)測，也實現(xiàn)了遠離大陸水域的水上定位和水下地形測量，并將其測量成果納入與大陸相同的坐標框架內(nèi)。海底控制網(wǎng)是通過聲學方法建立的，一般布設(shè)為三角形或正方形結(jié)構(gòu)，水下控制點為海底中心標石，其標志采用水下答應(yīng)器（或稱聲標），水下答應(yīng)器的位置通過船載GPS接收機和水聲定位系統(tǒng)聯(lián)合測定，即雙三角錐測量。

1.2.2海洋定位測量

海洋定位測量是海洋測繪和海洋工程的基礎(chǔ)。隨著電子經(jīng)緯和高精度紅外激光測距儀的發(fā)展，可按一方位一距離極坐標法可為近岸動態(tài)目標實現(xiàn)快速定位。全站儀由于自動化程度高，使用方便、靈活，當前在沿岸、港口、水上測量中使用日益增多。GPS定位系統(tǒng)是目前海洋測量的主要定位手段。水下定位普遍采用聲學定位系統(tǒng)，水聲定位系統(tǒng)的工作方式很多，最基本的有長基線定位系統(tǒng)、短基線定位系統(tǒng)和超短基線定位系統(tǒng)。目前我國已經(jīng)研發(fā)了水下DGPS高精度定位系統(tǒng)用于水下定位，該設(shè)備首次利用GPS解決水下設(shè)備導(dǎo)航和實時三維定位問題，并提供亞米級的定位結(jié)果。

1.2.3水下地形測量

海底地形測量，首先進行海岸或海底平面、高程控制測量，然后進行海底地物、地貌的探測。隨著GPS高精度定位技術(shù)在海洋測量中的應(yīng)用，水下地形測量的導(dǎo)航和定位精度得到了進一步改善。多波束測深系統(tǒng)具有測量范圍大、速度快、精度高、自動化等諸多優(yōu)點，將測深技術(shù)進一步發(fā)展到立體測圖和自動成圖。隨著聲學、干涉技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了高精度高分辨率側(cè)掃聲納系統(tǒng)，使得海底地形地貌的勘察更加詳細。遙感海底地形測量具有大面積、同步連續(xù)觀測及高分辨率和可重復(fù)性等優(yōu)點，遙感技術(shù)的應(yīng)用使海底地形測量技術(shù)取得了重大進展。

2.對海洋測量的展望

海洋是地球的一個重要部分，而我國是一個海洋大國，我國海洋測量未來主要應(yīng)向以下幾個方面發(fā)展：

2.1服務(wù)對象將向全方位、多層次服務(wù)轉(zhuǎn)化

20世紀海洋測量的服務(wù)對象主要是保障海面航行船只的安全，今后海洋測量的服務(wù)對象將不斷擴充。海洋測量的基準面也將逐步與陸地地形測量基準面統(tǒng)一，建立以海洋大地水準面為基準面是勢在必行的，因此，未來海洋測量技術(shù)的主攻方向是：繼續(xù)研制新型精密的測量儀器設(shè)備；統(tǒng)一陸地和海洋地形基準面；精化海洋大地水準面。隨著信息化技術(shù)的高速發(fā)展，多種海洋測量數(shù)字產(chǎn)品、數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)將集成一體，為多學科的多種使用目的提供全方位服務(wù)。

2.2信息獲取和表示將向集成綜合式轉(zhuǎn)化

未來無論是信息獲取還是信息體現(xiàn)都會以多系統(tǒng)集成為主體。在信息獲取領(lǐng)域，一個系統(tǒng)多種功能的集成和多個系統(tǒng)的有機集成是未來海洋測量發(fā)展的必然趨勢，將各種測量系統(tǒng)的優(yōu)點集成在一起，會使海洋測量技術(shù)發(fā)生突飛猛進的發(fā)展。在信息表示領(lǐng)域，多源、多分辨率信息的有機集成也是發(fā)展的必然趨勢，將通過各種途徑獲取的信息有機結(jié)合起來，從多角度、多層次、全方位地展現(xiàn)海洋的全貌。

2.3信息服務(wù)形式將由三維靜態(tài)向四維動態(tài)轉(zhuǎn)化

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，未來社會對海洋測量成果的需求將趨向動態(tài)變化和實時性。因此，研究海洋幾何要素和物理要素的時變規(guī)律十分重要，尤其是對海洋潮汐現(xiàn)象的全面、透徹研究。電子海圖顯示系統(tǒng)的發(fā)展，使得電子海圖的顯示由最初的二維顯示到三維顯示，繼而發(fā)展到迭加潮汐預(yù)報的實時四維動態(tài)顯示。目前我國的電子海圖還不具備迭加水文氣象要素的功能，但可以預(yù)料，電子海圖的功能將日趨完善。

3.總結(jié)語

近年來，我國的海洋測繪在理論研究、技術(shù)應(yīng)用和人才培養(yǎng)機制等方面均取得重大進展，尤其是基礎(chǔ)理論的研究逐漸深入，應(yīng)用技術(shù)研究貼近生產(chǎn)實踐，在滿足國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中的作用越來越重要。未來我國的海洋測繪必須進一步拓寬領(lǐng)域、加快速度、提高精度, 在現(xiàn)勢性和時效性方面有一個重大突破, 全方位、全過程、多層次、多環(huán)節(jié)提供動態(tài)化的信息服務(wù), 更好地為國防和國民經(jīng)濟建設(shè)作出貢獻。

參考文獻：

[1] 趙建虎,沈文周,吳永亭,等.現(xiàn)代海洋測繪[M].武漢:武漢大學出版社，2007.

[2] 畢永良,孫毅,黃謨濤,等.海洋測量技術(shù)研究進展與展望[J].海洋測繪,2004,24(3):65-70.

[3] 劉雁春,暴景陽,李明叁.我國海洋測繪技術(shù)的新進展[J].測繪通報,2007(3):1-7.

第5篇：海洋測繪技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng) 控制電路 研究

[中圖分類號] P229.5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-1-128-1

0引言

21世紀可以被稱作為“海洋的世紀”，海洋測量的基本理論、技術(shù)方法和測量儀器設(shè)備等，同陸地測量相比，有它自己的許多特點。主要是測量內(nèi)容綜合性強，需多種儀器配合施測，同時完成多種觀測項目；測區(qū)條件比較復(fù)雜，海面受潮汐、氣象等影響起伏不定：大多為動態(tài)作業(yè)，測者不能用肉眼通視水域底部，精確測量難度較大。

其中海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng)是采用水下攝影測量方法等進行水深測量和海底地形測量。海洋監(jiān)測系統(tǒng)的研究設(shè)計是一種基于AT89C2051單片機的海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng)（簡稱“海馬”）的控制電路，其運動能量來自于波浪，上浮依靠自身浮力目標，在國內(nèi)海洋監(jiān)測系統(tǒng)研究上取得了很大突破。

1海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng)定義

海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng)簡稱“海馬”，主要是指利用海洋無時不在的波浪能，驅(qū)動滑行器單方向下潛運動，直達海底或程序設(shè)定的預(yù)定深度，在控制系統(tǒng)作用下，滑行器依靠自身的浮力勻速上浮，并在此過程中，完成海洋要素的自動測量和存儲。

海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng)主要包括三種運動狀態(tài)：

一是，單向抓緊狀態(tài)。就是在系統(tǒng)處于單向抓緊狀態(tài)時，滑行器只能向下運動，當波浪上升時，抓緊纜繩的棘爪松開，滑行器因慣性滯留原位；當波浪下降時，棘爪咬緊纜繩，滑行器步進下潛。

二是，阻尼鎖定狀態(tài)，即為在引導(dǎo)纜的固定位置（例如，在近海面（5～8米）與近海底（15～20米））上分別敷設(shè)兩只阻尼器，滑行器可固定于這兩個特殊水層上，完成某些特殊海洋參數(shù)的測量。

三是，自由上浮，當系統(tǒng)到達底部時，棘爪機構(gòu)會在控制系統(tǒng)作用下打開，滑行器與錨定纜繩失去嚙合，完全處于自由狀態(tài)，在系統(tǒng)自由上浮的過程中，位于滑行器內(nèi)的傳感器開始測量所需海洋要素。

2“海馬”控制電路硬件設(shè)計

“海馬”控制電路的硬件設(shè)計主要包括RS-232串行通訊接口、單片機控制單元、電機啟停模塊、正翻轉(zhuǎn)控制模塊，限位開關(guān)、機械控制、棘爪機構(gòu)、直流電機和直流電源。如圖1所示，硬件設(shè)計巧妙的實現(xiàn)了“海馬”監(jiān)測海洋的三個狀態(tài)。

2.1串行收發(fā)模塊

該模塊主要選用的而是RS-232串行接口、MAX3232電平轉(zhuǎn)換模塊組成，其中MAX3232芯片是用于拉高電平的，當單片機在5V-10V區(qū)間內(nèi)，就可以驅(qū)動RS-232串口。

當“海馬”滑行器在單向下潛和自由上浮的過程中，其深度必須要在預(yù)先設(shè)定的深度值以下，如果超過將會停止作業(yè)。

該模塊的單片機選用的是AT24C16型號的，是具有I2C接口的通用器件，可以實現(xiàn)自動尋址、高低速設(shè)備同步和仲裁等等可以將在海洋要素中搜集到的數(shù)據(jù)進行有效的傳輸。

同時AT24C16單片機具有2Kb的存儲功能，可以保障海洋要素的數(shù)據(jù)存儲容量，確?？梢员O(jiān)測到更大范圍的海洋數(shù)據(jù)。

2.2開關(guān)控制模板

“海馬”監(jiān)測系統(tǒng)控制電路主要用開關(guān)控制模板進行操作，采用固態(tài)繼電器（SSR）和雙刀雙擲電磁繼電器，其中固態(tài)繼電器是固態(tài)元件組成的無觸點開關(guān)器件，驅(qū)動功率小，噪音低，抗干擾能力強，具有很強的可靠性。

3“海馬”控制電路軟件設(shè)計

在保持“海馬”在海洋監(jiān)測作業(yè)就必須要在軟件電路上實現(xiàn)單向抓緊、阻尼鎖定和自由上浮三個狀態(tài)。

在整個海底作業(yè)中，“海馬”的運動過程分為單向下潛過程和自由上浮過程兩種，主要依靠單片機的程序進行對滑行器的控制。

3.1單向下潛過程

當“海馬”監(jiān)測系統(tǒng)下潛時，單片機會從傳感器中讀取下潛的深度值，所得的深度值要小于預(yù)先設(shè)置的深度值，一旦出現(xiàn)深度值大于或等于預(yù)先設(shè)置的深度值，單片機就會出發(fā)開鎖信號，“海馬”系統(tǒng)就會自由上浮。

3.2自由上浮過程

當“海馬”系統(tǒng)自由上浮時，單片機會從傳感器中讀取上浮的深度值，并開始對海洋要素采集，傳感器會根據(jù)預(yù)先設(shè)置的深度值為基準，在每秒鐘內(nèi)存儲一次數(shù)據(jù)，如溫度、壓力和電導(dǎo)率等等。

4結(jié)語

海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng)是海洋測繪的重要手段，通過以上對海洋要素垂直剖面測量系統(tǒng)控制電路的研究，大大提高了海洋環(huán)境監(jiān)測的精確度，同時該系統(tǒng)還具有可移植性好、靈活性強等特點，在對海洋監(jiān)測的技術(shù)研究上起到了很大的積極影響。

參考文獻

第6篇：海洋測繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：工程測繪；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：P2文獻標識碼： A

1國際測繪技術(shù)的發(fā)展

隨著空間技術(shù)、計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊和信息技術(shù)的快速發(fā)展，測繪技術(shù)不斷取得突破性進展，當前國際測繪技術(shù)的進展主要體現(xiàn)在以下兩方面。

1.1空間技術(shù)與衛(wèi)星遙感技術(shù)

隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）飛速發(fā)展，世界各國及組織均在升級改造或新建各自的衛(wèi)星系統(tǒng)，世界四大衛(wèi)星系統(tǒng)中，GPS 系統(tǒng)正在實驗二代衛(wèi)星系統(tǒng)，歐盟伽利略衛(wèi)星系統(tǒng)預(yù)期定位誤差不超過 1米，俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)也已實現(xiàn)全球覆蓋，我國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)也已投入運營。四大衛(wèi)星系統(tǒng)兼容且能實現(xiàn)互相操作將成為國際 GNSS 發(fā)展的方向。隨著差分技術(shù)的發(fā)展，用衛(wèi)星系統(tǒng)測定三維坐標的技術(shù)方法將測繪定位技術(shù)，從事后處理擴展到實時或準實時定位與導(dǎo)航，從靜態(tài)擴展到動態(tài)，絕對和相對精度擴展到米級、厘米級乃至毫米級。隨著重力衛(wèi)星的成功發(fā)射，地球重力場觀測已經(jīng)完成了地基到天基的轉(zhuǎn)變?；谛l(wèi)星系統(tǒng)的大地測量觀測技術(shù)使得觀測精度和覆蓋率大大提高，這將有助于實現(xiàn)全球高程基準的統(tǒng)一。此外，空間衛(wèi)星技術(shù)還與多波束測深系統(tǒng)結(jié)合形成海底地形地貌測繪新技術(shù)手段。傳統(tǒng)大地測量網(wǎng)正被日益，利用基于多種大地測量觀測手段的全球大地測量觀測系（GGOS）建設(shè)已成為發(fā)展趨勢?？臻g技術(shù)的快速發(fā)展帶動了航空航天遙感技術(shù)的進步。遙感技術(shù)朝著“三多”（多傳感器、多平臺、多角度）和“四高”（高空間分辨率、高光譜分辨率、高時相分辨率、高輻射分辨率）方向發(fā)展。短短幾年內(nèi)，遙感衛(wèi)星的空間分辨率已逐步提高到 30m、10m、5.8m、2m，并正在向 1m 或優(yōu)于 1m 的空間分辨率發(fā)展。光譜分辨率可以達到 5nm～6nm 量級，400 多個波段。遙感技術(shù)的發(fā)展為世界各國城市和鄉(xiāng)村社會經(jīng)濟特征和生物物理特征等專題的空間信息獲取提供了可能。高分辨率衛(wèi)星遙感與航空攝影成為當代測繪信息的重要來源，對測繪產(chǎn)品形式的改變和地圖更新起到了極大的促進作用。對地觀測系統(tǒng)的小型化、衛(wèi)星組網(wǎng)和全天侯監(jiān)測也成為主要發(fā)展方向。

1.2地理信息處理與管理技術(shù)

在計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下，地理信息數(shù)據(jù)采集和處理實現(xiàn)自動化、實時化、數(shù)字化并向智能化發(fā)展，三維空間數(shù)據(jù)管理已經(jīng)成為當前的研究熱點?；诰W(wǎng)格計算、云計算理論的 GIS 解決方案迅速出現(xiàn)，國際 GIS 軟件仍以 ArcGIS、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Oracle 為主要品牌。各種技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了海量空間數(shù)據(jù)，催生了 Google Earth、Skyline、Virtual Earth等三維空間數(shù)據(jù)管理軟件，逐步實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)管理的科學化、標準化、信息化。在衛(wèi)星系統(tǒng)與計算機技術(shù)支持下，地理信息數(shù)據(jù)的獲取、處理與服務(wù)將實現(xiàn)無縫對接，通過數(shù)據(jù)終端，單位與個人用戶將得到實時的地理信息數(shù)據(jù)。

2國內(nèi)測繪技術(shù)現(xiàn)狀

測繪信息獲取技術(shù)。我國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)快速發(fā)展，目前已建成自主研發(fā)、獨立運行的覆蓋我國及周邊國家的區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。天繪一號 02 衛(wèi)星及資源三號衛(wèi)星則成功組建了我國自主高分辨率測繪遙感衛(wèi)星平臺。無人機遙感系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，能夠快速對地質(zhì)環(huán)境信息和過時的 GIS 數(shù)據(jù)庫進行更新、修正、和升級。為政府和相關(guān)部門的行政管理、土地、地質(zhì)環(huán)境治理，提供及時的技術(shù)保證。以多傳感器集成、系統(tǒng)誤差檢校、直接地理參考技術(shù)為代表的地面移動測圖系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)取得重大進展。水下地形測量在精密多波束測深數(shù)據(jù)處理、聲線跟蹤、異常測深數(shù)據(jù)處理、實時水位和水深獲取、海床DEM 建模等方面均開展了相關(guān)研究，多波束系統(tǒng)也實現(xiàn)了測深從點到面得突破。測繪信息處理技術(shù)。測繪信息處理技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在研制自動化、智能化的測繪與地理空間信息數(shù)據(jù)處理平臺，發(fā)展海量數(shù)據(jù)的快速精確處理和集成管理技術(shù)手段。開發(fā)衛(wèi)星遙感影像的直接定位技術(shù)和自由網(wǎng)平差技術(shù)。以模糊度解算、周跳探測、定位解算技術(shù)為代表的 GNSS 數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)得到了快速發(fā)展。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展則主要體現(xiàn)在空間數(shù)據(jù)集成、時空數(shù)據(jù)組織與管理、時空數(shù)據(jù)建模、時空分析引入智能方法、地理數(shù)據(jù)可視化等方面。

總之，我國的測繪信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)，結(jié)合了遙感圖像綜合處理系統(tǒng)、機載激光雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、空間信息三維虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、數(shù)字攝影測量網(wǎng)格系統(tǒng)、高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)一體化測圖系統(tǒng)等，形成了從空間數(shù)據(jù)獲取到輸出全數(shù)字化的技術(shù)體系，革新了地理信息提取、顯示和輸出技術(shù)，初步建立了國家級遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收和服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了大范圍高分辨率衛(wèi)星影像地形測繪技術(shù)。GeoImage、Im－ageInfo 等國產(chǎn)系列遙感軟件的誕生，為國家重大工程的順利實施提供了自主的軟件平臺和技術(shù)服務(wù)。

3國內(nèi)測繪技術(shù)的不足

美國、歐洲在測繪科技領(lǐng)域占優(yōu)勢的壓力在我國仍是長期存在，主要表現(xiàn)為：在測繪基準方面，我國基準建設(shè)與維護仍然主要依賴國外測繪儀器、衛(wèi)星以及數(shù)據(jù)處理軟件。在數(shù)據(jù)獲取方面，信息獲取能力較弱，高分辨遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)依賴進口，雖然北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)進入第二代建設(shè)工程，但目前仍然無法滿足地理信息的實時獲取與更新。在數(shù)據(jù)處理方面，數(shù)據(jù)處理核心技術(shù)缺乏，自主研發(fā)水平較低，軟件高級人才欠缺，國際型、應(yīng)用型的高級軟件人才更為缺乏。國產(chǎn)軟件 GeoImage、ImageInfosioram 雖然提供了自主軟件平臺和服務(wù)，但整體上沒有占據(jù)國內(nèi)市場絕對份額；在數(shù)據(jù)管理方面，核心管理軟件和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件仍然部分依賴國外產(chǎn)品；自主產(chǎn)權(quán)的測繪技術(shù)、裝備水平及研發(fā)能力無法有效滿足測繪發(fā)展的現(xiàn)實需求，關(guān)鍵設(shè)備受制于國外；國際標準與國內(nèi)標準融合不夠，測繪科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用不夠等等。

4 測繪行業(yè)的發(fā)展趨勢分析

目前，國內(nèi)外測繪科學技術(shù)的發(fā)展趨勢有如下幾點。

4.1攝影測量的發(fā)展經(jīng)過模擬攝影測量、解析攝影測量時代，已經(jīng)于上世紀90年代進入到數(shù)字攝影測量時代。將數(shù)字攝影測量系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)結(jié)合，促進了測繪生產(chǎn)過程的數(shù)字化和自動化，從而實現(xiàn)無地面控制點或少地面控制點的航空攝影測量，擺脫了繁重的野外控制測量工作。

4.2大地測量自采用快速高精度空間定位技術(shù)，特別是使用GPS技術(shù)以來，逐步從靜態(tài)大地測量發(fā)展到動態(tài)大地測量，作用范圍從地球局部區(qū)域擴展到全球，研究對象從地球表面幾何形態(tài)深入到研究地球內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)及其動力學機制，傳統(tǒng)大地測量理論和技術(shù)將產(chǎn)生重大變革。

4.3利用遙感技術(shù)對大陸、海洋、大氣等地球環(huán)境的變化進行長期觀測和分析，已經(jīng)與遙感制圖、地球資源調(diào)查一樣成為遙感技術(shù)的主要方向。

4.4地圖學的發(fā)展呈現(xiàn)出多層次、多領(lǐng)域、多時態(tài)、多功能的特點，遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、機助制圖技術(shù)與多媒體技術(shù)的發(fā)展將使地圖制圖學的基本理論、技術(shù)方法和手段、工藝過程發(fā)生根本性的變化。

4.5地理信息系統(tǒng)已在某些專業(yè)得到應(yīng)用并進入商品化生產(chǎn)的階段，隨著計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，使GIS向多樣化和分布式處理邁進。在側(cè)重信息存儲、數(shù)據(jù)庫建立、查詢檢索、統(tǒng)計分析和自動制圖等基本功能的基礎(chǔ)上，GIS逐步進入開發(fā)分析、評價、預(yù)測、決策支持模型以及增加智能化功能的發(fā)展階段。

4.6海洋測繪方面，海洋測繪技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向高精度、全覆蓋、全過程自動化的方向發(fā)展。繼續(xù)提高海洋測繪自動化程度，建立與海洋測量外業(yè)一體化的海洋測量數(shù)據(jù)庫，與海圖自動制圖系統(tǒng)銜接，建立海圖數(shù)據(jù)庫，最終建立海洋測量信息系統(tǒng)。

5 結(jié)束語

目前測繪工作已完成了由手工模擬向數(shù)字化生產(chǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，已成為城市信息港建設(shè)的一個重要的基礎(chǔ)部分，將面對全社會，及時提供基礎(chǔ)地理信息服務(wù)，具有重大的社會意義，責任重大。

參考文獻

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第7篇：海洋測繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：遙感影像 近紅外 自適應(yīng) 水陸分割

中圖分類號：TP7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0042-02

遙感影像的水陸分割在海洋水深反演，船舶導(dǎo)航，海洋測繪等領(lǐng)域有著重要的意義。相比于以船只為平臺的聲納現(xiàn)場探測技術(shù)，衛(wèi)星遙感探測技術(shù)具有連續(xù)不間斷、不受地理空間限制和探測范圍大等優(yōu)點。衛(wèi)星遙感技術(shù)在獲取海洋地理信息方面具有巨大的潛能和優(yōu)勢，能夠作為特殊海域地形的有效探測手段，補充和加強海洋測繪能力，對國家安全和經(jīng)濟發(fā)展有著重要的意義。水陸分割是進行淺海水深反演的重要部分，水陸分割的精度直接影響了反演結(jié)果的準確性。遙感影像分割是對圖像進行深一步分析、處理和應(yīng)用的基礎(chǔ)，作為數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于遙感影像研究。

1 實驗數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析

本文以IKONOS的遙感影像作為數(shù)據(jù)源進行近紅外波段的自適應(yīng)閾值法的水陸分割研究?？梢姽獾募t光波段可測量植物綠色素的吸收率，能夠區(qū)分不同地物類型與陸地植物，可用于提取與植被相連接的砂質(zhì)海岸和小面積淤泥質(zhì)海岸；藍光波段、綠光波段都對水體有透射能力，適合于探測淤泥質(zhì)海岸的懸浮泥沙，可用于計算無明顯解譯標志的大面積淤泥質(zhì)海岸線，是研究水深和水底特征的最有效波段；近紅外波段對海水和陸地的反射率差別很大，能準確的提取人工岸線與基巖岸線[1]，是進行自適應(yīng)閾值水陸分割的數(shù)據(jù)來源。

2 自適應(yīng)閾值算法原理

2.1 理論依據(jù)

水體的光譜圖特征主要由水本身的物質(zhì)決定，同時又受到各種狀態(tài)的影響[2]。圖1為水體、植被和土壤三種典型地物的波譜曲線。

從圖3可知，在可見光范圍內(nèi)，水體（這指清水）的反射率總體上比較低，不超過10%。在藍綠光波段反射率一般在4%～5%，通常采用藍綠波段的數(shù)據(jù)進行水深反演研究。水體在近紅外、短波紅外波段的入射能量幾乎全部吸收，因此近紅外及以后波段的遙感影像上，清澈水體幾乎成黑色。這一特征與植被和土壤的光譜有著很明顯的差異，所以選用近紅外波段進行水陸分割研究。

2.2 自適應(yīng)閾值算法

自適應(yīng)閾值算法基于影像DN值的直方圖統(tǒng)計特征，是一種比較簡便快捷的方法。若直方圖滿足雙峰分布，在直方圖最大波峰之后選取有效的最小波谷對應(yīng)的DN值作為閾值，把小于等于閾值的部分判定為白色水體，大于閾值的部分判定為黑色陸地，從而得到水陸分割二值化圖（見圖2）。

3 實例分析

為驗證自適應(yīng)閾值法水陸分割的有效性，下面選取了IKONOS高分辨衛(wèi)星進行水陸分割。區(qū)別于基于水體光譜特征曲線的水陸分離方法，自適應(yīng)閾值法更加簡潔有效，最主要的是水體光譜曲線水陸分割需要對原圖像有一定認識，從而調(diào)整水體譜帶范圍，無法迅速適應(yīng)各種不同圖像。自適應(yīng)閾值法唯一的輸入條件就是圖像的近紅外波段數(shù)據(jù)，只要有了圖像的近紅外波段數(shù)據(jù)，就能快速得到圖像的水陸分割二值化圖。閾值的計算完全由計算機完成，無需人工介入。相比于水體光譜特征曲線水陸分離方法，自適應(yīng)閾值法閾值適用性更廣。

3.1 IKONOS影像

圖3是一幅IKONOS某海岸紅綠藍合成影像。此影像包含紅，綠，藍和近紅外四個波段數(shù)據(jù)。根據(jù)直方圖，由自適應(yīng)閾值算法得到最佳閾值。然后采用自適應(yīng)閾值法對近紅外波段進行水陸分割，再經(jīng)過二值圖像的形態(tài)學處理，起到消除毛刺和去除噪聲的作用，最后得到水陸分割的二值圖像，如圖4所示，白色表示水體，黑色表示陸地。

參考文獻

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第8篇：海洋測繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代測繪學數(shù)字地球

1993年和1994年美國先后以總統(tǒng)令的形式提出建立"國家信息基礎(chǔ)設(shè)施"(NII)，即通稱的信息高速公路，以及"國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施"(NSDI)，這是進一步推進社會信息化，搶占信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的制高點和主動權(quán)的重大戰(zhàn)略步驟，時隔五年，這一計劃的實施初見成效，刺激了美國的經(jīng)濟增長，于是去年又以美國副總統(tǒng)演講形式推出數(shù)字地球的概念和構(gòu)想，并計劃到2020年試圖達到地球信息化的最終目標，亮出了美國這一近期全球信息戰(zhàn)略的底牌。由美國政府高層出面提出的這一"數(shù)字地球"構(gòu)想引起全球各方關(guān)注，并成為學術(shù)界熱點話題。中國學者尤其在地學界也作出了積極的反應(yīng)，不論從科學技術(shù)的角度還是從國家利益的角度，中國要準備迎接這一嚴峻挑戰(zhàn)，已成共識。作為測繪學科，測繪行業(yè)反應(yīng)更顯強烈，數(shù)字地球概念為測繪事業(yè)發(fā)展提供了新的機遇和更高層次的發(fā)展前景。這里我們想就現(xiàn)代測繪學的發(fā)展從學科的觀點稍為具體地探討一下它與數(shù)字地球的關(guān)系和在構(gòu)建數(shù)字地球中的作用。

一、測繪學的現(xiàn)展

空間技術(shù)，各類對地觀測衛(wèi)星使人類有了對地球整體進行觀察和測繪的工具，好象可以把地球擺在實驗室進行觀察研究一樣方便。由空間技術(shù)和其它相關(guān)技術(shù)，如由計算機、信息、通訊等技術(shù)發(fā)展起來的3S技術(shù)（GPS、RS、GIS）在測繪學中的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用，使測繪學從理論到手段都發(fā)生了根本的變化。測繪生產(chǎn)任務(wù)也由傳統(tǒng)的紙上或類似介質(zhì)的地圖編制、生產(chǎn)和更新發(fā)展到地理空間數(shù)據(jù)的采集、處理和管理。GPS的出現(xiàn)革新了傳統(tǒng)的定位方式；傳統(tǒng)的攝影測量數(shù)據(jù)采集技術(shù)已由遙感衛(wèi)星或數(shù)字攝影獲得的影像所代替，測繪人員在室內(nèi)借助高速高容量計算機和專用配套設(shè)備對遙感影象或信號記錄數(shù)據(jù)進行地表(甚至地殼淺層)幾何和物理信息的提取和變換，得出數(shù)字化地理信息產(chǎn)品，由此制作各類可供社會使用的專用地圖等測繪產(chǎn)品。我國960萬平方公里國土的國家基本地圖的成圖或更新周期可望從十幾年，幾十年縮短到幾年或更短，測繪業(yè)的體力勞動得到解放，生產(chǎn)力得到大的提高。今天，光纜通訊、衛(wèi)星通訊、數(shù)字化多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可使測繪產(chǎn)品從單一紙質(zhì)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榇疟P和光盤等電子信息，產(chǎn)品分發(fā)可從單一郵路轉(zhuǎn)到"電路"(數(shù)字通訊和計算機網(wǎng)絡(luò)傳真)，測繪產(chǎn)品的形式和服務(wù)社會的方式由于信息技術(shù)的支持發(fā)生了很大變化，進入了信息化的發(fā)展。當前，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和經(jīng)濟所有制成份和運行體制的改革，需要開放民用國家測繪產(chǎn)品；從技術(shù)方面看，西方國家衛(wèi)星測地技術(shù)可制作全球幾乎任一地區(qū)1米分辨率(相當1∶1萬比例尺)的地圖，衛(wèi)星上的GPS又可將這種地圖納入全球參考框架和轉(zhuǎn)換為他們的國家坐標系，中、小比例尺國家地圖的保密價值已大大降低；對于軍事敏感的重力數(shù)據(jù)，衛(wèi)星重力技術(shù)所發(fā)展的低階全球重力場模型已足夠用于他們的遠程戰(zhàn)略導(dǎo)彈發(fā)射。目前全球高階重力場模型(如EGM96)分辨率已達50公里，已接近我國現(xiàn)有重力數(shù)據(jù)的分辨率，其保密價值也需要重新評估。這一形勢使絕大部份測繪產(chǎn)品可以作為普通商品服務(wù)于全社會，測繪業(yè)從單一國家事業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣髁x市場經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)，這無疑為測繪學的發(fā)展注入了新的活力和擴大了發(fā)展空間，這也是一個有重要意義的歷史性轉(zhuǎn)變。

綜上所述，由于以空間技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和信息技術(shù)為支柱的測繪高新技術(shù)日新月異的迅猛發(fā)展，測繪學的理論基礎(chǔ)、測繪工程的技術(shù)體系、其研究領(lǐng)域和學科目標，正在適應(yīng)新形勢的需要發(fā)生著深刻的變化，表現(xiàn)為正在以高新技術(shù)為支撐和動力，進入市場競爭求發(fā)展，測繪業(yè)已成為一項重要的信息產(chǎn)業(yè)。它的服務(wù)范圍和對象也在不斷擴大，不僅是原來的單純從控制到測圖，為國家制作基本地形圖的任務(wù)，而是擴大到國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中與空間數(shù)據(jù)有關(guān)的各個領(lǐng)域。它必將隨著21世紀更加成熟的信息化社會的到來向更高層次發(fā)展，在未來數(shù)字地球的概念和技術(shù)框架中占據(jù)重要的基礎(chǔ)性地位。二、數(shù)字地球和現(xiàn)代測繪學

地球上一切事件都發(fā)生在一定的空間位置，人類社會經(jīng)濟活動所需要的信息絕大部分(約80%)都與地理位置相關(guān)。中國21世紀議程62個優(yōu)先發(fā)展項目中，約有40個需要建立或應(yīng)用地理信息系統(tǒng)。數(shù)字地球是利用海量地理信息（即地球空間數(shù)據(jù)）對地球所做的多分辨率、三維的數(shù)字化描述的整體信息模型，便于人類最大限度地實現(xiàn)信息資源的共享和合理使用，為人類認識、改造和保護地球提供一種新的手段，這里在數(shù)字地球的概念中突出顯示了地理坐標的框架作用，因此NSDI是數(shù)字地球的基礎(chǔ)設(shè)施，要求提供(地球)空間數(shù)據(jù)框架，包括大地測量控制框架(國家定位網(wǎng)和重力控制網(wǎng))、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集。在此框架上加載各類地球自然信息和人類社會經(jīng)濟活動等一切所需要和感興趣的人文信息。為數(shù)字地球提供上述地球空間數(shù)據(jù)框架是測繪業(yè)本身的"專職"，但又對測繪學提出了更高層的技術(shù)要求。

NSDI要建立在NII上，要在因特網(wǎng)上運行，要求開發(fā)功能強、效率高的因特網(wǎng)GIS軟件。這表明還要大力發(fā)展測繪產(chǎn)品的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的技術(shù)基礎(chǔ)是寬帶、高速圖形圖象網(wǎng)絡(luò)，當然其中寬帶高速問題需要國家投資在NII中解決。數(shù)字地球構(gòu)想的另一個高技術(shù)特點是虛擬現(xiàn)實模型。目前發(fā)展起來的全數(shù)字化攝影測量就能夠利用功能強大的計算機系統(tǒng)或工作站，對數(shù)字化影象進行處理，建立立體地形或地物虛擬模型。但如何將這一技術(shù)用在因特網(wǎng)上對多種測繪產(chǎn)品和普通用戶提供虛擬模型甚或虛擬現(xiàn)實模型，則是要進一步研究和發(fā)展的。數(shù)字地球是對真實地球及其相關(guān)現(xiàn)象的多分辨率、統(tǒng)一性的三維數(shù)字化整體表達，這里強調(diào)了統(tǒng)一性和整體性，要求全球多源數(shù)據(jù)無縫無邊的連結(jié)和整合。從空間數(shù)據(jù)框架來說，其統(tǒng)一性和整體性是由大地測量來實現(xiàn)和給予保證的。大地測量是傳統(tǒng)測繪的基礎(chǔ)，對當前信息化測繪和構(gòu)建未來數(shù)字地球更是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，即空間數(shù)據(jù)框架的框架。它要求全球采用統(tǒng)一的參考橢球模型和相應(yīng)的地心坐標參考框架(如ITRF)；全球統(tǒng)一的高程基準，即統(tǒng)一定義和使用的大地水準面；全球統(tǒng)一的重力測量基準(重力基本網(wǎng))；全球統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)。一切原有的測繪成果，特別是國家基本地圖都要轉(zhuǎn)換到上述全球統(tǒng)一的參考系中。數(shù)字地球?qū)θ虼蟮販y量提出了更高更緊迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各國保持和維護各自的地心參考框架的基本技術(shù)，但局部坐標到全球坐標的轉(zhuǎn)換目前還難于達到優(yōu)于米級的精度；全球高程系統(tǒng)的統(tǒng)一問題，大地測量學家經(jīng)過幾十年的研究，目前還是一個未能解決的難題，最終要通過全球重力數(shù)據(jù)，特別是新一代衛(wèi)星重力計劃和衛(wèi)星海洋測高計劃在國際大地測量協(xié)會的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)下實現(xiàn)。

海洋占全球面積的70%，海洋將是21世紀資源開發(fā)的主要競爭空間，海洋動力環(huán)境的變化（如厄爾尼諾現(xiàn)象）又是決定全球氣候變化的主要控制"閥門"。數(shù)字地球向海洋測繪提出了挑戰(zhàn)。從全球來說，目前海洋的精細測繪基本上還是空白，多波束測深技術(shù)的發(fā)展加速了各國領(lǐng)海海底地形的測繪，但要將陸地坐標參考框架以相近的精度擴展到海洋仍存在困難，海上GPS定位精度還低于5米；由于陸地高程基準不能用水準測量傳遞到海洋，在衛(wèi)星測高技術(shù)的支持下用某種去掉潮汐影響的平均海面作深度基準，精度可達米級，和多波束測深精度相當。但廣大的開闊深海的海底地形測繪不可能用船載測深儀完成，用衛(wèi)星測高結(jié)合重力數(shù)據(jù)(低階或中階重力場模型)反演海底地形，目前試驗精度可達10-100米。數(shù)字地球?qū)⒁蠛Ｑ鬁y繪技術(shù)有新的突破。

測繪學由于其技術(shù)的突破已日益向相關(guān)地學領(lǐng)域滲透。大地測量更成為研究地球動力學(包括海洋動力甚至大氣動力)的重要技術(shù)手段，GPS監(jiān)測已能提供全球板塊運動和地殼形變精密數(shù)據(jù)，可用于研究地學災(zāi)害(地震、滑坡和火山爆發(fā)等)的預(yù)測；GPS已可以和VLBI相近的精度和頻譜分辨率監(jiān)測地球自轉(zhuǎn)的變化，由此研究地球深部結(jié)構(gòu)和動力過程及全球變化；專題GIS也成為環(huán)境災(zāi)害問題分析預(yù)測工具。數(shù)字地球最重要的功能之一是為解決21世紀人類面臨的環(huán)境和災(zāi)害問題提供一個可供觀察、分析、模擬和預(yù)測的全球信息系統(tǒng)，以期協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系。

我們贊成活數(shù)字地球或動態(tài)數(shù)字地球的提法，因為人類是生活在不斷運動變化的地球上?，F(xiàn)在在全球性的觀測中，各種對地觀測新技術(shù)已可能連續(xù)快速獲取地球表面（或淺層）隨時間變化的幾何和物理信息，了解地球上各種現(xiàn)象及其變化。因此測繪學或者說測繪業(yè)則應(yīng)當利用3S技術(shù)結(jié)合合成孔經(jīng)雷達干涉技術(shù)（INSAR）以及其他新技術(shù)（如衛(wèi)星重力探測技術(shù)等）對地進行觀測，為構(gòu)建活數(shù)字地球提供描述地球動態(tài)變化的地理信息產(chǎn)品。

數(shù)字地球構(gòu)想是推動人類大踏步跨進信息社會的重大戰(zhàn)略步驟，有挑戰(zhàn)也有風險。測繪是數(shù)字地球的基礎(chǔ)，測繪工作者也將是構(gòu)造數(shù)字地球的"尖兵"，也要求測繪學有新的發(fā)展和突破。

三、測繪學和地球空間信息學

在本文第一部分已談及測繪學在新的技術(shù)進步推動下的現(xiàn)展趨勢。從現(xiàn)代信息論的觀點看，測繪學本質(zhì)上就是一門關(guān)于地球空間信息的學科，傳統(tǒng)的測繪受地面測量技術(shù)、時空尺度和精度水平以及投入的局限，其產(chǎn)品主要是單一的地形圖和在地形圖基礎(chǔ)上編繪的專用地圖。它不能反映、至少不能及時反映地球表面形態(tài)的變化，特別是大范圍和全球變化。其產(chǎn)品制作周期長，已不能滿足地區(qū)經(jīng)濟和全球經(jīng)濟高速發(fā)展的多種需要。信息技術(shù)加快了人類社會的運行速度。測繪學應(yīng)該是提供人類生存空間自然環(huán)境及其變化信息的學科，它的學科內(nèi)涵發(fā)生了巨大的變化，因此如何界定測繪學的含義，已是世界各國測繪工作者所關(guān)注的問題。于是從90年代開始，國際上將測繪學（SurveyingandMapping）更改為一個新詞，以準確反映學科實質(zhì)，Geomatics一詞由此應(yīng)運而生。隨后，有關(guān)Geomatics的提法在我國學術(shù)界，主要是地學界成為熱門話題，由于對其含義理解不同，其中文譯名也是五花八門，現(xiàn)在將它譯成"地球空間信息學"，已基本得到認同。不管人們對Geomatics的含義如何理解，但根據(jù)ISO的標準定義和國際測繪聯(lián)合會（IUSM）對"測繪學"的定義，兩者的含義是基本類同的，只不過Geomatics所涉及的地球空間信息的范圍更寬一些。Geomatics更準確地描述了測繪學在現(xiàn)代信息〖CD2〗通訊社會中的地位和作用，適應(yīng)了現(xiàn)代社會對地球空間信息的極大需求的特點，因而發(fā)展和提高了測繪學的研究和工作領(lǐng)域，符合現(xiàn)代測繪學發(fā)展的實際?，F(xiàn)代測繪工程的核心技術(shù)是空間技術(shù)，包括GPS、衛(wèi)星遙感和航測，測繪的范圍擴展到整個近地空間，例如近地空間航天器的導(dǎo)航定位，近地空間重力場的測定，大氣層甚至電離層的信息；其支撐技術(shù)是信息技術(shù)，主要處理電磁波信息和影像信息，加之通訊、計算機網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，使地球空間信息學科的理論和技術(shù)體系比傳統(tǒng)的測繪學有了很大的發(fā)展和更新，由此，Geomatics適合于納入數(shù)字地球的理論和技術(shù)框架。

隨著數(shù)字地球構(gòu)想的實施，測繪學面臨一個歷史性的發(fā)展新機遇，傳統(tǒng)的或現(xiàn)代測繪學將以地球空間信息學的新面目立于地球科學分支學科之林，以更強的活力向前發(fā)展，前景良好。

四、建議

本文漫談了測繪學的發(fā)展及其與數(shù)字地球構(gòu)想的關(guān)系。為在21世紀加速建設(shè)我國空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)展我國的測繪學科和測繪事業(yè)，以迎接"數(shù)字地球"的挑戰(zhàn)，根據(jù)我國目前測繪事業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，從一個側(cè)面（主要是大地測量方面）提出以下建議：

1.盡快統(tǒng)一我國大地定位參考框架的建設(shè)，對近年來由各個部門獨立建立的各等級GPS定位網(wǎng)進行必要的聯(lián)測和統(tǒng)一整體平差，此舉可望進一步加強國家級的大地定位框架；

2.將沿海各部門100多個驗潮站統(tǒng)一組織GPS聯(lián)測，精密確定各驗潮站水位標尺零點的大地高，填補陸海相接地帶重力測量空白。此舉為統(tǒng)一陸海大地水準面，建立海洋高程基準，研究海平面變化至關(guān)重要；

3.研究將陸地GPS定位框架向我國領(lǐng)海擴展的方案，著手建立我國包括海域的廣域差分GPS定位系統(tǒng)；

4.盡快完成重建我國重力基本網(wǎng)，發(fā)展航空重力測量系統(tǒng)，加密西部地區(qū)重力測量和GPS水準，加大力度支持對衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)的利用，為下世紀確定我國亞分米級或厘米級大地水準面作好數(shù)據(jù)儲備，建立可在因特網(wǎng)上運行的新的重力數(shù)據(jù)庫；

第9篇：海洋測繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：S57 S101 電子海圖 比較

1概要

自2000年IHO頒布了S57-3.1版本以來，極大地推動了電子海圖的發(fā)展，推動了航海技術(shù)的進步。盡管S57有許多優(yōu)點，但是它仍然存在局限性。如：S57幾乎只用于電子海圖與顯示信息系統(tǒng)（ECDIS）的電子海圖（ENC）編碼，沒有被GIS領(lǐng)域廣泛接受，維護機制不靈活，不能支持未來發(fā)展需要（例如網(wǎng)格化水深，時變信息應(yīng)用）等。為此，IHO組織借鑒了S57開發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗，開發(fā)了S100《通用海洋測繪數(shù)據(jù)模型》，同時組織開發(fā)基于S100標準的S10X系列海洋測繪專題標準，S101就是基于S100開發(fā)的電子海圖產(chǎn)品規(guī)范。并于2013年12月完成了最終初稿。S101采用S100可交換的、動態(tài)要素FEATURE（S57中稱為物標OBJECT）和圖示表達目錄、豐富的幾何模型、信息類型和復(fù)合屬性，從而使ENC的產(chǎn)品更加開放，功能更加豐富，表達更加完美。為了使全球電子海圖盡快采用新的標準，IHO組織制定了S101實施時間表（見圖1）。為了使我們的電子海圖產(chǎn)品能緊跟IHO發(fā)展計劃，我們必須及時掌握新標準發(fā)展方向和特點，本文就S101標準下的電子海圖與S57標準下的電子海圖產(chǎn)品做一些粗略比較，供大家參考（如圖1）。

2 S101標準下的ENC與S57標準下的ENC的差別

2.1 ENC文件命名規(guī)則及大小的差異

在S57標準中，數(shù)據(jù)文件按下列規(guī)則命名：

EEE=基本單元為000，更新號碼為1-999，其他支持性格式文件按文件格式后綴。

P= 航海用途（1-6），由產(chǎn)品生產(chǎn)者結(jié)合ENC編輯比例和區(qū)域ENC生產(chǎn)情況制定（1綜述圖，2一般圖，3沿海圖，4近岸圖，5港口圖，6碼頭泊位圖）。

在S101中，數(shù)據(jù)文件按下列規(guī)則命名：

CCXXXXXXXX.EEE

標識符各部分的意義如下：

CC - 前兩個字符為機構(gòu)。

第三個到第十個字符是可選的，可以被生產(chǎn)者隨意使用，用來標識唯一文件名。A-Z、0-9和_可用于數(shù)據(jù)集命名。

.EEE - 新版和再使用000，更新從001開始遞增到999。

數(shù)據(jù)集名字中最小的字符數(shù)是3，最大為10。

從文件命名規(guī)則變化中可以看出，在S101中已不再規(guī)定ENC的航海用途，并且其文件名長度不再是固定不變的，而是從3-10位字符可變長度。

在S57中由于受當時計算機計算速度和內(nèi)存容量等的限制，規(guī)定ENC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)單元（CELL）不得大于5M。在S101中，規(guī)定ENC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集（DATASET）不得大于10MB，更新數(shù)據(jù)一般不大于50KB，絕對不得大于200KB。

2.2 ENC在ECDIS上加載和顯示策略的差異

在S57標準中電子海圖的加載和顯示策略主要通過數(shù)據(jù)單元的航海用途、編輯比例尺和物標最小比例尺的設(shè)置進行控制。ECDIS廠商會根據(jù)電子海圖的這些設(shè)置制定ECDIS產(chǎn)品的加載與顯示策略。因此不同的ECDIS在ENC加載與顯示時顯示效果會有一些差異。給用戶帶來了一些不便。

在S101標準中，為了改進海圖的加載和顯示效果，在ENC數(shù)據(jù)集中增加了最大顯示比例尺maximum Display Scale和最小顯示比例尺minimum Display Scale，同時取消了ENC航海用途的設(shè)置。一個數(shù)據(jù)集的比例范圍用來指示生產(chǎn)者想要數(shù)據(jù)在哪一個比例范圍內(nèi)使用。最小顯示比例尺由minimum Display Scale定義，最大顯示比例尺由maximum Display Scale定義。當瀏覽比例比minimum Display Scale小時，在Data Coverage要素中的地球表面要素不會被顯示。當瀏覽比例大于maximum Display Scale時，在Data Coverage要素中的地球表面物標會提示“超出比例”。ENC數(shù)據(jù)集必須帶有最小和最大顯示比例值。并定義了一個比例范圍（見表1），數(shù)據(jù)集必須在此范圍內(nèi)選擇比例值。

表1 ENC最小和最大顯示比例尺

具有相同最大顯示比例的數(shù)據(jù)集可以互相重疊，但在這些數(shù)據(jù)集中的Data Coverage要素絕不可以重疊。即使多個生產(chǎn)者參與，也必須遵循該原則。除非是約定鄰接國家的數(shù)據(jù)邊界，即很難達成一種完美的連接，可用一個5米的重疊緩沖區(qū)來解決。在這種情況下，數(shù)據(jù)間不可以有裂縫。

當數(shù)據(jù)集有多個Data Coverage要素時，數(shù)據(jù)集中所有Data Coverage要素的minimum Display Scale必須相同。

s-101同時規(guī)定了一個ECDIS中加載與卸載ENC的算法，如圖2。

注：具有較小maximum Display Scale的數(shù)據(jù)集先畫。

圖2 數(shù)據(jù)加載與卸載算法

為了讓用戶在ECDIS上使用“選擇瀏覽比例”（MSCS）放大或縮小操作時，恰當?shù)募虞d和卸載ENC數(shù)據(jù)，其加載與卸載算法如下。

（1）創(chuàng)建選擇列表

（a）在比例范圍（被MSVS覆蓋）內(nèi)的圖形窗口中所有的數(shù)據(jù)（Data Coverage區(qū)域首先按maximum Display Scale排序，如果Data Coverage區(qū)域有相同的maximum Display Scale則按最大覆蓋面百分比進行排序。

（b）其他所有圖形窗口中較小比例Data Coverage區(qū)域首先由maximum Display Scale排序，然后如果Data Coverage區(qū)域有相同的maximum Display Scale則使用最大覆蓋面百分比進行排序。

（c）顯示順序從最小的maximum Display Scale到最大的maximum Display Scale，也就是說，具有最大maximum Display Scale的Data Coverage區(qū)域具有最高優(yōu)先顯示權(quán)。

如果MSVS比窗口中區(qū)域面要素的maximum Display Scale大，則顯示超出比例提示。

如果船員選擇了單獨一個數(shù)據(jù)集去加載，則必須在它的maximum Display Scale下顯示，也就是說，MSVS需要設(shè)置為選定數(shù)據(jù)集的maximum Display Scale，然后按照相應(yīng)算法填充窗口。

下面的例子通過4種場景，采用4種不同的maximum Display Scale和minimum Display Scale的Data Coverage類型，分別使用區(qū)域A、B、C、D標示它們，見圖3、圖4、圖5和圖6。

圖6 場景4：四種不同的重疊Data Coverages的顯示

在數(shù)據(jù)集中增加maximum Display Scale和minimum Display Scale定義，使得電子海圖在ECDIS上的加載與顯示效果在制作ENC時就給予明確。便于ENC制作方在制作ENC時更加全面考慮數(shù)據(jù)的一致性和顯示效果。各廠家的ECDIS系統(tǒng)加載和卸載ENC也基本得到了統(tǒng)一，同時，為用戶的使用提供了方便。

2.3 增加的其他功能

為了ENC的顯示美觀、簡潔，在S101增加了制圖物標的使用及對線面的屏蔽功能（如圖7）。邊緣與海岸線重合的面要素可以是在水中也可以在陸地上。對于用戶來說，這些面要素的海岸邊緣沒有意義，遮蔽這些邊緣可以避免屏幕混亂，減少覆蓋其他重要的海岸信息的可能。

增加了對時變數(shù)據(jù)的應(yīng)用可能，通常情況下，深度信息應(yīng)以ENC中的信息進行顯示，不應(yīng)該由潮汐高度進行調(diào)整。如果ECDIS已經(jīng)將S-10X潮汐產(chǎn)品規(guī)范的使用集成在一起，S101標準下的ENC它就可以顯示調(diào)整后的潮汐作為ENC水深數(shù)據(jù)的改正。從而增加實際水深的利用率。

3 結(jié)語

基于S101的電子海圖產(chǎn)品比基于S57的電子海圖產(chǎn)品更具有開放性、功能更加豐富、顯示更加完美，使用更加便利。我們目前生產(chǎn)的電子海圖產(chǎn)品都是基于S57標準的，但今后生產(chǎn)基于S101標準的電子海圖產(chǎn)品將是大勢所趨，因此今后我們需密切跟蹤S10X系列標準，及時準確掌握新標準的特點，為今后生產(chǎn)更加符合國際標準的電子海圖做好前期準備。

參考文獻

[1]S-100 UNIVERSAL HYDROGRAPHIC DATA MODEL 1.0.0 VERSION IHO