海洋地形測(cè)量

1、 5-1 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量5-2 5-2 航海圖及使用航海圖及使用5-3 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量5-4 5-4 其他海洋測(cè)量其他海洋測(cè)量5-5 5-5 水上測(cè)量軟件系統(tǒng)水上測(cè)量軟件系統(tǒng)5-6 5-6 海洋測(cè)量信息采集處理技術(shù)海洋測(cè)量信息采集處理技術(shù)第第5章章 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量一、海道測(cè)量的定義一、海道測(cè)量的定義 以以保證航行安全保證航行安全為目的而對(duì)海洋水體和水下地形進(jìn)行為目的而對(duì)海洋水體和水下地形進(jìn)行測(cè)量和調(diào)查的工作測(cè)量和調(diào)查的工作, ,也稱(chēng)也稱(chēng)水道測(cè)量水道測(cè)量或或航道測(cè)量航道測(cè)量。測(cè)量獲得的。測(cè)量獲得的水區(qū)的各種資料，可用于編制水區(qū)的各種資料，可用于編制航海圖航海

2、圖等。等。二、海道測(cè)量的內(nèi)容二、海道測(cè)量的內(nèi)容 海道測(cè)量的內(nèi)容包括控制測(cè)量、海道測(cè)量的內(nèi)容包括控制測(cè)量、岸線(xiàn)地形測(cè)量岸線(xiàn)地形測(cè)量、水深、水深測(cè)量、測(cè)量、海洋底質(zhì)探測(cè)海洋底質(zhì)探測(cè)、海洋水文觀測(cè)、助航標(biāo)志的測(cè)定、海洋水文觀測(cè)、助航標(biāo)志的測(cè)定、海海區(qū)資料的調(diào)查區(qū)資料的調(diào)查以及以及航行障礙物的測(cè)定航行障礙物的測(cè)定等。等。5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量海洋底質(zhì)探測(cè)：海洋底質(zhì)探測(cè)：目的是識(shí)別水底表層結(jié)構(gòu)，為航船目的是識(shí)別水底表層結(jié)構(gòu)，為航船選擇選擇錨泊點(diǎn)錨泊點(diǎn)或潛艇或潛艇選擇座底點(diǎn)提供資料選擇座底點(diǎn)提供資料。在缺乏航行定。在缺乏航行定位手段的區(qū)域，還可通過(guò)底質(zhì)采樣位手段的區(qū)域，還可通過(guò)底質(zhì)采樣判斷船舶概位判斷船

3、舶概位。底質(zhì)。底質(zhì)結(jié)構(gòu)一般通過(guò)用機(jī)械采泥器（如柱狀采樣器）獲取底質(zhì)結(jié)構(gòu)一般通過(guò)用機(jī)械采泥器（如柱狀采樣器）獲取底質(zhì)樣品，或結(jié)合回聲測(cè)深儀、側(cè)掃聲吶和海底表層剖面儀樣品，或結(jié)合回聲測(cè)深儀、側(cè)掃聲吶和海底表層剖面儀的回波記錄，分析不同底質(zhì)的平面和剖面分布而獲知。的回波記錄，分析不同底質(zhì)的平面和剖面分布而獲知。海區(qū)資料調(diào)查：海區(qū)資料調(diào)查：對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)同航行有關(guān)的對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)同航行有關(guān)的氣象、交通氣象、交通等要素的現(xiàn)時(shí)和歷史情況作全面系統(tǒng)的調(diào)查研究和分析等要素的現(xiàn)時(shí)和歷史情況作全面系統(tǒng)的調(diào)查研究和分析整理。整理。5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量三、海道測(cè)量的分類(lèi)三、海道測(cè)量的分類(lèi) 根據(jù)測(cè)區(qū)距海岸的遠(yuǎn)近、水下地形的復(fù)雜

4、狀況和制圖的根據(jù)測(cè)區(qū)距海岸的遠(yuǎn)近、水下地形的復(fù)雜狀況和制圖的要求，海道測(cè)量通常分港灣測(cè)量、沿岸測(cè)量、近海測(cè)量和遠(yuǎn)要求，海道測(cè)量通常分港灣測(cè)量、沿岸測(cè)量、近海測(cè)量和遠(yuǎn)海測(cè)量海測(cè)量4 4類(lèi)類(lèi)。 港灣測(cè)量、沿岸測(cè)量、近海測(cè)量和遠(yuǎn)海測(cè)量所得海圖的港灣測(cè)量、沿岸測(cè)量、近海測(cè)量和遠(yuǎn)海測(cè)量所得海圖的比例尺和精度要求逐漸降低。比例尺和精度要求逐漸降低。5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量二二 測(cè)定航行障礙物測(cè)定航行障礙物 航行障礙物的種類(lèi)：航行障礙物的種類(lèi)：礁石礁石、淺灘、沉船、鉆井遺棄的、淺灘、沉船、鉆井遺棄的鋼管、戰(zhàn)時(shí)布設(shè)的水雷等。鋼管、戰(zhàn)時(shí)布設(shè)的水雷等。 航行障礙物測(cè)定的內(nèi)容：航行障礙物測(cè)定

5、的內(nèi)容：準(zhǔn)確位置、最淺深度、性質(zhì)準(zhǔn)確位置、最淺深度、性質(zhì)和延伸范圍和延伸范圍 航行障礙物測(cè)定的方法：航行障礙物測(cè)定的方法：掃海測(cè)量，即用機(jī)械掃海具掃海測(cè)量，即用機(jī)械掃海具或側(cè)掃聲吶，在一定的海區(qū)或側(cè)掃聲吶，在一定的海區(qū)內(nèi)進(jìn)行面的探測(cè)。內(nèi)進(jìn)行面的探測(cè)。三三 側(cè)掃聲納側(cè)掃聲納 側(cè)掃聲納測(cè)量是現(xiàn)階段掃海測(cè)量、應(yīng)急測(cè)量、掃測(cè)障礙物的重要手段。它具有分辨率高反映海底地形徹底等單波束多波束設(shè)備所不具備的優(yōu)點(diǎn)，是目前尋找水下障礙物最有效的方法之一。 隨著聲學(xué)、干涉技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了新型測(cè)深側(cè)掃聲納，它能夠測(cè)量出海底的高分辨三維成像，能夠測(cè)量海底地形地貌的細(xì)微構(gòu)造，可以同時(shí)獲得等深線(xiàn)圖和地貌圖

6、的兩大類(lèi)內(nèi)容。 側(cè)掃聲納測(cè)量系統(tǒng) 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量目標(biāo)定位(Target Location) 海底特征的確定(Determination of Seabed Configuration) 石油工業(yè)應(yīng)用(Petroleum Industry Applications)疏浚(Dredging)掃雷（Minehunting）環(huán)境應(yīng)用(Environmental Applications)漁業(yè)（Fisheries） 側(cè)掃聲納側(cè)掃聲納5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量StarFish 405H 側(cè)掃聲納（英國(guó)Tritech公司） 側(cè)掃聲納側(cè)掃聲納側(cè)掃聲納技術(shù)運(yùn)用海底地物對(duì)入射聲波反向散射的原理來(lái)探測(cè)海底形

7、態(tài)，側(cè)掃聲吶技術(shù)能直觀地提供海底形態(tài)的聲成像，在海底測(cè)繪、海底地質(zhì)勘測(cè)、海底工程施工、海底障礙物和沉積物的探測(cè)，以及海底礦產(chǎn)勘測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。 側(cè)掃聲納的基本工作原理與側(cè)視雷達(dá)類(lèi)似，側(cè)掃聲納左右各安裝一條換能器線(xiàn)陣，首先發(fā)射一個(gè)短促的聲脈沖，聲波按球面波方式向外傳播，碰到海底或水中物體會(huì)產(chǎn)生散射，其中的反向散射波（也叫回波）會(huì)按原傳播路線(xiàn)返回?fù)Q能器被換能器接收，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成一系列電脈沖。 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量確定海岸線(xiàn)的位置確定海岸線(xiàn)的位置5-1海道海道測(cè)量測(cè)量海圖按內(nèi)容可分為：普通海圖、專(zhuān)題海圖和航海圖三大類(lèi)。5-2航海圖及使用航海圖及使用海圖的描繪對(duì)象是海洋及其毗鄰的陸地，海洋

8、地形測(cè)量的常規(guī)方法則是利用船艇進(jìn)行海洋水深測(cè)量的方法，其測(cè)量定位精度相對(duì)于陸地來(lái)說(shuō)要低得多，所用儀器主要是光學(xué)儀器，海洋測(cè)量的外業(yè)成果主要是記錄紙、磁帶、文字?jǐn)?shù)據(jù)海圖的內(nèi)容可歸結(jié)為六大要素：n海岸 n海底地貌 n航行障礙物 n助航標(biāo)志 n水文n及各種界線(xiàn) 5-2航海圖及使用航海圖及使用電子海圖 ECDIS5-2航海圖及使用航海圖及使用二二 航海圖印色航海圖印色普通海圖普通海圖 藍(lán)色表示水域 顏色從淺到深 表示水域也是從淺到深航海圖航海圖 藍(lán)色越深水域越淺，深藍(lán)色有提示作用5-2航海圖及使用航海圖及使用導(dǎo)航軟件 三三 航海圖的使用航海圖的使用5-2航海圖及使用航海圖及使用海底地形測(cè)量是確定海底地

9、形測(cè)量是確定海底地貌和海底地貌和海底地物海底地物情況，并將有情況，并將有關(guān)要素展繪在圖紙上。關(guān)要素展繪在圖紙上。海底地形測(cè)量所繪制的海底地形測(cè)量所繪制的地形圖地形圖是海洋研究、國(guó)防和經(jīng)濟(jì)是海洋研究、國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)所必需的基礎(chǔ)資料。建設(shè)所必需的基礎(chǔ)資料。 5-3海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量一、海底地形測(cè)量布點(diǎn)形式與定位方式一、海底地形測(cè)量布點(diǎn)形式與定位方式1 1、布點(diǎn)形式、布點(diǎn)形式測(cè)深線(xiàn)測(cè)深線(xiàn)2 2、定位方式、定位方式（1 1）交會(huì)定位）交會(huì)定位（2 2）GPSGPS定位定位5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量二、海底地形測(cè)深線(xiàn)布設(shè)二、海底地形測(cè)深線(xiàn)布設(shè)測(cè)深線(xiàn)可以分：測(cè)深線(xiàn)可以分：主測(cè)深線(xiàn)、補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)和

10、檢查測(cè)深線(xiàn)主測(cè)深線(xiàn)、補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)和檢查測(cè)深線(xiàn)。（1 1）主測(cè)深線(xiàn)是測(cè)深線(xiàn)的主體，它擔(dān)負(fù)著探明整個(gè)測(cè)）主測(cè)深線(xiàn)是測(cè)深線(xiàn)的主體，它擔(dān)負(fù)著探明整個(gè)測(cè)區(qū)海底地形的任務(wù)，主測(cè)深線(xiàn)的間隔一般為圖上區(qū)海底地形的任務(wù)，主測(cè)深線(xiàn)的間隔一般為圖上1cm 1cm ；（2 2）補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)起著彌補(bǔ)主測(cè)深線(xiàn)的作用；）補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)起著彌補(bǔ)主測(cè)深線(xiàn)的作用；（3 3）檢查測(cè)深線(xiàn)是檢查以上測(cè)深線(xiàn)的水深測(cè)量質(zhì)量，）檢查測(cè)深線(xiàn)是檢查以上測(cè)深線(xiàn)的水深測(cè)量質(zhì)量，以保證水深測(cè)量的精度。以保證水深測(cè)量的精度。5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量水流方向主測(cè)深線(xiàn)可采用如下方向布設(shè)主測(cè)深線(xiàn)可采用如下方向布設(shè)（1 1）垂直于水流軸線(xiàn)方向）垂直于水流軸線(xiàn)方

11、向測(cè)深線(xiàn)垂直于水流方向，使測(cè)深線(xiàn)正好通過(guò)測(cè)深線(xiàn)垂直于水流方向，使測(cè)深線(xiàn)正好通過(guò)地貌變化地貌變化比較劇烈和有代表性比較劇烈和有代表性的地方，有利于全面如實(shí)地反映測(cè)的地方，有利于全面如實(shí)地反映測(cè)區(qū)的海底地形。區(qū)的海底地形。 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量（2 2）與水流軸線(xiàn)成）與水流軸線(xiàn)成4545角方向角方向通常用于狹窄海道和可能存在礁石、水下沙洲或其它障通常用于狹窄海道和可能存在礁石、水下沙洲或其它障礙物地區(qū)的水深測(cè)量。礙物地區(qū)的水深測(cè)量。由于斜距大于平距，因而它比垂直于由于斜距大于平距，因而它比垂直于水流軸線(xiàn)的測(cè)深線(xiàn)容納的水深點(diǎn)更多，有利于反映狹窄海道水流軸線(xiàn)的測(cè)深線(xiàn)容納的水深點(diǎn)更多，有利于

12、反映狹窄海道的地形的地形。水流方向5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量（3 3）輻射線(xiàn)方向）輻射線(xiàn)方向大多用于島嶼的延伸部分或孤立的島嶼周?chē)乃颉４蠖嘤糜趰u嶼的延伸部分或孤立的島嶼周?chē)乃?。輻輻射線(xiàn)方向布設(shè)使測(cè)深線(xiàn)間距內(nèi)密外疏射線(xiàn)方向布設(shè)使測(cè)深線(xiàn)間距內(nèi)密外疏，近島部分水深點(diǎn)較密，近島部分水深點(diǎn)較密, ,這不僅有利于暗礁、淺灘的發(fā)現(xiàn)，而且，也有利于選擇適宜這不僅有利于暗礁、淺灘的發(fā)現(xiàn)，而且，也有利于選擇適宜的靠船及登陸地點(diǎn)。的靠船及登陸地點(diǎn)。5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量在重要航道上布設(shè)補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)有兩種方法：在重要航道上布設(shè)補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)有兩種方法：（1 1）補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)方向與主測(cè)深線(xiàn)方向一致，間距

13、則根據(jù)需要）補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)方向與主測(cè)深線(xiàn)方向一致，間距則根據(jù)需要而定；而定；（2 2）補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)方向和主測(cè)深線(xiàn)方向垂直，即沿航道方向布）補(bǔ)充測(cè)深線(xiàn)方向和主測(cè)深線(xiàn)方向垂直，即沿航道方向布設(shè)。中間一條測(cè)深線(xiàn)應(yīng)和航道中心線(xiàn)重合，兩側(cè)的測(cè)深線(xiàn)則根據(jù)設(shè)。中間一條測(cè)深線(xiàn)應(yīng)和航道中心線(xiàn)重合，兩側(cè)的測(cè)深線(xiàn)則根據(jù)航道寬度均勻平行布設(shè)。航道寬度均勻平行布設(shè)。5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量檢查測(cè)深線(xiàn)布設(shè)：檢查測(cè)深線(xiàn)布設(shè)：檢查測(cè)深線(xiàn)方向應(yīng)盡量與主測(cè)深線(xiàn)方向垂直，分布均勻，檢查測(cè)深線(xiàn)方向應(yīng)盡量與主測(cè)深線(xiàn)方向垂直，分布均勻，長(zhǎng)度應(yīng)不少于主測(cè)深線(xiàn)總長(zhǎng)的長(zhǎng)度應(yīng)不少于主測(cè)深線(xiàn)總長(zhǎng)的5%5%。三、導(dǎo)

14、標(biāo)放樣三、導(dǎo)標(biāo)放樣為了使測(cè)量船能沿著所設(shè)計(jì)好的測(cè)深線(xiàn)方向航行，為了使測(cè)量船能沿著所設(shè)計(jì)好的測(cè)深線(xiàn)方向航行，通常在岸上通常在岸上沿測(cè)深線(xiàn)方向設(shè)立兩個(gè)導(dǎo)標(biāo)沿測(cè)深線(xiàn)方向設(shè)立兩個(gè)導(dǎo)標(biāo)，以指示測(cè)量，以指示測(cè)量船航行。布設(shè)導(dǎo)標(biāo)時(shí)，可借助岸邊的控制點(diǎn)用極坐標(biāo)船航行。布設(shè)導(dǎo)標(biāo)時(shí)，可借助岸邊的控制點(diǎn)用極坐標(biāo)或用羅盤(pán)儀測(cè)定導(dǎo)標(biāo)位置，主要有兩種布設(shè)方法：或用羅盤(pán)儀測(cè)定導(dǎo)標(biāo)位置，主要有兩種布設(shè)方法：1 1、羅盤(pán)儀放樣導(dǎo)標(biāo)、羅盤(pán)儀放樣導(dǎo)標(biāo)：根據(jù)預(yù)先在圖板上量取的各測(cè)深線(xiàn)方位角，采用根據(jù)預(yù)先在圖板上量取的各測(cè)深線(xiàn)方位角，采用羅盤(pán)儀在實(shí)地按磁方位撥角，確定前、后導(dǎo)標(biāo)的位置。羅盤(pán)儀在實(shí)地按磁方位撥角，確定前、后導(dǎo)標(biāo)的位置。5

15、-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量2 2、經(jīng)緯儀配合放樣導(dǎo)標(biāo)、經(jīng)緯儀配合放樣導(dǎo)標(biāo)三、導(dǎo)標(biāo)放樣三、導(dǎo)標(biāo)放樣5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量四、水位測(cè)量和測(cè)船定位四、水位測(cè)量和測(cè)船定位1. 1. 水位觀測(cè)水位觀測(cè) 水位觀測(cè)的目的為計(jì)算確定深度基準(zhǔn)面以及為水深測(cè)水位觀測(cè)的目的為計(jì)算確定深度基準(zhǔn)面以及為水深測(cè)量提供水位改正值。量提供水位改正值。2. 2. 測(cè)深船的定位測(cè)深船的定位 海底地形測(cè)量時(shí)，測(cè)船以均勻的速度行駛在測(cè)深線(xiàn)上，海底地形測(cè)量時(shí)，測(cè)船以均勻的速度行駛在測(cè)深線(xiàn)上，并按規(guī)定的間距進(jìn)行水深測(cè)量和確定點(diǎn)的平面位置。并按規(guī)定的間距進(jìn)行水深測(cè)量和確定點(diǎn)的平面位置。5-1 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量五、海底

16、地形測(cè)量數(shù)據(jù)處理五、海底地形測(cè)量數(shù)據(jù)處理1.1.水深改正水深改正由觀測(cè)深度得到海圖深度即圖載水深。由觀測(cè)深度得到海圖深度即圖載水深。2.2.等深線(xiàn)勾繪等深線(xiàn)勾繪勾繪等深線(xiàn)的目的：在于了解海底地貌的形狀，分析勾繪等深線(xiàn)的目的：在于了解海底地貌的形狀，分析水下探測(cè)的完善性，從而確定是否需要補(bǔ)測(cè)和加密探測(cè)等。水下探測(cè)的完善性，從而確定是否需要補(bǔ)測(cè)和加密探測(cè)等。因此，勾繪等深線(xiàn)時(shí)，要仔細(xì)、全面和盡可能地反映出海因此，勾繪等深線(xiàn)時(shí)，要仔細(xì)、全面和盡可能地反映出海底地貌的變化情況。底地貌的變化情況。5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量勾繪等深線(xiàn)遵守原則：勾繪等深線(xiàn)遵守原則：（1）應(yīng)將等于或小于等）應(yīng)將等于或小于等深線(xiàn)數(shù)值的深度點(diǎn)劃入淺的深線(xiàn)數(shù)值的深度點(diǎn)劃入淺的一邊；一邊；（2）等深線(xiàn)要勾繪平滑、）等深線(xiàn)要勾繪平滑、自然；自然；（3）個(gè)別淺灘的深度點(diǎn)）個(gè)別淺灘