海洋測(cè)繪技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：海洋測(cè)繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：多波束測(cè)量；海洋測(cè)繪；調(diào)整策略

多波束測(cè)深是當(dāng)代海洋基礎(chǔ)勘測(cè)技術(shù)中的一項(xiàng)高新技術(shù),是計(jì)算機(jī)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(cè)量中,如海道測(cè)量、海洋工程(包括水下鉆探、海底管道、電纜、疏浚、填海工程測(cè)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(cè)技術(shù)都有著巨大的優(yōu)勢(shì),并得到了廣泛的應(yīng)用。

1.多波束測(cè)深系統(tǒng)

1.1多波束測(cè)深系統(tǒng)是利用多波束原理進(jìn)行海底測(cè)圖和測(cè)量海底地貌的寬條帶回聲測(cè)深系統(tǒng)，是水聲技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(guò)聲波發(fā)射與接收換能器陣進(jìn)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(cè)出沿航線一定寬度條帶內(nèi)水下目標(biāo)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(xì)特征。與單波束回聲測(cè)深儀相比,多波束測(cè)深系統(tǒng)具有測(cè)量覆蓋范圍大、測(cè)量速度快、精度和效率高、記錄數(shù)字化和實(shí)時(shí)自動(dòng)繪圖等優(yōu)點(diǎn)。

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

1.3測(cè)深系統(tǒng)的回聲處理設(shè)備較多。計(jì)算機(jī)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(shí)時(shí)處理；數(shù)字磁帶機(jī)按規(guī)定的格式記錄時(shí)間、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、羅經(jīng)航向、縱橫搖擺以及各波束測(cè)得的水深和相對(duì)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(jī)可根據(jù)需要對(duì)所有記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控；顯示器對(duì)系統(tǒng)的模擬輸出進(jìn)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(jī)沿校正過(guò)的航跡標(biāo)繪出等深線圖，實(shí)時(shí)判讀海底地貌的輪廓。

1.4多波束測(cè)深系統(tǒng)同單個(gè)寬波束的回聲測(cè)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(diǎn)。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(cè)量，也可以用于精確測(cè)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(shí)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(cè)量技術(shù)與海洋測(cè)繪工序技術(shù)體系

海洋測(cè)量、數(shù)據(jù)庫(kù)和產(chǎn)品化是海洋測(cè)繪體系的三個(gè)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(cè)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(cè)量到海圖的編輯、加工和出版，全部實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。可是與紙質(zhì)海圖的工序相比，目前的海洋測(cè)繪的供需變化卻不大，根本原因是由于整個(gè)技術(shù)的改造是參照紙質(zhì)海圖的工序?qū)嵤┑摹?/p>

水深測(cè)量是海洋測(cè)繪的核心技術(shù)，目前由于單波束到多波束測(cè)量方式的改變，水深測(cè)量技術(shù)發(fā)生了重大的變革，實(shí)現(xiàn)了壘覆蓋的海底地形測(cè)量?？墒牵绻豢紤]改變目前的測(cè)量工序和要求，不僅不會(huì)減少海圖產(chǎn)品化的時(shí)間和擴(kuò)大海洋測(cè)繪產(chǎn)品的多樣性。相反，由于數(shù)據(jù)量太大，卻會(huì)增加海圖出版機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。

3.多波柬測(cè)量技術(shù)與海洋測(cè)繪工序的技術(shù)調(diào)整

多波束測(cè)量系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)、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(guò)安裝在測(cè)船底部的探頭發(fā)射和接收聲波信號(hào)，由聲波在水體中的傳播時(shí)間與聲速乘積即可計(jì)算出水深。探頭由發(fā)射探頭和接收換能器組成，有多達(dá)126個(gè)相互獨(dú)立的接收換能器(定向旋轉(zhuǎn)發(fā)射126個(gè)波束)；接收信號(hào)通過(guò)聲納處理器再傳到計(jì)算機(jī)。

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

3.1多波束測(cè)量技術(shù)的影響因素

多波束測(cè)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(jì)算機(jī)、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(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)位置錯(cuò)位，失去多波束系統(tǒng)勘測(cè)的意義，井使海底地形失真或畸變。因此，必須嚴(yán)格測(cè)量各個(gè)坐標(biāo)定位數(shù)據(jù)，保證測(cè)量精度，以實(shí)現(xiàn)最佳（下轉(zhuǎn)第82頁(yè)）（上接第80頁(yè)）的測(cè)量結(jié)果。

對(duì)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(duì)波束傳播的影響、GPS定位對(duì)--坐標(biāo)精度的影響、測(cè)船中換能器的相對(duì)位置，以及潮位改變對(duì)水深的影響等等。以坐標(biāo)系的影響為例，由于多波束測(cè)深采用廣角度定向發(fā)射、多陣列信號(hào)接收和多個(gè)波束的形成及處理等技術(shù)，為了更好的說(shuō)明波束的空間關(guān)系和波束海底投影點(diǎn)的空間位置，首先必須定義好多波束測(cè)船參考坐標(biāo)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(duì)測(cè)量船的位置總是不變的，因此測(cè)量船是多波束勘測(cè)最現(xiàn)實(shí)的參考工作平臺(tái)?？紤]到波束空間角度表達(dá)的便利，一般測(cè)量船參考坐標(biāo)系原點(diǎn)選擇在換能器對(duì)稱中心，船只橫向左舷方向?yàn)閤軸，船只縱向船頭方向?yàn)閅軸，船只鉛垂向下為z軸。另外，運(yùn)動(dòng)傳感器要嚴(yán)格安裝在與船中軸平行的地方。多波束船參考坐標(biāo)系是一種三坐標(biāo)軸與船固定并隨著船只運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系，它使得多波束各測(cè)深點(diǎn)的相對(duì)位置與測(cè)量船只定位系統(tǒng)的大地空間位置建立了聯(lián)系，同時(shí)也為進(jìn)行傳只補(bǔ)償提供了空間關(guān)系和基本方法。因此，以上的坐標(biāo)定位數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格準(zhǔn)確的測(cè)量。

通過(guò)實(shí)踐試驗(yàn)可知，利用多波束測(cè)深系統(tǒng)，對(duì)聲速、導(dǎo)航系統(tǒng)的定位、參考坐標(biāo)系及潮位等影響因子加以注意，采用合理的測(cè)量方法以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)處理，完全能夠測(cè)得準(zhǔn)確可靠的水下地形圖，發(fā)現(xiàn)水下地形的細(xì)微變化。

3.2海洋測(cè)繪工序的技術(shù)調(diào)整

由于技術(shù)工序的調(diào)整和測(cè)量重點(diǎn)的改變，必然導(dǎo)致海洋測(cè)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(cè)量具有全覆蓋、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，不改變目前的水深測(cè)量工序，要由多波束測(cè)量的源數(shù)據(jù)形成一個(gè)符合海圖要求的水深數(shù)據(jù)是特別困難的，會(huì)極大地增加由水深測(cè)量到海圖產(chǎn)品的時(shí)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(diǎn)和等深線，同時(shí)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(shí)參考NOAA(美國(guó)國(guó)家海洋大氣管理局)的方式，調(diào)整了目前的水深測(cè)量工序。具體修測(cè)體系：

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

(2)按照自動(dòng)綜合方法，由NS形成水深點(diǎn)和等深線H-Cel；

(3)障礙物探測(cè)數(shù)據(jù)改正，形成一個(gè)障礙物H-Cdll；

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

第2篇：海洋測(cè)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(cè)繪;數(shù)據(jù)庫(kù);維護(hù);改進(jìn)

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

中圖分類號(hào):P229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)21-0249-02

1海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)問(wèn)題

1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)更新流程依然需要進(jìn)一步改進(jìn)目前,海圖數(shù)據(jù)更新主要是通過(guò)紙海圖的改版,數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的維護(hù)更新方法需要隨技術(shù)發(fā)展不斷改進(jìn)。此外,在人員配備、多源信息收集與分析評(píng)價(jià)、實(shí)行科學(xué)的更新技術(shù)與方法、必要的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度等方面,也需要新的運(yùn)行機(jī)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(kù)解決了海圖數(shù)據(jù)庫(kù)通告內(nèi)容的檢索查詢,但沒(méi)有解決海圖數(shù)據(jù)庫(kù)航海通告的智能化改正問(wèn)題,當(dāng)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(shí)時(shí)改正和全面改正。

1.3 多源信息機(jī)制仍不完善海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)需要及時(shí)、快速地獲取大量的多源信息,不斷補(bǔ)充、更新數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)更新。

2數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)要求

2.1 框架設(shè)計(jì)方面的要求針對(duì)海洋測(cè)繪資料海量數(shù)據(jù)、電子數(shù)據(jù)與非電子資料并存、實(shí)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(biāo)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(diǎn),依據(jù)業(yè)務(wù)流程將海洋測(cè)繪信息數(shù)字平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)設(shè)計(jì)為編目庫(kù)、資料數(shù)據(jù)庫(kù)(含元數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù))和管理功能數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 如何做好數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)工作首先,數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)技術(shù)指標(biāo)是嚴(yán)格按照《海洋測(cè)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(kù)中編號(hào)、出版時(shí)間、空間區(qū)域范圍等關(guān)鍵字段不得有任何錯(cuò)漏,其他字段值容錯(cuò)率

3海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)

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

3.2 增加數(shù)據(jù)類型充分利用準(zhǔn)確、可靠、現(xiàn)勢(shì)性好的多源信息,如最新地形資料、測(cè)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(duì)原有數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)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(kù),保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。

3.3 動(dòng)態(tài)更新的必要性現(xiàn)行條件下,海圖數(shù)據(jù)庫(kù)可采用航海通告的實(shí)時(shí)維護(hù),當(dāng)前實(shí)行的定期維護(hù)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(kù)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(shì)性可保持在l5天之內(nèi)。利用測(cè)量資料和數(shù)據(jù)、航空航天影像等信息進(jìn)行海圖數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)更新,可采用動(dòng)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(shí)進(jìn)行,但在具體作業(yè)時(shí)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(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)機(jī)制海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)每年需要維護(hù)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(kù)維護(hù)更新技術(shù)體系,才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)維護(hù)更新的設(shè)想。這個(gè)技術(shù)體系應(yīng)包括:多源信息的自動(dòng)分析評(píng)價(jià),數(shù)據(jù)的自動(dòng)融合,變化數(shù)據(jù)的自動(dòng)對(duì)比檢測(cè),航海通告的智能化改正,海圖要素的自動(dòng)綜合以及數(shù)據(jù)質(zhì)量的自動(dòng)檢查等。將數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)更新作為生產(chǎn)體系的重要組成部分納入整個(gè)海洋測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)體系中。調(diào)整后海洋測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)體系可由:信息獲取、編輯設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)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(cè)繪技術(shù)方面的創(chuàng)新首先是空間分析技術(shù)。在海洋測(cè)繪現(xiàn)勢(shì)資料管理過(guò)程中利用空間分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)新舊資料的疊加對(duì)比分析、卷簾對(duì)比分析等,實(shí)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(duì)。其次是編目管理技術(shù)。依據(jù)海洋測(cè)繪資料分類標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)采用編目管理技術(shù)對(duì)海洋測(cè)繪資料進(jìn)行分類管理。再次是虛擬資料庫(kù)技術(shù)。通過(guò)虛擬資料庫(kù)技術(shù)對(duì)庫(kù)房框架實(shí)施規(guī)劃,并在庫(kù)房規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)支持下快速直觀地實(shí)現(xiàn)對(duì)新資料實(shí)體的快速分配柜號(hào)功能,并通過(guò)點(diǎn)擊快速查詢顯示某個(gè)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(cè)繪資料管理系統(tǒng)向海洋測(cè)繪檔案管理系統(tǒng)歸檔接口技術(shù),在數(shù)據(jù)歸檔過(guò)程中,資料管理系統(tǒng)將需要?dú)w檔的信息以XML方式進(jìn)行描述,方便檔案管理系統(tǒng)進(jìn)行解析后對(duì)資料進(jìn)行歸檔處理。

3.6 建立暢通的多源信息網(wǎng)絡(luò)建立國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)間、國(guó)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(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)更新的基本條件,需要逐步形成海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)共享的協(xié)作機(jī)制。

3.7 研究數(shù)據(jù)分析檢測(cè)軟件國(guó)外一些專家提出了一種GIS驅(qū)動(dòng)的變化信息檢測(cè)方法,國(guó)內(nèi)對(duì)變化信息的分析檢測(cè)也有大量的研究,但大多還處在對(duì)部分要素的試驗(yàn)階段。應(yīng)積極開(kāi)展這方面的研究工作,根據(jù)國(guó)內(nèi)特點(diǎn),研究出適合數(shù)字化生產(chǎn)和海圖數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)更新的數(shù)據(jù)變化檢測(cè)軟件。

參考文獻(xiàn):

[1]郁園通.海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)的問(wèn)題與改進(jìn)設(shè)想[J].海洋測(cè)繪,2005,25(5).

第3篇：海洋測(cè)繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：測(cè)繪工程；GPS；靜態(tài)測(cè)量；數(shù)據(jù)處理

中圖分類號(hào)：P2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

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

一、GPS靜態(tài)測(cè)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(cè)量出已知地理位置的GPS定位衛(wèi)星到用戶接收機(jī)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(jī)的具置。其中，GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時(shí)鐘所記錄的時(shí)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(guò)記錄GPS導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)傳播到用戶所經(jīng)歷的時(shí)間，所經(jīng)歷的時(shí)間乘以光的速度得到。當(dāng)GPS導(dǎo)航定位衛(wèi)星正常工作時(shí)，會(huì)不斷地用1和0二進(jìn)制碼元組成的偽隨機(jī)碼發(fā)射GPS導(dǎo)航電文，當(dāng)用戶接受到GPS導(dǎo)航電文時(shí)，提取出GPS導(dǎo)航衛(wèi)星傳播的時(shí)間并將其與自己的時(shí)鐘做對(duì)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(shí)所處位置，用戶在WGS-84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知用戶的位置，這就是GPS測(cè)量技術(shù)的工作原理。

(二)GPS測(cè)量的方法以及優(yōu)點(diǎn)

GPS測(cè)量方法包括靜態(tài)測(cè)量和RTK測(cè)量，本文主要分析測(cè)量工程中GPS靜態(tài)測(cè)量。該測(cè)量方法是把至少三臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)安置在靜態(tài)測(cè)量基線端點(diǎn)上，保持固定不動(dòng)，不受測(cè)量通視條件的限制，但是需要同步觀測(cè)四顆以上衛(wèi)星。GPS測(cè)量時(shí)可觀測(cè)多個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)

十分鐘到數(shù)十小時(shí)，最后把觀測(cè)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)結(jié)算軟件處理得到各點(diǎn)坐標(biāo)，在GPS技術(shù)測(cè)量的各種方法中，靜態(tài)測(cè)量的方法精確度最高，具有測(cè)站間不需要通視、可以全天候定位、觀測(cè)時(shí)間較短、操作簡(jiǎn)單、可以提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，也因此GPS技術(shù)通常應(yīng)用于各種工程測(cè)量當(dāng)中。

二、利用GPS進(jìn)行海洋測(cè)量精密定位

（一）海洋測(cè)繪的特點(diǎn)

1.在海洋測(cè)繪中，GPS測(cè)量測(cè)站在船上，在GPS測(cè)量靜態(tài)下進(jìn)行海洋測(cè)量。

2.在海洋測(cè)繪中，同一空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)的GPS測(cè)量(坐標(biāo)、深度、重力等)必須同時(shí)測(cè)定，無(wú)法重復(fù)海洋GPS測(cè)量。

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

（二）利用GPS技術(shù)精密測(cè)量水深

在當(dāng)前的GPS測(cè)量技術(shù)水深測(cè)量工作中，最常用的測(cè)量方法就是運(yùn)用多波束水深測(cè)量系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的單波束采集系統(tǒng)的水深測(cè)量工作，在海洋測(cè)量中，4次多波束水深測(cè)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(cè)量范圍內(nèi)測(cè)線兩側(cè)多個(gè)點(diǎn)的水深，清晰準(zhǔn)確地對(duì)海底地貌進(jìn)行全面測(cè)量的過(guò)程，利用GPS技術(shù)定位和多波束水深測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定該點(diǎn)的水深，就能快速的對(duì)海底地貌進(jìn)行。

在水深測(cè)量工作中，要精確地測(cè)定深度點(diǎn)的平而位置，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)的平而位置是換能器的平而位置；用測(cè)深桿、水砣測(cè)深時(shí)，深度點(diǎn)的平而位置是測(cè)深桿、水砣著底時(shí)的平而位置在距岸較近，視覺(jué)能分辨日標(biāo)的距離內(nèi)，一般可使用光學(xué)儀器，如經(jīng)緯儀、平板儀和六分儀定位測(cè)圖比例尺為1:10000或更人時(shí)，通常用經(jīng)緯儀或平板儀以前方交會(huì)法定位；測(cè)圖比例尺小于1:10000時(shí)，通常使用六分儀以后方交會(huì)法定位對(duì)于定位精度要求高的

比例尺測(cè)圖，使用測(cè)距系統(tǒng)，如海用微波測(cè)距儀定位，或用距離方位法定位對(duì)距岸較遠(yuǎn)的海區(qū)，般使用無(wú)線電雙曲線定位系統(tǒng)定位20舊紀(jì)60午代以來(lái)，已廣泛利用人造地球衛(wèi)星進(jìn)行高精度定位這種定位方法以電子計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)信息處理中心，對(duì)衛(wèi)星的導(dǎo)航信息進(jìn)行濾波處理，以獲得實(shí)時(shí)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)利用人造地球衛(wèi)星進(jìn)行定位可以個(gè)天候工作，儀器系統(tǒng)具有個(gè)自動(dòng)、個(gè)球覆蓋和連續(xù)實(shí)施定位等優(yōu)點(diǎn)。

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

（三）GPS技術(shù)近海航道水下地形測(cè)量的應(yīng)用

在海洋測(cè)繪中水下地形勘測(cè)占據(jù)著非常重要的位置，但因?yàn)樗碌匦慰睖y(cè)作業(yè)環(huán)境非常的特殊，在實(shí)際的作業(yè)中實(shí)施水下地形測(cè)量的難度也是非常大，所以我們?cè)谧鳂I(yè)中必要根據(jù)水下地形勘測(cè)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施進(jìn)行定位。隨著社會(huì)的發(fā)展，我們?cè)谒碌匦慰睖y(cè)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(wú)線電測(cè)量定位等。遇到作業(yè)比較復(fù)雜的時(shí)候還需要將幾種方法結(jié)合起來(lái)，方能進(jìn)行勘察?，F(xiàn)在我們會(huì)嘗試著在水下測(cè)量中將GPS-RTK測(cè)量技術(shù)與測(cè)深儀聯(lián)合以來(lái)一起作業(yè)，此種GPS-RTK測(cè)量技術(shù)分位技術(shù)的嚴(yán)禁以下幾方面的工作：

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

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

三、GPS靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)處理

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

（一）在GPS測(cè)量技術(shù)中，計(jì)算機(jī)通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)線聯(lián)接主機(jī)，把GPS測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。

（二）在GPS測(cè)量技術(shù)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)中GPS測(cè)量軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基線解算。GPS測(cè)量基線解算一般采用差分觀測(cè)值，較為常用的差分觀測(cè)值分為雙差觀測(cè)值，即由兩個(gè)GPS測(cè)量測(cè)站的原始觀測(cè)值分別在GPS測(cè)量測(cè)站和衛(wèi)星間求差后所得到的觀測(cè)值。

（三）在GPS測(cè)量技術(shù)中，要把GPS測(cè)量技術(shù)信號(hào)不好、GPS測(cè)量觀測(cè)時(shí)間短、及長(zhǎng)短邊的數(shù)據(jù)去掉，采集共同GPS測(cè)量時(shí)段、共同GPS測(cè)量波段的信號(hào)好的數(shù)據(jù)。

（四）在GPS測(cè)量技術(shù)中，進(jìn)行GPS測(cè)量基線解算。GPS測(cè)量基線解算的過(guò)程實(shí)際上主要是一個(gè)平差的過(guò)程，進(jìn)行GPS測(cè)量基線平差所采用的觀測(cè)值主要是雙差觀測(cè)值。

(五)進(jìn)行網(wǎng)平差和數(shù)據(jù)處理

在GPS測(cè)繪工程中，可以把GPS測(cè)繪基線向量作為觀測(cè)值，以它的方差陣之逆為權(quán)，計(jì)算各GPS測(cè)繪網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)并評(píng)定其精度。另外，要做好GPS測(cè)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(cè)繪網(wǎng)平差期望精度，直到所有指標(biāo)滿足GPS測(cè)繪規(guī)范要求時(shí)數(shù)據(jù)處理才算完成。

結(jié)束語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

[1]韋友源.信標(biāo)差分RBNDGPS技術(shù)在海洋測(cè)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(cè)繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：海洋測(cè)量；測(cè)量技術(shù)；現(xiàn)狀與展望

中圖分類號(hào)：P229文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

引言：

海洋測(cè)量主要是為了精密測(cè)定和描述海洋幾何場(chǎng)和物理場(chǎng)的重要參數(shù)，從而為人類開(kāi)發(fā)海洋，利用海洋資源的活動(dòng)服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是衛(wèi)星技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息獲取手段的改進(jìn)和發(fā)展，海洋測(cè)量突破了傳統(tǒng)單一的海道測(cè)量范圍，相繼出現(xiàn)了相對(duì)獨(dú)立的海洋控制測(cè)量、海洋工程測(cè)量、海底地形測(cè)量、海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量等。

1.海洋測(cè)量的現(xiàn)狀

海洋測(cè)量按性質(zhì)可劃分為物理海洋測(cè)量和幾何海洋測(cè)量?jī)深悺?/p>

1.1物理海洋測(cè)量

物理海洋測(cè)量是對(duì)海洋底部地球引力場(chǎng)和磁力場(chǎng)等物理場(chǎng)性質(zhì)的測(cè)量。海洋測(cè)量必須以海洋物理知識(shí)作為基礎(chǔ)，其主要測(cè)量方法有海洋地震測(cè)量、海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量和海底熱流測(cè)量4種，此外，海洋電法測(cè)量和海底放射性測(cè)量尚處于試驗(yàn)階段。物理海洋測(cè)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(cè)量、海洋磁力測(cè)量及海洋水文測(cè)量。

1.1.1海洋重力測(cè)量

海洋重力測(cè)量是對(duì)海域重力加速度進(jìn)行測(cè)定。在進(jìn)行重力測(cè)量時(shí)，由于海水的不斷運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生各種干擾加速度，受到的主要擾動(dòng)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(lái)，各種高新技術(shù)在海洋測(cè)量中的應(yīng)用，海洋重力測(cè)量的技術(shù)水平有了較大提高：重力儀測(cè)量系統(tǒng)的主體技術(shù)不斷改進(jìn)，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(cè)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(tái)的靈敏度、穩(wěn)定性和使用壽命；衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的不斷推廣，提高了重力測(cè)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(tái)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(cè)量

海洋磁力測(cè)量是對(duì)海上地磁要素進(jìn)行測(cè)定。海洋磁力測(cè)量按照測(cè)量?jī)?nèi)容可分為海洋磁力儀和海洋磁力梯度儀。早期時(shí)，曾使用飽和式磁力儀，目前，多使用質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀、光泵磁力儀及銫光泵磁力梯度儀和質(zhì)子旋進(jìn)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(cè)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(xué)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(cè)量

海洋水文測(cè)量就是對(duì)海洋水文要素進(jìn)行測(cè)量，為水下地形測(cè)量、水深測(cè)量以及定位提供必要的海水物理、化學(xué)特性參數(shù)。隨著海洋科學(xué)的發(fā)展，在現(xiàn)代的海洋水文測(cè)量中，出現(xiàn)了多種新的觀測(cè)手段及其相應(yīng)的探測(cè)儀器。走航式溫鹽深計(jì)可以在動(dòng)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(diǎn)測(cè)量的局限。透明度儀的使用提高了觀測(cè)的精確度和準(zhǔn)確度。遙報(bào)潮位觀測(cè)和GPS在航潮位測(cè)量方法的出現(xiàn)，在很大程度上提高了潮位觀測(cè)的自動(dòng)化和精確性。目前通過(guò)測(cè)站式或ADCP測(cè)定海流的流速和流向，加快了測(cè)量速度，提高了測(cè)量精度。

1.2幾何海洋測(cè)量

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

1.2.1海洋大地測(cè)量

海洋大地測(cè)量是研究海洋大地控制點(diǎn)（網(wǎng)），確定地球形狀，研究海平面形狀的科學(xué)。海洋大地測(cè)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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)了陸-島和島-陸控制網(wǎng)的聯(lián)測(cè)，也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)離大陸水域的水上定位和水下地形測(cè)量，并將其測(cè)量成果納入與大陸相同的坐標(biāo)框架內(nèi)。海底控制網(wǎng)是通過(guò)聲學(xué)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(diǎn)為海底中心標(biāo)石，其標(biāo)志采用水下答應(yīng)器（或稱聲標(biāo)），水下答應(yīng)器的位置通過(guò)船載GPS接收機(jī)和水聲定位系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)定，即雙三角錐測(cè)量。

1.2.2海洋定位測(cè)量

海洋定位測(cè)量是海洋測(cè)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(cè)距儀的發(fā)展，可按一方位一距離極坐標(biāo)法可為近岸動(dòng)態(tài)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)快速定位。全站儀由于自動(dòng)化程度高，使用方便、靈活，當(dāng)前在沿岸、港口、水上測(cè)量中使用日益增多。GPS定位系統(tǒng)是目前海洋測(cè)量的主要定位手段。水下定位普遍采用聲學(xué)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(zhǎng)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(guó)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(shí)時(shí)三維定位問(wèn)題，并提供亞米級(jí)的定位結(jié)果。

1.2.3水下地形測(cè)量

海底地形測(cè)量，首先進(jìn)行海岸或海底平面、高程控制測(cè)量，然后進(jìn)行海底地物、地貌的探測(cè)。隨著GPS高精度定位技術(shù)在海洋測(cè)量中的應(yīng)用，水下地形測(cè)量的導(dǎo)航和定位精度得到了進(jìn)一步改善。多波束測(cè)深系統(tǒng)具有測(cè)量范圍大、速度快、精度高、自動(dòng)化等諸多優(yōu)點(diǎn)，將測(cè)深技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展到立體測(cè)圖和自動(dòng)成圖。隨著聲學(xué)、干涉技術(shù)及計(jì)算機(jī)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(xì)。遙感海底地形測(cè)量具有大面積、同步連續(xù)觀測(cè)及高分辨率和可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)，遙感技術(shù)的應(yīng)用使海底地形測(cè)量技術(shù)取得了重大進(jìn)展。

2.對(duì)海洋測(cè)量的展望

海洋是地球的一個(gè)重要部分，而我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，我國(guó)海洋測(cè)量未來(lái)主要應(yīng)向以下幾個(gè)方面發(fā)展：

2.1服務(wù)對(duì)象將向全方位、多層次服務(wù)轉(zhuǎn)化

20世紀(jì)海洋測(cè)量的服務(wù)對(duì)象主要是保障海面航行船只的安全，今后海洋測(cè)量的服務(wù)對(duì)象將不斷擴(kuò)充。海洋測(cè)量的基準(zhǔn)面也將逐步與陸地地形測(cè)量基準(zhǔn)面統(tǒng)一，建立以海洋大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面是勢(shì)在必行的，因此，未來(lái)海洋測(cè)量技術(shù)的主攻方向是：繼續(xù)研制新型精密的測(cè)量?jī)x器設(shè)備；統(tǒng)一陸地和海洋地形基準(zhǔn)面；精化海洋大地水準(zhǔn)面。隨著信息化技術(shù)的高速發(fā)展，多種海洋測(cè)量數(shù)字產(chǎn)品、數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息系統(tǒng)將集成一體，為多學(xué)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(lái)無(wú)論是信息獲取還是信息體現(xiàn)都會(huì)以多系統(tǒng)集成為主體。在信息獲取領(lǐng)域，一個(gè)系統(tǒng)多種功能的集成和多個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)集成是未來(lái)海洋測(cè)量發(fā)展的必然趨勢(shì)，將各種測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)集成在一起，會(huì)使海洋測(cè)量技術(shù)發(fā)生突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在信息表示領(lǐng)域，多源、多分辨率信息的有機(jī)集成也是發(fā)展的必然趨勢(shì)，將通過(guò)各種途徑獲取的信息有機(jī)結(jié)合起來(lái)，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(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)社會(huì)對(duì)海洋測(cè)量成果的需求將趨向動(dòng)態(tài)變化和實(shí)時(shí)性。因此，研究海洋幾何要素和物理要素的時(shí)變規(guī)律十分重要，尤其是對(duì)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(bào)的實(shí)時(shí)四維動(dòng)態(tài)顯示。目前我國(guó)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(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)的海洋測(cè)繪在理論研究、技術(shù)應(yīng)用和人才培養(yǎng)機(jī)制等方面均取得重大進(jìn)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(shí)踐，在滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)中的作用越來(lái)越重要。未來(lái)我國(guó)的海洋測(cè)繪必須進(jìn)一步拓寬領(lǐng)域、加快速度、提高精度, 在現(xiàn)勢(shì)性和時(shí)效性方面有一個(gè)重大突破, 全方位、全過(guò)程、多層次、多環(huán)節(jié)提供動(dòng)態(tài)化的信息服務(wù), 更好地為國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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

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

[3] 劉雁春,暴景陽(yáng),李明叁.我國(guó)海洋測(cè)繪技術(shù)的新進(jìn)展[J].測(cè)繪通報(bào),2007(3):1-7.

第5篇：海洋測(cè)繪技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]海洋要素垂直剖面測(cè)量系統(tǒng) 控制電路 研究

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

0引言

21世紀(jì)可以被稱作為“海洋的世紀(jì)”，海洋測(cè)量的基本理論、技術(shù)方法和測(cè)量?jī)x器設(shè)備等，同陸地測(cè)量相比，有它自己的許多特點(diǎn)。主要是測(cè)量?jī)?nèi)容綜合性強(qiáng)，需多種儀器配合施測(cè)，同時(shí)完成多種觀測(cè)項(xiàng)目；測(cè)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(dòng)態(tài)作業(yè)，測(cè)者不能用肉眼通視水域底部，精確測(cè)量難度較大。

其中海洋要素垂直剖面測(cè)量系統(tǒng)是采用水下攝影測(cè)量方法等進(jìn)行水深測(cè)量和海底地形測(cè)量。海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)是一種基于AT89C2051單片機(jī)的海洋要素垂直剖面測(cè)量系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“海馬”）的控制電路，其運(yùn)動(dòng)能量來(lái)自于波浪，上浮依靠自身浮力目標(biāo)，在國(guó)內(nèi)海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究上取得了很大突破。

1海洋要素垂直剖面測(cè)量系統(tǒng)定義

海洋要素垂直剖面測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)稱“海馬”，主要是指利用海洋無(wú)時(shí)不在的波浪能，驅(qū)動(dòng)滑行器單方向下潛運(yùn)動(dòng)，直達(dá)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(guò)程中，完成海洋要素的自動(dòng)測(cè)量和存儲(chǔ)。

海洋要素垂直剖面測(cè)量系統(tǒng)主要包括三種運(yùn)動(dòng)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(shí)，滑行器只能向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)波浪上升時(shí)，抓緊纜繩的棘爪松開(kāi)，滑行器因慣性滯留原位；當(dāng)波浪下降時(shí)，棘爪咬緊纜繩，滑行器步進(jìn)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(gè)特殊水層上，完成某些特殊海洋參數(shù)的測(cè)量。

三是，自由上浮，當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)底部時(shí)，棘爪機(jī)構(gòu)會(huì)在控制系統(tǒng)作用下打開(kāi)，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(guò)程中，位于滑行器內(nèi)的傳感器開(kāi)始測(cè)量所需海洋要素。

2“海馬”控制電路硬件設(shè)計(jì)

“海馬”控制電路的硬件設(shè)計(jì)主要包括RS-232串行通訊接口、單片機(jī)控制單元、電機(jī)啟停模塊、正翻轉(zhuǎn)控制模塊，限位開(kāi)關(guān)、機(jī)械控制、棘爪機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)和直流電源。如圖1所示，硬件設(shè)計(jì)巧妙的實(shí)現(xiàn)了“海馬”監(jiān)測(cè)海洋的三個(gè)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(dāng)單片機(jī)在5V-10V區(qū)間內(nèi)，就可以驅(qū)動(dòng)RS-232串口。

當(dāng)“海馬”滑行器在單向下潛和自由上浮的過(guò)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(guò)將會(huì)停止作業(yè)。

該模塊的單片機(jī)選用的是AT24C16型號(hào)的，是具有I2C接口的通用器件，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jìn)行有效的傳輸。

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

2.2開(kāi)關(guān)控制模板

“海馬”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制電路主要用開(kāi)關(guān)控制模板進(jìn)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(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件，驅(qū)動(dòng)功率小，噪音低，抗干擾能力強(qiáng)，具有很強(qiáng)的可靠性。

3“海馬”控制電路軟件設(shè)計(jì)

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

在整個(gè)海底作業(yè)中，“海馬”的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為單向下潛過(guò)程和自由上浮過(guò)程兩種，主要依靠單片機(jī)的程序進(jìn)行對(duì)滑行器的控制。

3.1單向下潛過(guò)程

當(dāng)“海馬”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)下潛時(shí)，單片機(jī)會(huì)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(jī)就會(huì)出發(fā)開(kāi)鎖信號(hào)，“海馬”系統(tǒng)就會(huì)自由上浮。

3.2自由上浮過(guò)程

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

4結(jié)語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)

第6篇：海洋測(cè)繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：工程測(cè)繪；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：P2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1國(guó)際測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展

隨著空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊和信息技術(shù)的快速發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展，當(dāng)前國(guó)際測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)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(guó)及組織均在升級(jí)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(shí)驗(yàn)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(guò) 1米，俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，我國(guó)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)也已投入運(yùn)營(yíng)。四大衛(wèi)星系統(tǒng)兼容且能實(shí)現(xiàn)互相操作將成為國(guó)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(cè)定三維坐標(biāo)的技術(shù)方法將測(cè)繪定位技術(shù)，從事后處理擴(kuò)展到實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)定位與導(dǎo)航，從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)，絕對(duì)和相對(duì)精度擴(kuò)展到米級(jí)、厘米級(jí)乃至毫米級(jí)。隨著重力衛(wèi)星的成功發(fā)射，地球重力場(chǎng)觀測(cè)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(cè)量觀測(cè)技術(shù)使得觀測(cè)精度和覆蓋率大大提高，這將有助于實(shí)現(xiàn)全球高程基準(zhǔn)的統(tǒng)一。此外，空間衛(wèi)星技術(shù)還與多波束測(cè)深系統(tǒng)結(jié)合形成海底地形地貌測(cè)繪新技術(shù)手段。傳統(tǒng)大地測(cè)量網(wǎng)正被日益，利用基于多種大地測(cè)量觀測(cè)手段的全球大地測(cè)量觀測(cè)系（GGOS）建設(shè)已成為發(fā)展趨勢(shì)。空間技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了航空航天遙感技術(shù)的進(jìn)步。遙感技術(shù)朝著“三多”（多傳感器、多平臺(tái)、多角度）和“四高”（高空間分辨率、高光譜分辨率、高時(shí)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(dá)到 5nm～6nm 量級(jí)，400 多個(gè)波段。遙感技術(shù)的發(fā)展為世界各國(guó)城市和鄉(xiāng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(dāng)代測(cè)繪信息的重要來(lái)源，對(duì)測(cè)繪產(chǎn)品形式的改變和地圖更新起到了極大的促進(jìn)作用。對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的小型化、衛(wèi)星組網(wǎng)和全天侯監(jiān)測(cè)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)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(dāng)前的研究熱點(diǎn)?；诰W(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算理論的 GIS 解決方案迅速出現(xiàn)，國(guó)際 GIS 軟件仍以 ArcGIS、數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。在衛(wèi)星系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，通過(guò)數(shù)據(jù)終端，單位與個(gè)人用戶將得到實(shí)時(shí)的地理信息數(shù)據(jù)。

2國(guó)內(nèi)測(cè)繪技術(shù)現(xiàn)狀

測(cè)繪信息獲取技術(shù)。我國(guó)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(dú)立運(yùn)行的覆蓋我國(guó)及周邊國(guó)家的區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。天繪一號(hào) 02 衛(wèi)星及資源三號(hào)衛(wèi)星則成功組建了我國(guó)自主高分辨率測(cè)繪遙感衛(wèi)星平臺(tái)。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，能夠快速對(duì)地質(zhì)環(huán)境信息和過(guò)時(shí)的 GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新、修正、和升級(jí)。為政府和相關(guān)部門(mén)的行政管理、土地、地質(zhì)環(huán)境治理，提供及時(shí)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(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)取得重大進(jìn)展。水下地形測(cè)量在精密多波束測(cè)深數(shù)據(jù)處理、聲線跟蹤、異常測(cè)深數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)水位和水深獲取、海床DEM 建模等方面均開(kāi)展了相關(guān)研究，多波束系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了測(cè)深從點(diǎn)到面得突破。測(cè)繪信息處理技術(shù)。測(cè)繪信息處理技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在研制自動(dòng)化、智能化的測(cè)繪與地理空間信息數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，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(kāi)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(cè)、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(shí)空數(shù)據(jù)組織與管理、時(shí)空數(shù)據(jù)建模、時(shí)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(guó)的測(cè)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(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、空間信息三維虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量網(wǎng)格系統(tǒng)、高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)一體化測(cè)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(guó)家級(jí)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收和服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大范圍高分辨率衛(wèi)星影像地形測(cè)繪技術(shù)。GeoImage、Im－ageInfo 等國(guó)產(chǎn)系列遙感軟件的誕生，為國(guó)家重大工程的順利實(shí)施提供了自主的軟件平臺(tái)和技術(shù)服務(wù)。

3國(guó)內(nèi)測(cè)繪技術(shù)的不足

美國(guó)、歐洲在測(cè)繪科技領(lǐng)域占優(yōu)勢(shì)的壓力在我國(guó)仍是長(zhǎng)期存在，主要表現(xiàn)為：在測(cè)繪基準(zhǔn)方面，我國(guó)基準(zhǔn)建設(shè)與維護(hù)仍然主要依賴國(guó)外測(cè)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(jìn)口，雖然北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入第二代建設(shè)工程，但目前仍然無(wú)法滿足地理信息的實(shí)時(shí)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(jí)人才欠缺，國(guó)際型、應(yīng)用型的高級(jí)軟件人才更為缺乏。國(guó)產(chǎn)軟件 GeoImage、ImageInfosioram 雖然提供了自主軟件平臺(tái)和服務(wù)，但整體上沒(méi)有占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)絕對(duì)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(guó)外產(chǎn)品；自主產(chǎn)權(quán)的測(cè)繪技術(shù)、裝備水平及研發(fā)能力無(wú)法有效滿足測(cè)繪發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求，關(guān)鍵設(shè)備受制于國(guó)外；國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)融合不夠，測(cè)繪科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用不夠等等。

4 測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)分析

目前，國(guó)內(nèi)外測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有如下幾點(diǎn)。

4.1攝影測(cè)量的發(fā)展經(jīng)過(guò)模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量時(shí)代，已經(jīng)于上世紀(jì)90年代進(jìn)入到數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量時(shí)代。將數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)結(jié)合，促進(jìn)了測(cè)繪生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化和自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)地面控制點(diǎn)或少地面控制點(diǎn)的航空攝影測(cè)量，擺脫了繁重的野外控制測(cè)量工作。

4.2大地測(cè)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(lái)，逐步從靜態(tài)大地測(cè)量發(fā)展到動(dòng)態(tài)大地測(cè)量，作用范圍從地球局部區(qū)域擴(kuò)展到全球，研究對(duì)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(dòng)力學(xué)機(jī)制，傳統(tǒng)大地測(cè)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(duì)大陸、海洋、大氣等地球環(huán)境的變化進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)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(xué)的發(fā)展呈現(xiàn)出多層次、多領(lǐng)域、多時(shí)態(tài)、多功能的特點(diǎn)，遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、機(jī)助制圖技術(shù)與多媒體技術(shù)的發(fā)展將使地圖制圖學(xué)的基本理論、技術(shù)方法和手段、工藝過(guò)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(jìn)入商品化生產(chǎn)的階段，隨著計(jì)算機(jī)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(jìn)。在側(cè)重信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)建立、查詢檢索、統(tǒng)計(jì)分析和自動(dòng)制圖等基本功能的基礎(chǔ)上，GIS逐步進(jìn)入開(kāi)發(fā)分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、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(cè)繪方面，海洋測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是向高精度、全覆蓋、全過(guò)程自動(dòng)化的方向發(fā)展。繼續(xù)提高海洋測(cè)繪自動(dòng)化程度，建立與海洋測(cè)量外業(yè)一體化的海洋測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，與海圖自動(dòng)制圖系統(tǒng)銜接，建立海圖數(shù)據(jù)庫(kù)，最終建立海洋測(cè)量信息系統(tǒng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前測(cè)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(gè)重要的基礎(chǔ)部分，將面對(duì)全社會(huì)，及時(shí)提供基礎(chǔ)地理信息服務(wù)，具有重大的社會(huì)意義，責(zé)任重大。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：海洋測(cè)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(hào)：TP7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(cè)繪等領(lǐng)域有著重要的意義。相比于以船只為平臺(tái)的聲納現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)技術(shù)，衛(wèi)星遙感探測(cè)技術(shù)具有連續(xù)不間斷、不受地理空間限制和探測(cè)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。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(shì)，能夠作為特殊海域地形的有效探測(cè)手段，補(bǔ)充和加強(qiáng)海洋測(cè)繪能力，對(duì)國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。水陸分割是進(jìn)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(zhǔn)確性。遙感影像分割是對(duì)圖像進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行近紅外波段的自適應(yīng)閾值法的水陸分割研究。可見(jiàn)光的紅光波段可測(cè)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(lán)光波段、綠光波段都對(duì)水體有透射能力，適合于探測(cè)淤泥質(zhì)海岸的懸浮泥沙，可用于計(jì)算無(wú)明顯解譯標(biāo)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(duì)海水和陸地的反射率差別很大，能準(zhǔn)確的提取人工岸線與基巖岸線[1]，是進(jìn)行自適應(yīng)閾值水陸分割的數(shù)據(jù)來(lái)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(shí)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(jiàn)光范圍內(nèi)，水體（這指清水）的反射率總體上比較低，不超過(guò)10%。在藍(lán)綠光波段反射率一般在4%～5%，通常采用藍(lán)綠波段的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)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(jì)特征，是一種比較簡(jiǎn)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(duì)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(jiàn)圖2）。

3 實(shí)例分析

為驗(yàn)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(jìn)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(jiǎn)潔有效，最主要的是水體光譜曲線水陸分割需要對(duì)原圖像有一定認(rèn)識(shí)，從而調(diào)整水體譜帶范圍，無(wú)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(jì)算完全由計(jì)算機(jī)完成，無(wú)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(lán)合成影像。此影像包含紅，綠，藍(lán)和近紅外四個(gè)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(duì)近紅外波段進(jìn)行水陸分割，再經(jīng)過(guò)二值圖像的形態(tài)學(xué)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(xiàn)

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第8篇：海洋測(cè)繪技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)數(shù)字地球

1993年和1994年美國(guó)先后以總統(tǒng)令的形式提出建立"國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施"(NII)，即通稱的信息高速公路，以及"國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施"(NSDI)，這是進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì)信息化，搶占信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的制高點(diǎn)和主動(dòng)權(quán)的重大戰(zhàn)略步驟，時(shí)隔五年，這一計(jì)劃的實(shí)施初見(jiàn)成效，刺激了美國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，于是去年又以美國(guó)副總統(tǒng)演講形式推出數(shù)字地球的概念和構(gòu)想，并計(jì)劃到2020年試圖達(dá)到地球信息化的最終目標(biāo)，亮出了美國(guó)這一近期全球信息戰(zhàn)略的底牌。由美國(guó)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(xué)術(shù)界熱點(diǎn)話題。中國(guó)學(xué)者尤其在地學(xué)界也作出了積極的反應(yīng)，不論從科學(xué)技術(shù)的角度還是從國(guó)家利益的角度，中國(guó)要準(zhǔn)備迎接這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，已成共識(shí)。作為測(cè)繪學(xué)科，測(cè)繪行業(yè)反應(yīng)更顯強(qiáng)烈，數(shù)字地球概念為測(cè)繪事業(yè)發(fā)展提供了新的機(jī)遇和更高層次的發(fā)展前景。這里我們想就現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)的發(fā)展從學(xué)科的觀點(diǎn)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(cè)繪學(xué)的現(xiàn)展

空間技術(shù)，各類對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星使人類有了對(duì)地球整體進(jìn)行觀察和測(cè)繪的工具，好象可以把地球擺在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(jì)算機(jī)、信息、通訊等技術(shù)發(fā)展起來(lái)的3S技術(shù)（GPS、RS、GIS）在測(cè)繪學(xué)中的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用，使測(cè)繪學(xué)從理論到手段都發(fā)生了根本的變化。測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)采集技術(shù)已由遙感衛(wèi)星或數(shù)字?jǐn)z影獲得的影像所代替，測(cè)繪人員在室內(nèi)借助高速高容量計(jì)算機(jī)和專用配套設(shè)備對(duì)遙感影象或信號(hào)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)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(huì)使用的專用地圖等測(cè)繪產(chǎn)品。我國(guó)960萬(wàn)平方公里國(guó)土的國(guó)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(cè)繪業(yè)的體力勞動(dòng)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(cè)繪產(chǎn)品從單一紙質(zhì)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榇疟P(pán)和光盤(pán)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳真)，測(cè)繪產(chǎn)品的形式和服務(wù)社會(huì)的方式由于信息技術(shù)的支持發(fā)生了很大變化，進(jìn)入了信息化的發(fā)展。當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)所有制成份和運(yùn)行體制的改革，需要開(kāi)放民用國(guó)家測(cè)繪產(chǎn)品；從技術(shù)方面看，西方國(guó)家衛(wèi)星測(cè)地技術(shù)可制作全球幾乎任一地區(qū)1米分辨率(相當(dāng)1∶1萬(wàn)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(guó)家坐標(biāo)系，中、小比例尺國(guó)家地圖的保密價(jià)值已大大降低；對(duì)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(chǎng)模型已足夠用于他們的遠(yuǎn)程戰(zhàn)略導(dǎo)彈發(fā)射。目前全球高階重力場(chǎng)模型(如EGM96)分辨率已達(dá)50公里，已接近我國(guó)現(xiàn)有重力數(shù)據(jù)的分辨率，其保密價(jià)值也需要重新評(píng)估。這一形勢(shì)使絕大部份測(cè)繪產(chǎn)品可以作為普通商品服務(wù)于全社會(huì)，測(cè)繪業(yè)從單一國(guó)家事業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣?huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)，這無(wú)疑為測(cè)繪學(xué)的發(fā)展注入了新的活力和擴(kuò)大了發(fā)展空間，這也是一個(gè)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(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和信息技術(shù)為支柱的測(cè)繪高新技術(shù)日新月異的迅猛發(fā)展，測(cè)繪學(xué)的理論基礎(chǔ)、測(cè)繪工程的技術(shù)體系、其研究領(lǐng)域和學(xué)科目標(biāo)，正在適應(yīng)新形勢(shì)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(dòng)力，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)求發(fā)展，測(cè)繪業(yè)已成為一項(xiàng)重要的信息產(chǎn)業(yè)。它的服務(wù)范圍和對(duì)象也在不斷擴(kuò)大，不僅是原來(lái)的單純從控制到測(cè)圖，為國(guó)家制作基本地形圖的任務(wù)，而是擴(kuò)大到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中與空間數(shù)據(jù)有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。它必將隨著21世紀(jì)更加成熟的信息化社會(huì)的到來(lái)向更高層次發(fā)展，在未來(lái)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(cè)繪學(xué)

地球上一切事件都發(fā)生在一定的空間位置，人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所需要的信息絕大部分(約80%)都與地理位置相關(guān)。中國(guó)21世紀(jì)議程62個(gè)優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目中，約有40個(gè)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(duì)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(shí)現(xiàn)信息資源的共享和合理使用，為人類認(rèn)識(shí)、改造和保護(hù)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(biāo)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(cè)量控制框架(國(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)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(cè)繪業(yè)本身的"專職"，但又對(duì)測(cè)繪學(xué)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(yùn)行，要求開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)、效率高的因特網(wǎng)GIS軟件。這表明還要大力發(fā)展測(cè)繪產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)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(dāng)然其中寬帶高速問(wèn)題需要國(guó)家投資在NII中解決。數(shù)字地球構(gòu)想的另一個(gè)高技術(shù)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)模型。目前發(fā)展起來(lái)的全數(shù)字化攝影測(cè)量就能夠利用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或工作站，對(duì)數(shù)字化影象進(jìn)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(duì)多種測(cè)繪產(chǎn)品和普通用戶提供虛擬模型甚或虛擬現(xiàn)實(shí)模型，則是要進(jìn)一步研究和發(fā)展的。數(shù)字地球是對(duì)真實(shí)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(dá)，這里強(qiáng)調(diào)了統(tǒng)一性和整體性，要求全球多源數(shù)據(jù)無(wú)縫無(wú)邊的連結(jié)和整合。從空間數(shù)據(jù)框架來(lái)說(shuō)，其統(tǒng)一性和整體性是由大地測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)和給予保證的。大地測(cè)量是傳統(tǒng)測(cè)繪的基礎(chǔ)，對(duì)當(dāng)前信息化測(cè)繪和構(gòu)建未來(lái)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(biāo)參考框架(如ITRF)；全球統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)，即統(tǒng)一定義和使用的大地水準(zhǔn)面；全球統(tǒng)一的重力測(cè)量基準(zhǔn)(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(cè)繪成果，特別是國(guó)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(cè)量提出了更高更緊迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各國(guó)保持和維護(hù)各自的地心參考框架的基本技術(shù)，但局部坐標(biāo)到全球坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換目前還難于達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的精度；全球高程系統(tǒng)的統(tǒng)一問(wèn)題，大地測(cè)量學(xué)家經(jīng)過(guò)幾十年的研究，目前還是一個(gè)未能解決的難題，最終要通過(guò)全球重力數(shù)據(jù)，特別是新一代衛(wèi)星重力計(jì)劃和衛(wèi)星海洋測(cè)高計(jì)劃在國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn)。

海洋占全球面積的70%，海洋將是21世紀(jì)資源開(kāi)發(fā)的主要競(jìng)爭(zhēng)空間，海洋動(dòng)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(mén)"。數(shù)字地球向海洋測(cè)繪提出了挑戰(zhàn)。從全球來(lái)說(shuō)，目前海洋的精細(xì)測(cè)繪基本上還是空白，多波束測(cè)深技術(shù)的發(fā)展加速了各國(guó)領(lǐng)海海底地形的測(cè)繪，但要將陸地坐標(biāo)參考框架以相近的精度擴(kuò)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(zhǔn)不能用水準(zhǔn)測(cè)量傳遞到海洋，在衛(wèi)星測(cè)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(zhǔn)，精度可達(dá)米級(jí)，和多波束測(cè)深精度相當(dāng)。但廣大的開(kāi)闊深海的海底地形測(cè)繪不可能用船載測(cè)深儀完成，用衛(wèi)星測(cè)高結(jié)合重力數(shù)據(jù)(低階或中階重力場(chǎng)模型)反演海底地形，目前試驗(yàn)精度可達(dá)10-100米。數(shù)字地球?qū)⒁蠛Ｑ鬁y(cè)繪技術(shù)有新的突破。

測(cè)繪學(xué)由于其技術(shù)的突破已日益向相關(guān)地學(xué)領(lǐng)域滲透。大地測(cè)量更成為研究地球動(dòng)力學(xué)(包括海洋動(dòng)力甚至大氣動(dòng)力)的重要技術(shù)手段，GPS監(jiān)測(cè)已能提供全球板塊運(yùn)動(dòng)和地殼形變精密數(shù)據(jù)，可用于研究地學(xué)災(zāi)害(地震、滑坡和火山爆發(fā)等)的預(yù)測(cè)；GPS已可以和VLBI相近的精度和頻譜分辨率監(jiān)測(cè)地球自轉(zhuǎn)的變化，由此研究地球深部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力過(guò)程及全球變化；專題GIS也成為環(huán)境災(zāi)害問(wèn)題分析預(yù)測(cè)工具。數(shù)字地球最重要的功能之一是為解決21世紀(jì)人類面臨的環(huán)境和災(zāi)害問(wèn)題提供一個(gè)可供觀察、分析、模擬和預(yù)測(cè)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(dòng)態(tài)數(shù)字地球的提法，因?yàn)槿祟愂巧钤诓粩噙\(yùn)動(dòng)變化的地球上。現(xiàn)在在全球性的觀測(cè)中，各種對(duì)地觀測(cè)新技術(shù)已可能連續(xù)快速獲取地球表面（或淺層）隨時(shí)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(cè)繪學(xué)或者說(shuō)測(cè)繪業(yè)則應(yīng)當(dāng)利用3S技術(shù)結(jié)合合成孔經(jīng)雷達(dá)干涉技術(shù)（INSAR）以及其他新技術(shù)（如衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)等）對(duì)地進(jìn)行觀測(cè)，為構(gòu)建活數(shù)字地球提供描述地球動(dòng)態(tài)變化的地理信息產(chǎn)品。

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

三、測(cè)繪學(xué)和地球空間信息學(xué)

在本文第一部分已談及測(cè)繪學(xué)在新的技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下的現(xiàn)展趨勢(shì)。從現(xiàn)代信息論的觀點(diǎn)看，測(cè)繪學(xué)本質(zhì)上就是一門(mén)關(guān)于地球空間信息的學(xué)科，傳統(tǒng)的測(cè)繪受地面測(cè)量技術(shù)、時(shí)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(shí)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(zhǎng)，已不能滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)和全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的多種需要。信息技術(shù)加快了人類社會(huì)的運(yùn)行速度。測(cè)繪學(xué)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(xué)科，它的學(xué)科內(nèi)涵發(fā)生了巨大的變化，因此如何界定測(cè)繪學(xué)的含義，已是世界各國(guó)測(cè)繪工作者所關(guān)注的問(wèn)題。于是從90年代開(kāi)始，國(guó)際上將測(cè)繪學(xué)（SurveyingandMapping）更改為一個(gè)新詞，以準(zhǔn)確反映學(xué)科實(shí)質(zhì)，Geomatics一詞由此應(yīng)運(yùn)而生。隨后，有關(guān)Geomatics的提法在我國(guó)學(xué)術(shù)界，主要是地學(xué)界成為熱門(mén)話題，由于對(duì)其含義理解不同，其中文譯名也是五花八門(mén)，現(xiàn)在將它譯成"地球空間信息學(xué)"，已基本得到認(rèn)同。不管人們對(duì)Geomatics的含義如何理解，但根據(jù)ISO的標(biāo)準(zhǔn)定義和國(guó)際測(cè)繪聯(lián)合會(huì)（IUSM）對(duì)"測(cè)繪學(xué)"的定義，兩者的含義是基本類同的，只不過(guò)Geomatics所涉及的地球空間信息的范圍更寬一些。Geomatics更準(zhǔn)確地描述了測(cè)繪學(xué)在現(xiàn)代信息〖CD2〗通訊社會(huì)中的地位和作用，適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)地球空間信息的極大需求的特點(diǎn)，因而發(fā)展和提高了測(cè)繪學(xué)的研究和工作領(lǐng)域，符合現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)發(fā)展的實(shí)際?，F(xiàn)代測(cè)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(cè)，測(cè)繪的范圍擴(kuò)展到整個(gè)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(chǎng)的測(cè)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，使地球空間信息學(xué)科的理論和技術(shù)體系比傳統(tǒng)的測(cè)繪學(xué)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(shí)施，測(cè)繪學(xué)面臨一個(gè)歷史性的發(fā)展新機(jī)遇，傳統(tǒng)的或現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)將以地球空間信息學(xué)的新面目立于地球科學(xué)分支學(xué)科之林，以更強(qiáng)的活力向前發(fā)展，前景良好。

四、建議

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

1.盡快統(tǒng)一我國(guó)大地定位參考框架的建設(shè)，對(duì)近年來(lái)由各個(gè)部門(mén)獨(dú)立建立的各等級(jí)GPS定位網(wǎng)進(jìn)行必要的聯(lián)測(cè)和統(tǒng)一整體平差，此舉可望進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)家級(jí)的大地定位框架；

2.將沿海各部門(mén)100多個(gè)驗(yàn)潮站統(tǒng)一組織GPS聯(lián)測(cè)，精密確定各驗(yàn)潮站水位標(biāo)尺零點(diǎn)的大地高，填補(bǔ)陸海相接地帶重力測(cè)量空白。此舉為統(tǒng)一陸海大地水準(zhǔn)面，建立海洋高程基準(zhǔn)，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(guó)領(lǐng)海擴(kuò)展的方案，著手建立我國(guó)包括海域的廣域差分GPS定位系統(tǒng)；

4.盡快完成重建我國(guó)重力基本網(wǎng)，發(fā)展航空重力測(cè)量系統(tǒng)，加密西部地區(qū)重力測(cè)量和GPS水準(zhǔn)，加大力度支持對(duì)衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)的利用，為下世紀(jì)確定我國(guó)亞分米級(jí)或厘米級(jí)大地水準(zhǔn)面作好數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，建立可在因特網(wǎng)上運(yùn)行的新的重力數(shù)據(jù)庫(kù)；

第9篇：海洋測(cè)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(lái)，極大地推動(dòng)了電子海圖的發(fā)展，推動(dòng)了航海技術(shù)的進(jìn)步。盡管S57有許多優(yōu)點(diǎn)，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(méi)有被GIS領(lǐng)域廣泛接受，維護(hù)機(jī)制不靈活，不能支持未來(lái)發(fā)展需要（例如網(wǎng)格化水深，時(shí)變信息應(yīng)用）等。為此，IHO組織借鑒了S57開(kāi)發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)了S100《通用海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)模型》，同時(shí)組織開(kāi)發(fā)基于S100標(biāo)準(zhǔn)的S10X系列海洋測(cè)繪專題標(biāo)準(zhǔn)，S101就是基于S100開(kāi)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(dòng)態(tài)要素FEATURE（S57中稱為物標(biāo)OBJECT）和圖示表達(dá)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(kāi)放，功能更加豐富，表達(dá)更加完美。為了使全球電子海圖盡快采用新的標(biāo)準(zhǔn)，IHO組織制定了S101實(shí)施時(shí)間表（見(jiàn)圖1）。為了使我們的電子海圖產(chǎn)品能緊跟IHO發(fā)展計(jì)劃，我們必須及時(shí)掌握新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展方向和特點(diǎn)，本文就S101標(biāo)準(zhǔn)下的電子海圖與S57標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)下的ENC與S57標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(hào)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(biāo)識(shí)符各部分的意義如下：

CC - 前兩個(gè)字符為機(jī)構(gòu)。

第三個(gè)到第十個(gè)字符是可選的，可以被生產(chǎn)者隨意使用，用來(lái)標(biāo)識(shí)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(kāi)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(zhǎng)度不再是固定不變的，而是從3-10位字符可變長(zhǎng)度。

在S57中由于受當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)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(duì)不得大于200KB。

2.2 ENC在ECDIS上加載和顯示策略的差異

在S57標(biāo)準(zhǔn)中電子海圖的加載和顯示策略主要通過(guò)數(shù)據(jù)單元的航海用途、編輯比例尺和物標(biāo)最小比例尺的設(shè)置進(jìn)行控制。ECDIS廠商會(huì)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(shí)顯示效果會(huì)有一些差異。給用戶帶來(lái)了一些不便。

在S101標(biāo)準(zhǔn)中，為了改進(jìn)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(shí)取消了ENC航海用途的設(shè)置。一個(gè)數(shù)據(jù)集的比例范圍用來(lái)指示生產(chǎn)者想要數(shù)據(jù)在哪一個(gè)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(dāng)瀏覽比例比minimum Display Scale小時(shí)，在Data Coverage要素中的地球表面要素不會(huì)被顯示。當(dāng)瀏覽比例大于maximum Display Scale時(shí)，在Data Coverage要素中的地球表面物標(biāo)會(huì)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(gè)比例范圍（見(jiàn)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(gè)生產(chǎn)者參與，也必須遵循該原則。除非是約定鄰接國(guó)家的數(shù)據(jù)邊界，即很難達(dá)成一種完美的連接，可用一個(gè)5米的重疊緩沖區(qū)來(lái)解決。在這種情況下，數(shù)據(jù)間不可以有裂縫。

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

s-101同時(shí)規(guī)定了一個(gè)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(huà)。

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(shí)，恰當(dāng)?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(jìn)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(jìn)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(shuō)，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(dú)一個(gè)數(shù)據(jù)集去加載，則必須在它的maximum Display Scale下顯示，也就是說(shuō)，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(guò)4種場(chǎng)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(biāo)示它們，見(jiàn)圖3、圖4、圖5和圖6。

圖6 場(chǎng)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(shí)就給予明確。便于ENC制作方在制作ENC時(shí)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(shí)，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(jiǎn)潔，在S101增加了制圖物標(biāo)的使用及對(duì)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(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，這些面要素的海岸邊緣沒(méi)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(duì)時(shí)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(jìn)行顯示，不應(yīng)該由潮汐高度進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)際水深的利用率。

3 結(jié)語(yǔ)

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(kāi)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(biāo)準(zhǔn)的，但今后生產(chǎn)基于S101標(biāo)準(zhǔn)的電子海圖產(chǎn)品將是大勢(shì)所趨，因此今后我們需密切跟蹤S10X系列標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)準(zhǔn)確掌握新標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，為今后生產(chǎn)更加符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的電子海圖做好前期準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)

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