海洋测绘-2016注册测绘师培训讲义

海洋测绘,2016注册测绘师考试强化培训,（一）考试所占比重分析,1.测绘综合能力(120分),2.测绘案例分析（120分）案例分析一般结合大地测量，工程测量出题，2012201320142015均有涉及，分值5-6分左右,内容,海洋测绘基本要求第一章海洋测绘基础第二章海洋测量第三章海图制图真题解析,海洋测绘大纲基本要求,1-根据项目要求，确定海洋测绘内容，进行技术设计。*2-根据技术设计，实施海洋控制测量，并进行测区深度基准面的联测传递。*3-根据技术设计，实施海洋定位、水深测量，并对测深结果进行必要改正，获得海道和海底地形测量成果。*,要点：海洋测绘内容、海洋测绘基准、海洋测绘方法。,要点：海洋控制测量深度基准基准传递。,要点：海洋定位方法测深方法与改正。,海洋测绘大纲基本要求,4-根据技术设计，确定海图的类型和投影方式，进行海图制图综合，并按照海图图饰制作海图。*5-根据海洋测绘项目特点和要求，对项目过程质量进行控制，并对项目成果进行整理、检查、验收和归档。,海洋测绘规范,GB123201998中国航海图编绘规范GB123271998海道测量规范GB/T50138-2010水位观测标准GB/T17834-1999海底地形图编绘规范,海洋测绘备考建议,明确基本概念海洋测量方法提炼重点内容把握技术指标做题方法训练,第一部分海洋测绘基础概述海洋测绘基准*海洋测绘方法海图*,海洋测绘是海洋测量和海洋制图的总称。其任务是对海洋及其邻近陆地和江河湖泊进行测量和调查，获取海洋基础地理信息，编制各种海图和航海资料。任务：通过对海面水体和海底进行全方位、多要素的综合测量，获取大气、水文以及海底等信息数据，并绘制成专题图。分类：由海道测量开始，包括海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量特点：实时性，海底地形地貌的不可视性，测量基准的变化性，测量内容的综合性,海洋测绘的定义：,一、概述,1.海洋测绘基准基准包括：大地基准、高程基准、深度基准、重力基准。海道测量平面基准：CGCS2000投影：采用高斯投影和墨卡托投影垂直基准：分为陆地高程基准和深度基准。陆地高程基准：1985年国家高程基准;（离陆地远的岛礁-当地平均海面）深度基准：采用理论最低潮面（弗拉基米尔斯基理论最低潮面）*重力基准：2000国家重力基准,二、海洋测绘基准,定位为海洋表面、水体和水底各种标志位置的确定服务。在海洋中对航行中的船舶的定位主要采用GPS卫星定位的方法。单点定位信标定位精密定位RTKPPKPPP,天文和光学定位（交会法、极坐标法）无线电定位（岸台：圆圆、双曲线定位）卫星定位水声定位（水下声标）,三.海洋测绘方法,验潮,目的：为了确定各验潮站的多年平均海水面、深度基准和各分潮的调和常数为了获得测深时刻测得深度的水位改正数,测深,测深杆测深锤回声测深仪机载激光测深系统,测深,3.海洋测量技术设计步骤：收集分析资料、初步设计、实地勘察、技术设计书编制。内容：测量目的和测区范围确定测量比例尺和划分图幅、技术方法和仪器设备测量工作技术保障措施编写技术设计书和绘制相关附图。,四、海图,海图描绘对象：海洋及其毗邻的陆地。海图要素：数学要素、地理要素和辅助要素三大类。（1）数学要素：海图投影及与之有关的坐标网、基准面、比例尺等。（2）地理要素：海图符号系统和注记。分为海域要素和陆地要素两类。（3）辅助要素是辅助读图和用图的说明或工具性要素。例如海图的接图表、图例、图名、出版单位、出版时间等。,海图分幅：原则是保持制图区域、航线的相对完整。尽量减少图幅数量的自由分幅方法。一般设计为全张图，尺寸980X680mm，最大不超过1020X700mm。,海图制作的数学基础（坐标系、投影、比例尺）坐标系：我国采用2000系，国际采用WGS-84。投影：航海图采用墨卡托投影（投影后具有等角航线为直线特性）选择制图区域中央纬度为基准纬度，对于1：2万以上大比例尺图可采用高斯投影，高纬度（75）采用日晷（gui）投影。,1.（2011年）干出礁高度从（）起算。A.理论深度基准面B.当地平均海面C.平均大潮低潮面D.理论大潮高潮面答案A解析海洋测量深度基准。干出礁是指平均大潮高潮面以下，海图深度基准面以上的孤立礁石，在GB123191998中国海图图式中用下附横线的数字表示干出（礁）高度，是指深度基准面以上的礁顶高度。（2012年）中国沿海地区深度基准目前采用的是()。A.当地平均海面B.海洋大地水准面C.平均大潮高潮面D.理论最低潮面答案D解析海洋测绘的深度基准。1956年以后我国采用理论最低潮面作为海图深度基准面。.（2013年）我国海洋测绘深度基准采用的是（）。A.大地水准面B.平均海水面C.理论最低潮面D.似大地水准面答案C解析海洋测绘的深度基准。1956年以后我国采用理论最低潮面作为海洋测绘深度基准面。,模拟题,1.海道测量以（）作为深度基准面。A.大地水准面B.理论最低潮面C.参考椭球面D.平均大潮面2-海道测量的平面基准通常采用（）。A.北京54坐标系B.西安80坐标系C.2000国家大地坐标系D.WGS84坐标系3-在助航标志测量中，灯塔、灯桩的灯光中心高度从（）起算。A.理论最低潮面B.似大地水准面C.大地水准面D.平均大潮高潮面4-（2015年）现行规范规定，下列图幅尺寸中，不属于海道测量中水深测量标准图幅尺寸的是（）。A.40cm50cmB.50cm70cmC.70cm100cmD.80cm110cm,第二部分海洋测量,技术设计控制测量平面高程海洋测量定位水文观测水深测量海道和海底地形测量,二、控制测量：1-平面控制测量：方法：三角测量、导线测量和GPS测量海道测量控制点按平面控制精度分为：海控一级点(以H1表示)海控二级点(以H2表示)测图点(以Hc表示),2-根据技术设计，实施海洋控制测量，并进行测区深度基准面的联测传递。,各项要求与限差参见表2-1和表2-2。海洋测量控制点等级表2-1,海洋测量控制点精度要求表2-2卫星定位精度要求：1，主控点：不超过10cm，1/10万2，次控点：不超过50cm，1/1万。,2-高程控制测量,方法：几何水准测量、测距高程导线、三角高程测量、GPS高程测量基本方法：三角高程GPS高程测量三角高程可代替三角高程，垂直对向观测三角高程的起算点需进行水准联测水准联测：必须起闭与国家等级水准点GPS高程测量，平坦地区：已知水准点不少于4个，间隔不超过15km；困难地区：不少于3个。,我国采用理论最低潮面作为（海图）深度基准面。基于深度基准面的海底深度计算公式：D(x,y)=h(x,y,t)-T(x,y,t)海底深度=瞬时测深-瞬时海面高,3.深度基准面的确定与传递*,短期验潮站和临时验潮站深度基准面计算与传递：几何水准测量法；潮差比法；最小二乘曲线拟合法；四个主分潮与L比值法。,2.深度基准面的确定与传递,真题解析,（2014年）海道测量的主要工作任务有（ABDE）。A.获取海底地貌B.获取底质情况C.监测海床变化D.海岸地形测量E.海水水深测量,（2012年）现行海道测量规范规定，可直接用于测图比例尺为1:2000水深测量的平面控制点是()。A.海控一级点B.海控二级点C.测图点D.图根点,（2012年）某地区为海岛综合开发建设，利用现有二等大地控制网成果，布设了覆盖沿海岛屿的C级GPS网，并与验潮站网进行了水准联测。问题1.在海岛验潮站附近选择GPS点点位应注意哪些事项？2.计算该三边同步环的平均边长（结果取至0.01km）及各坐标分量闭合差W_X、W_Y、W_Z的限差（结果取至0.1mm）。3.计算暗礁B的大地高和基于国家高程基准的高程（列出计算步骤，结果取至0.001m）。2.计算三边同步环的平均边长。首先计算基线测量中误差：因为三边同步环的坐标闭合差W_s的限差为3/5=6mm，得到=10mm。然后计算平均边长：由基线测量中误差公式=(a2+(b10(-6)D)2)（D为基线边长，km），根据题意a=5mm、b=1，得到D=8.66km。计算各坐标分量闭合差W_X、W_Y、W_Z的限差：W_X=W_Y=W_Z=3/5=3.5mm。,根据题意，海岛验潮站附近GPS点A正常高HA正常=1.986m，基于深度基准面的高程HA深=4.434m，该区域高程异常=0.776m。由深度基准面、平均海水面、水深之间的空间关系：L=HA深-HA正常=4.434-1.986=2.448mHB深=1.200mHB正常=-(HB深+L)=-(1.200+2.448)=-3.648mHB大地=HB正常+E=-3.648+0.776=-2.872m,基于深度基准面的海底深度计算公式：D(x,y)=h(x,y,t)-T(x,y,t)+改正数海底深度=瞬时测深-瞬时海面高DB=16.7-(4.5-1)+2=15.2m15m达到设计水深。,模拟题,1，短期验潮站和临时验潮站深度基准面的确定不能采用的方法（）。A潮差比法；B平行线法；C水准法；D最小二乘曲线拟合法。2，为了正确表示海底地形，需要将瞬时海面测得的深度，计算至深度基准面起算的深度，这一归算过程称为（）：A吃水改正；B姿态改正；C潮位改正；D测深改正。3，海控一级点的相对相邻起算点的点位中误差不能超过（）：A0.2m；B0.3m；C0.5；D0.7。,三、海洋测量定位定义：海洋定位是利用两条以上的位置线，通过图上交会或解析计算的方法确定海上某点位置。海上位置线分为方位、角度、距离、距离差位置线。海洋定位常用方法：光学定位（前方交会、后方交会、侧方交会、极坐标法）无线电定位（测距法（圆-圆定位）、测距差（双曲线法）卫星定位（位置差分、伪距差分、相位平滑、伪距差分、相位差分）水声定位（船台设备和水下声学应答器基阵）,四水文观测,四、水文观测（海水温度、盐度、密度、潮汐、潮流等水文观测主要内容有3项：潮汐观测：白天涨落为潮；夜间为夕。潮流观测、声速观测,1-潮汐观测观测手段水尺验潮井式验潮超声波验潮压力式验潮GPS潮位观测卫星遥感潮位观测,验潮井,38,验潮站类型：长期验潮站：用于计算平均海面，需有2年以上连续的水位资料短期验潮站：弥补长期站的不足，应有30天以上连续的水位资料临时验潮站：用于进行水位改正，应有3天以上连续的同步水位资料海上定点验潮站：用于推算平均海面、深度基准、瞬时水位，并提供水位改正潮汐调和分析目的：计算分潮调和系数潮流按照流向的变化可分为：往复式潮流、回转式潮流。,2-海洋声速测量*目的：对测深数据进行声速改正；确定声线在水中的传播方向和路径。影响海洋中声波传播速度的因素：海水温度；海水盐度；压强（深度），其中温度的变化对声速的影响最大。,3、海流观测（1）潮流现象1）海水受月球和太阳的作用产生周期性运动，其中垂直运动称为潮汐；水平流动称为潮流。2）根据潮流流向划分：涨潮流：由外海经内海向港湾流动；落潮流：由港湾流向外海；转流：涨潮流与落潮流转化时流速为零。3）根据潮流流向的变化划分：往复式潮流：涨潮流与落潮流流向相差180，且流速有变化；回转式潮流：潮流方向和速度，随时间不断变化。,2）潮流观测1）验流点（观测地点）：锚地；港口和航道入口及转弯处、水道或因地形条件影响流向流速改变的地段，流速流向仪、声学多普勒流速剖面仪。2）观测内容：流速；流向。3）观测依据的规范海道测量规范（GB12327-1998)海港水文规范（JTJ213-98）,水深测量方法：单波束测深（单频、双频）点测量多波束测深面测量机载激光测深面测量,五.水深测量,43,（1）测量方法（2）水深测量限差（3）测深线布设（4）水深数据的筛选,1-单波束测深（点测量）设经历时间为t，换能器的吃水深度D，则换能器表面至水底的距离(水深)H为：,44,为了求得实际正确的水深而对回声测深仪实测的深度数据施加的改正数称为回声测深仪总改正数。回声测深仪总改正数的求取方法主要有校对法和水文资料法。校对法适用于小于20米的水深测量。为综合改正。水文资料法适用于水深大于20米的水深测量，包括：吃水改正换能器基线改正转速改正声速改正,1)-多波束参数校正导航延迟校准测试特征地物，往返测量，距离、速度，计算延迟横摇校准测试平坦地形，往返测量，地形相交，计算交叉角纵摇校准测试斜坡海床，往返测量，往返测量同一地物偏移量，根据偏移量和水深计算偏角。艏偏校正选择孤立点，两侧布设平行测线，50%公共覆盖区，根据两次测量的孤立点位移及孤立点到测线距离计算艏偏角。,2）-多波束测深数据处理,测深数据编辑（对象是水深值）方法：投影法：测线前进正交测线方向垂直投影曲面拟合法：,3-机载激光测深（LIDAR）LIDAR:集激光+GPS+INS+POS，用于获得数据并生成精确的DEM。优势在于对大范围、沿岸岛礁海区、不可进入地区、植被下层、地面与非地面数据的快速获取。缺陷在于对水质要求较高。,飞机上向海面发射两种波段的激光，一种为红光，波长为1064nm，海水反射；另一种为绿光，波长为523nm，透射;,测深能力一般都在50米左右，精度在0.3米左右，探测目标2m2。,4-测线布设：测线间隔测线方向,测深线分为主测深线和检查线主测深线方向应垂直等深线的总方向;对狭窄航道，测深线方向可与等深线成45度角。单波速主测线间隔为图上10mm多波速测线一般要求至少有20%的重叠,5-水深改正和精度要求,吃水改正姿态改正声速改正水位改正测深改正,海道测量除获得水深、水文等基本信息外，还要对影响船舶航行和锚泊的其他要素进行观测。包括：1障碍物探测2助航标志测量3底质探测4滩涂及海岸地形测量,六海道和海底地形测量,1障碍物探测探测内容：礁石；沉船；浅地等探测方法：侧扫声纳探测；多波束探测；单波束加密探测；扫海具扫测；磁力仪探测等探测要求：各类障碍物至少有一组多余观测，且其位移值不得大于5米；取中数作为最终位置,2助航标志测量助航标志：浮标、定向信标、灯塔、灯桩、导标、无线电定位系统等助航标志作用：确定航道方向，反映航道宽度，标示航道上的水下航行障碍物，引导船舶安全航行（1）陆上助航标志测量1）位置测定：常规测量方法，要求按测图点精度；天然目标精度可放宽一倍，两次互差2米；成对标志，其中一点必须设站观测。2）高度测定：灯塔、灯桩的灯光中心高度从平均大潮高潮面起算；需测底部高程。,（2）水上浮标测量测定平流时的位置和最大涨落潮时的旋回半径采用岸上交会法测定和测船靠近浮标直接测定3底质探测（1）定义：海底表面与浅层沉积物性质进行探测（2）对象：海底表面与浅层沉积物，如：沙、泥卵石、海草等（3）目的：获得海底表层底质分布资料（4）方法：机械式采泥器；超声波探测（5）探测密度：一般图上25cm有一底质点；航道等底质变化复杂地区一般图上49cm有一底质点；底质变化不大海区一般图上50100cm有一底质点。特殊深度和航行障碍物均应探测底质。,3底质探测（1）定义：海底表面与浅层沉积物性质进行探测（2）对象：海底表面与浅层沉积物，如：沙、泥卵石、海草等（3）目的：获得海底表层底质分布资料（4）方法：机械式采泥器；超声波探测（5）探测密度：一般图上25cm有一底质点；航道等底质变化复杂地区一般图上49cm有一底质点；底质变化不大海区一般图上50100cm有一底质点。特殊深度和航行障碍物均应探测底质。,4滩涂及海岸地形测量（1）干出滩测量1）定义：海岸线至水深零米线间的海滩（又称潮间带）2）分类：岩石滩、珊瑚滩、沙滩、丛草滩等3）测量方法：地形测量或水深测量方法；干出高度点从深度基准面起算。面积较大可采用水深测量（高潮时）和摄影测量（低潮时）相结合方法测量。,（2）海岸地形测量1）定义：海岸线位置、海岸性质、沿岸陆地和海滩地地形进行测量2）测量方法：全站仪、GNSS测量法、航空摄影测量方法等方法3）要求：海岸线以上向陆地方向测进：大于（含）1：1万比例尺为图上1cm，小于1：1万比例尺为图上0.5cm。海岸线以下测至半潮线，与水深测量图拼接，人工建筑码头地区应测量完整海岸线应实测：有滩地区按倾斜变化点算。无滩从形成海岸线的痕迹线算,（2013年）海洋潮汐观测中，岸边水位站水位观测允许偏差为（）cm。A.1B.2C.3D.4答案B解析水位观测的精度。海洋潮汐观测中，岸边水位站水位观测误差允许偏差应满足2cm，海上定点站水位观测综合误差允许偏差应满足5cm。,1-（2011年）人工观测水位时，水尺设置的要求是（）。A.水尺零点不低于平均海面B.水尺零点低于最低潮面C.水尺零点不高于平均海面D.水尺零点高于最高潮面答案B解析水位观测的方法。人工观测水位时，水尺零点低于最低潮面，使水位读数均为正值，以便观测和计算。2-（2011年）目前海道测量平面控制常用的测量方法是（）。A.三角测量B.三边测量C.导线测量D.GPS测量答案D解析海洋控制测量的方法。全球卫星导航定位是目前海上定位的主要方法，海道测量平面控制常采用GNSS测量方法。3-（2014年）使用回声测深仪测量海水深度，在置信度95%的条件下，海水深度处于30m50m区间时，测量极限误差最大为（）m。A.0.3B.0.4C.0.5D.1.0答案C解析测深精度。根据GB123271998海道测量规范规定的水深测量极限误差表可知，置信度95%条件下，海水深度处于30m50m区间时，测量极限误差最大为0.5m。,真题解析,模拟题,1，多波束参数校正包括（）。A横摇校正；B导航延迟校正；C纵摇校正；D艏偏校正；E水位校正。2，水深改正包括（）：A吃水改正；B姿态改正；C潮（水）位改正；D声速改正；E导航改正。3，使用单波束测深仪测量时，测深线布设的主要因素是（）：A测线间隔；B测线方向；C测线宽度；D测线长度；E测线密度。,(三)重点强化解析,4.根据技术设计，确定海图的类型和投影方式，进行海图制图综合，并按照海图图饰制作海图。,要点：海图类型海图投影方式海图制作流程。,第三部分海图制图,编辑设计制图综合航海图制作海底地形图制作,一、海图编辑设计1-海图总体设计：总体设计是确定海图的基本规格、内容及表示方法的过程，主要包括：1）海图图幅设计2）确定海图的数学基础3）构思海图内容与表示方法,2-制图资料收集：（1）控制测量资料：包括各类控制点的成果。（2）海测资料：包括各种实测水深、海岸地形成果及障碍物探测资料等。（3）成图资料：包括各种地图、海图、地图集、海图集等。（4）遥感图像资料：包括航空摄影测量资料和卫星遥感资料。（5）其他资料：包括各种文字、数字资料和图片资料等。资料分析的重点是资料的完备性、地理适应性、现势性、精确性和复制可能性等。根据使用情况分为3类：基本资料、补充资料和参考资料,一、海图编辑设计3-制图区域研究通过各种地图资料、文献资料、社会调查和实地勘察，对制图区域的海洋地理现象和空间分布进行分类分级。4-制图方案研究主要包括：选择海图编绘方法，确定对制图资料的加工处理、转绘的原则和方法，拟定印刷工艺方案。5-编辑文件编写对海图的性质、用途、规格、数学基础、内容及表示、精度标准、技术方法做出基本规定。,二、制图综合：制图综合：海图内容的压缩、化简和图形关系处理基本原则是表示主要的、典型的、本质的信息，舍去、缩小或不突出表示次要的信息。海图的要素重点在海部要素，陆地要素属于次要因素。制图综合方法：选取、化简、概括和移位，本节内容：1海图内容选取2形状化简3数量特征概括4质量特征概括5制图物体移位6海图要素综合原则,1海图内容选取：选取原则：表示主要的、典型的、本质的信息，即选取主要的要素，舍弃次要的要素，即确定要素的数量指标和质量指标。海图内容选取方法，主要有：资格法、定额法、平方根定律法，等。2形状化简：删除、合并和夸大3数量特征概括：具体方法有分级合并、取消低等级别和用概括数字代替精确数字三类。4质量特征概括：随着比例尺的缩小，质量特征在图上的显示趋于概略和简单，以概括的分类代替详细的分类。5制图物体移位：（形状和相邻物体关系位移）通过移位来突出反映制图物体的主要特征,制图综合：6海图要素综合原则：海岸线扩大陆地、缩小海域等深线扩浅缩深水深舍深取浅干出滩留孤合群海底底质取硬舍软航行障碍物留危险助航标志留重要,三、航海图制作,1-海图符号及分类按分布范围分为点、线、面状符号按照符号尺寸分为比例、半比例、非比例符号按符号形状与事物的关系分为正形符号和象征符号2-纸质海图制作流程分为四个阶段：编辑准备、数据输入、数据处理、图形输出。,3-电子海图制作数学基础：1)平面坐标系统：2000年国家大地坐标系或1984年世界大地坐标系(WGS-84)2)投影系统：不使用投影，以地理位置(经纬度)表示3)深度基准：中国沿海采用理论最低潮面4)陆地基准：中国内地一般采用1985年国家高程基准。5)比例尺：需要确定主比例尺,4-海图改正（1）大改正：当海图需要改正的内容较多、范围较大时，一般需要在原来海图的基础上进行改版或再版，并重新出版，原版海图作废，该项工作称为大改正。（2）小改正：当海图需要改正的内容不多、范围不大时，为保障海图的现势性和可靠性在已经出版的海图上进行改正工作，称为小改正。,四、海底地形图制作,1-海底地形图数学基础：坐标系比例尺投影深度基准高程基准（1）坐标系采用2000国家大地坐标系或世界大地坐标系（WGS-84）（2）比例尺：海底地形图的基本比例尺为1:5万、1:25万、1:100万。（3）投影：1:25万及更小比例尺图采用墨卡托投影；大于1:25万比例尺图采用兰勃特等角圆锥投影。（3）深度基准：中国沿海地区采用理论最低潮面，远海及外国海区均采用原资料的深度基准。（4）高程基准：中国沿海一般采用1985国家高程基准。海底地形图分幅：各种比例尺的海底地形图均采用经纬线分幅基本比例尺图以1:100万图为基础分幅,2-海底地形图表示方法：符号法、深度注记法、等深线法、明暗等深线法分层设色法、晕渲法*晕滃法及写景法等。,真题解析,真题解析,（2015年）现行规范规定，对于地貌较复杂的沿岸地区进行海道水深测量应选用的测图比例尺为（）。A.1:5000B.1:25000C.1:100000D.1:500000（2015年）一般情况下，海底地形图采用专色印刷的四种颜色是（）。A.黑、蓝、绿、棕B.黑、红、绿、棕C.红、蓝、紫、黑D.黑、蓝、紫、棕（2015年）海水中影响声波传播速度的主要因素有（）。A.潮汐B.盐度C.温度D.波浪E.压力答案BCE解析声速观测的基本原理。海洋中声波的传播速度和海水介质的盐度、温度、压力有关，其中水温对声速影响最大。,模拟题,1-海图分幅时，海岸线应尽可能保持连续，图内海陆面积比例要适当，陆地面积不宜大于图幅总面积的（）。A.1/2B.1/4C.2/3D.1/32-港湾图一般取海、湾、半岛、群岛、岛屿、江河等名称作地理位置说明，下面哪种命名顺序是正确的（）。A.中国东海舟山群岛B.东海舟山群岛中国C.舟山群岛东海中国D.中国舟山群岛东海,第四部分质量控制和成果归档,5.根据海洋测绘项目特点和要求，对项目过程质量进行控制，并对项目成果进行整理、检查、验收和归档。,测量成果检验制图成果验收测绘成果归档,1-分级检查：1）自查自查是在测量作业全过程中，对所执行的各项工作形成的成果进行的全面校核检查。2）三级检查测量成果质量三级检查包括测量过程检查、最终检查和验收