海洋测绘-注册测绘师2011

注册测绘师考试培训海洋测绘,阳凡林山东科技大学测绘学院海岛（礁）测绘技术国家测绘局重点实验室二一一年三月十六日临沂,主要内容,海洋测量基本概念和原理结合大纲的基本原理介绍模拟题案例分析,2,海洋测量(测深)基本结构,涉及的重要概念、技术,测深技术（单波束测深仪、多波束测深系统）声速改正、吃水改正、姿态改正水位（潮位、潮汐）观测与改正潮汐分析和预报平均海面与深度基准面深度基准面的传递,单波束测深仪,5,单波束测深实况,6,单波束与多波束测深的区别,7,多波束声纳,声速传播特性,9,Snell法则：,声线折射误差,根据Snell法则，入射角为0，即换能器最底点的声线没有折射，波束归位误差仅表现在水深上，而且水深误差也很小，离最底点越远，入射角越大，声线受折射的影响越大，使得波束归位误差越大，此时误差包括平面位置和水深的综合影响。对于平坦海底，假设换能器为平面阵列，水平安置，则折射的假象与垂直轴对称分布，并相上或向下弯曲，就像微笑和皱眉。,声线折射误差大小示意图,横摇对水深影响,纵摇和艏偏对水深影响,定位中心与换能器偏移对水深影响,姿态影响,潮汐变化曲线,13,潮汐基本概念,14,涨潮而使水位不断升高，达到一定高度后，水位短时间内不涨也不退，这种现象称为平潮,平潮的中间时，就是高潮时。平潮时间一般很短，从几分钟到几十分钟不等。平潮时过后水位开始下降，退潮开始，水位退到最低的时候和平潮情况相似，也发生水位不退不涨的现象，叫做停潮。停潮的中间时就是低潮时，停潮过后，水位又开始上涨。如此周而复始地运动着。从低潮时到高潮时这一段时间间隔叫做涨潮时，从高潮时到低潮时的时间间隔则称为落潮时，涨潮时和落潮时在许多地方不一样长。海面上涨到最高位置时的高度称高潮高。下到最低位置时的高度叫做低潮高，相邻的高潮高与低潮高之差叫做潮差，潮差各地不同，就是同一地方的潮差每天也不相同，并有着周期性的变化。总之，潮汐现象不论在潮时、潮高与潮差都有周期性的变化。海面周期性升降，是沿着某一面作上下振动，叫平均海面。潮高，是从潮高基准面算起的。潮高基准面一般与海图深度基准面相同，某时某地潮高加上当地海图水深便得某地某时实际水深。,15,潮汐观测方法,16,水尺,井式验潮,声学水位计,大纲要求,（十）、海洋测绘考试基本要求1.根据工程要求按海洋测绘进行项目分类，依据项目分类，选择测量方法，制定测量方案。2.依据海道测量定位、测深原理和使用仪器的实际情况，分析水深定位方法的可行性及其对水深测量成果的影响。3.根据测区已有深度基准面资料情况，确定深度基准面联测和传递方案;依据潮汐理论和测区潮汐变化情况，分析潮波传播规律；分析各相关因素对数据采集质量的影响，分析数据处理和数据检查方法对成果质量及判断的影响。4.根据实际情况，提出提供成果的形式和要求；按照制图原理，结合海图实际确定制图原则。,结合大纲的基本原理介绍,海洋测绘分类水下地形测量海洋垂直基准海图绘制,18,第一部分海洋测绘分类,海洋测绘的主要内容有：海洋大地测量；海洋工程测量；水深测量及水下地形测量；障碍物探测；水文要素调查；海洋重力测量；海洋磁力测量；海洋遥感；海洋专题测量和海区资料调查；各种海图、海图集、海洋资料的编制和出版；海洋地理信息的分析、处理及应用。,20,根据海洋测量工作的目的不同，可把海洋测量任务划分为科学性任务和实用性任务两大类：,1、科学性任务,一、为研究地球形状提供更多的数据资料。,二、为研究海底地质的构造运动提供必要的资料。,三、为海洋环境研究工作提供测绘保障。,21,2、实用性任务,关于海洋测量的实用性任务，主要指的是对各种不同的海洋开发工程，提供它们所需要的海洋测量服务工作。主要包括：海洋自然资源的勘探和离岸工程；航运、救援与航道；近岸工程；渔业捕捞；其它海底工程。,22,根据不同的工作内容，可将海洋测量分成如下8种：定位；测深；海底地形勘测海洋水文测验；大地控制与海底控制测量；海洋重力测量；海洋磁力测量；制图等。,23,定位,精确地确定海洋表面，海水中和海底各种标志的位置称为海洋定位。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。,GPS定位：单点定位信标定位精密定位RTKPPKPPP,25,沿海无线电指向标-差分全球定位系统（RBN/DGPS）是一种新型、高精度、全天候的海上导航定位系统，是中国海事局“九五”期间的重点建设项目，截止2000年底，中国沿海20个RBN/DGPS基准台站已全部建成，并于2002年1月1日零时起全面开通，正式向公共用户无偿提供服务。,测深,目前所用方法有：船载在航水深测量单波束测量多波束测量机载激光系统LIDAR卫星水深遥感测深船载水深测量是目前主要采用的方式，精度最高。,26,27,机载Lidar,(1)激光器重复频率200Hz；(2)测量航高500m；(3)飞行速度6070m/s；(4)测深点网格密度10m10m；(5)测线带宽240m；(6)测深能力250m；(7)测深精度0.3m；(8)测量效率优于50km2/h。,28,机载Lidar和船载多波束测深,海底地形地貌及底质测量,海底地形测量是测量海底起伏形态和地物的工作。特点是测量内容多，精度要求高，显示海底地物、地貌详细。海底地质探测是对海底表面及浅层沉积物性质进行的测量。地貌测量多采用侧扫声纳测量底质测量底质采样深层底质测量浅底层剖面仪,29,30,侧扫声呐,浅地层剖面仪,水文测量,获取海洋温度、盐度、透明度、水色、潮汐、潮流等水文要素的策略。,温度采用：表层温度计、颠倒温度计盐度：通用的阿贝折射仪、多棱镜差式折射仪、现场折射仪等透明度：透明度仪、光度计潮汐：潮位站验潮潮流：ADCP、流向仪,32,ADCP应用,33,海水面的测定,包括海面形态的测定和平均海水面的确定。前者对海洋测量和海洋科学的研究有着重要意义，而后者却对大地测量有着重要的意义。卫星测高潮位站验潮,34,卫星测高,35,障碍物探测,确认障碍物，探明其位置。,多波束侧扫声纳磁力仪浅地层剖面仪其他探测设备,磁力仪,海洋控制网测量和海底控制网测量,海洋大地控制网布设和测量与以往所用的理论和原理相同；而海底控制点的布设一般使用3个或4个一组的应答器通过声学测距的办法来建立海底控制。,片形海洋控制网,海洋重力测量,海洋重力测量的目的在于研究地球的形状和内部构造、勘测海洋矿产资源和保证远程导弹发射提供海洋重力数据。海洋重力测量可分为：海底(沉箱式)重力测量船载重力测量机载重力测量卫星重力测量,38,39,航空海洋重力仪,海洋磁力测量,海洋磁力测量是测定海上地磁要素的工作，是研究地球物理现象，海洋资源勘探以及海底宏观地质构造的有力手段之一。海洋磁力测量的主要目的在于寻找与石油、天然气有关的地质构造和研究海底的大地构造。船基在航磁力测量；机载磁力测量卫星磁力测量,40,海洋工程,为海洋工程的稳定性服务。,工程结构的稳定性及形变监测海床的稳定性；水文特征及其规律地形地貌特征底质及地质结构,海图绘制,海图以海洋及其毗邻的陆地为描绘对象的地图，其描绘对象的主体是海洋，海图的主要要素为海岸，海底地貌，航行障碍物，助航标志，水文及各种界线。海图是通过海图编制完成的。作业过程通常分为编辑准备、原图编绘和出版准备三个阶段。,42,海洋地理信息系统（MGIS）,MGIS的研究对象包括海底、水体、海表面及大气及沿海人类活动5个层面。一般GIS处理分析的对象大都是空间状态或有限时刻的空间状态的比较；MGIS则主要强调对时空过程的分析和处理，这是MGIS区别于一般GIS的最大特点。,43,第二部分水下地形和地貌测量,1、海洋定位,天文定位光学定位陆基无线电定位空基无线电定位水声定位,45,超短基线定位系统原理,短基线定位系统原理,长基线定位系统原理,2、海洋测深,回声测深原理多波束测深系统基于水下机器人的水下地形测量机载激光测深（LIDAR）测线布设测深数据改正测深精度,49,水深测量经历了如下几个发展阶段：测绳重锤测量（点测量）单频单波束测深（点测量）双频单波束测深（点测量）多波束测深（面测量）机载激光测深（面测量）,50,单频单波束测深（点测量）安装在测量船下的发射机换能器，垂直向水下发射一定频率的声波脉冲，以声速C在水中传播到水底，经反射或散射返回，被接收机换能器所接收。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：,（1）回声测深原理,51,单波束测深系统四波束扫海测深仪。多波束测深系统高分辨率测深侧扫声纳水下机器人激光测深,(2)测深系统,52,换能器的安装,53,换能器的安装要求有如下几点：（1）换能器在船底的安装位置应使其周围杂声干扰最小。应尽量远离机舱、螺旋桨，也不能靠近船首的水流平滑处；同时应避开排水口、海底阀及其它有碍水流平顺的凸出物。换能器一般装于离船首1/21/3船长处。（2）换能器的安装不能降低船体结构强度和水密性能。换能器可安装于船侧和船底。安装于船底，无论是开启式或密封式安装，均需在船底开洞，因此应在开洞处采用法兰盘进行加固；同时，在安装换能器的舱室内，应增设便于安装和维护的水密舱，以保证船舶安全和防止渗漏。（3）换能器的工作面应力求与水平面平行。（4）换能器的工作面不得涂敷油漆。油漆对声能吸收很大，将使回波信号显著减弱，甚至测深仪不能工作。（5）换能器的引出电缆应使用屏蔽电缆；换能器的两根引出导线之间应有良好的绝缘，屏蔽层与钢管应良好接地。,换能器安装实际效果,54,(1)测线布设测线是测量仪器及其载体的探测路线，分为计划测线和实际测线。海底地形测量测线一般布设为直线。海上测线又称测深线。测深线分为主测深线和检查线两大类。确定测线布设的主要考虑因素是测线间隔和测线方向。,3、水下地形测量,55,多波束测线布设,单波束测线布设,（2）测深线的间隔,测深线的间隔是主要根据对所测海区的需求、海区的水深、底质、地貌起伏的状况，以及测深仪器的覆盖范围而定的。国内外具体处理方法一般有两种，一种是规定图上主测深线的间隔为10毫米的情况下，根据上述原则确定海区的测图比例尺：另一种是根据上述原则先确定实地上主测深线的间隔，再取其图上相应的间隔，如6、8、10毫米，最后确定测图比例尺。我国采用前者。,58,59,水运工程测量规范规定：,60,水运工程测量规范规定：,（3）测深线方向,测深线方向是测深线布设所要考虑的另一个重要因素，测线方向选取的优劣会直接影响测量仪器的探测质量。选择测深线布设方向的基本原则如下：有利于完善地显示海底地貌。有利于发现航行障碍物。有利于工作。,以上测线布设方向的基本原则大都是针对单波束测深而言的，对多波束测深、侧扫声纳、激光测深和其他扫海系统还要考虑测量载体的机动性、安全性、最小的测量时间等问题，同时参照上述原则，选择最佳的测线方向。,61,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水文资料法和校对法。前者适用于水深大于20米的水深测量，后者适用于小于20米的水深测量。水文资料法改正包括：吃水改正Hb、转速改正Hn声速改正Hc。声速改正数对总改正数H影响最大,4测深数据处理,62,63,船速,动态吃水,动态吃水总体表征为，船头的动态吃水较尾部大；船边的动态吃水因受多种因素的影响，呈现无规律性的变化；动态吃水与船速关系密切，加速时船头上扬，船尾下沉，到达一定极限后，船头迅速下沉；减速时船头吃水开始减小，尾部上扬，后随即下沉；速度变化不大时，首尾动态吃水变化不大。上图反映了船体中心动态吃水与速度的关系曲线。该曲线与霍密尔船体动态吃水经验模型十分吻合。,动态吃水误差,时间电机转速误差(speedofrevolutionerroroftiming-motor)产生原因时间电机转速与其额定转速不一致。转速快（时间电机转速大于额定转速），显示水深大于实际水深；转速慢，显示水深小于实际水深。消除方法如果是由于船电不稳定引起的转速不均匀，则应采用稳定的电源如果船电是稳定的，而且时间电机的转速一直是大于或小于额定转速，那么应调节时间电机的转速为设计转速。,声速误差(Soundspeedvelocityerror)产生原因实际声速与设计声速不一致，使测量产生误差。当实际声速大于设计声速时，测量水深小于实际水深。当实际声速小于设计声速时，测量水深大于实际水深。消除方法测量声速进行声线跟踪，浅水可直接用“水深补偿”，来消除声速误差。,水位改正是将测得的瞬时深度转化为一定基准上的较为稳定数据的过程，其目的是尽可能消除测深数据中的海洋潮汐影响，将测深数据转化为以当地深度基准面为基准的水深数据。水位观测过程中采用以“点”带“面”的水位改正方法，水位改正方法主要有单站水位改正法、线性内插法、水位分带法、时差法和参数法等。,水位改正,66,(1)单站水位改正法,为求得不同时刻的水位改正数，一般采用图解法和解析法。图解法就是绘制水位曲线图，横坐标表示时间，纵坐标表示水位改正数。解析法就是利用计算机以观测数据为采样点进行多项式内插来求得测量时间段内任意时刻的水位改正数的方法。,(2)线性内插法,线性内插法的假设前提是两站之间的瞬时海面为直线形态。此法也同样适应三站的情况，其基本数学模型为：,（两站水位改正数模）,（三站水位改正数模）,67,(3)水位分带改正法(分带法),水位分带改正法分为两站水位分带改正、三站水位分带改正(又称三角分带)。以两站水位分带改正法为例来介绍。水位分带的实质就是利用内插法求得不同区的水位改正数，与线性内插法不同，分带所依据的假设条件是两站之间潮波传播均匀，潮高和潮时变化与距离成比例。,68,式中：K为分带数；z为测深精度；为两站同时刻最大水位差。,三站水位带改正法(又称三角分带法)分带原则、条件、假设与两站水位分带改正法基本相同，其主要是为了加强潮波传播垂直方向的控制，需采用三站水位分带改正法。,分带的基本原则：分带的界线方向与潮波传播方向垂直。分带数：,69,(4)时差法求两站间的潮时差,时差法水位改正是水位分带改正法的合理改进和补充。其所依赖的假设条件是两验潮站之间的潮波传播均匀，潮高和潮时的变化与其距离成比例。时差法是运用数字信号处理技术中互相关函数的变化特性，将两个验潮站A、B的水位视作信号，这样研究A、B站的水位曲线问题就转化为研究两信号的波形问题，通过对两信号波形的研究求得两信号之间的时差，进而求得两个验潮站的潮时差，以及待求点相对于验潮站的时差，并通过时间归化，最后求出待求点的水位改正值。,70,(5)最小二乘法求两站间的潮时差和潮差比,参数法直接从潮汐水位曲线的整体变化入手，采用最小二乘拟合逼近技术，不仅求出两验潮站的潮时差，还求出了两验潮站的潮差比和基准面偏差。基本原理：,其中，x为垂直比例系数，表示两站间的潮差比(潮高比)；y为水平延迟系数，表示两站间的潮时差；z为基准面偏差。,71,（1）测深等级依测量精度要求、覆盖率不同、定义了四种测量等级。一级测量：适用海道测量部门明确规定的重要海区；要求测线间距要小、100的海底覆盖率。二级测量：适用于其港口、入口航道、一般的沿岸和内陆航道，限于水深小于l00米的海区使用。三级测量：适用于水深浅于200米且不被一、二级测量覆盖的海区。四级测量：四级海道测量适用于水深超过200米且不被一、二、三级海道测量所覆盖的其它所有海区。,5、测深精度,72,（2）影响测深精度的因素水深精度应理解为改正后水深的精度。水深精度主要受系统误差和随机误差影响。包括：与声信号传播路径(包括声速剖面)有关的声速误差；测深与定位仪器自身的系统误差；潮汐测量和模型误差；船只航向与船摇误差；由于换能器安装不正确引起的定位误差；船只运动传感器的精度引起的误差，如纵横摇的精度、动态吃水误差；数据处理误差等等。,73,（3）精度评估根据交叉点两次测量的不符值统计结果来评价系统水下地形测量的精度。,测量线,检查线,74,测深精度分析一个例子,75,76,海洋测量是在动态环境里进行测量的，存在明显的动态效应，因此其数据归算过程比较复杂。海洋潮汐高度归算是海洋测量最重要的动态效应改正。,无验潮测深系统,特点：集高精度GPS定位、电子海图导航、数据采集与融合、数据处理与成图等功能为一体的无验潮测深系统。该系统建立了基于GPS高精度大地高的实用测深数据处理模型，取代了传统海洋测量通过设立验潮站观测潮位进行水位改正的作业模式。,（1）绘制海底地形图,海底地形图的表现形式一般可分为二维等深线图和三维海底地形立体图。自动绘制等深图常用方法主要有两种，一是三角形法，二是网格法。网格法绘制等深线分为在网格边上求出等值点，追踪等值点和连接并光滑等值点连线。,（2）自动绘制海底地形立体图,海底地形立体图是指海底地形立体透视图。绘制海底地形立体图，通常采用透视变换原理的连续断面法来绘制。,6、海底地形成图,78,海底地形图,79,声纳方程,7、海底地貌测量,80,侧扫声纳原理,81,侧扫声纳回波强度,82,侧扫声纳变形,83,障碍物探测,84,多波束声呐,85,侧扫声呐,第三部分海洋垂直基准,1、潮汐及潮汐观测,（1）潮汐一种海水规律涨落的自然显现。潮汐现象产生的源动力是日月引力，其中月球引力占主要成分。（2）潮汐观测采用如下手段进行潮汐观测：水尺验潮井式验潮超声波验潮压力式验潮GPS潮位,87,验潮井,(3)潮汐分类,88,正规半日潮：,一个太阴日（约24小时50分）内，有两次高潮和两次低潮，相邻的高低潮之间的潮差几乎相等，此类潮汐称为正规半日潮。,不正规半日潮：,一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但相邻的高低潮之间的潮差不等，涨落潮时间也不等，且是变化的。,不正规日潮：,一个朔望月内出现的一日一次高潮和一次低潮的日潮类型。,正规日潮：,一个朔望月内大多数天是日潮的性质，少数天发生不正规半日潮。,：,.,2、潮汐、潮流分析,（1）潮汐分析将潮位变化看作是许多分潮余弦振动之和，根据最小二乘或波谱分析原理由实测数据计算出各分潮平均振幅和迟角的过程，即潮汐调和分析过程。根据观测时间的长短，一般可将调和分析分为短期中期长期三类。方法有：经典：Darwin分析法、Doodson分析法;现代：最小二乘分析法、傅立叶分析法和波谱分析法等。,89,要将理论潮高满足实际海洋潮汐，则必须经过一些订正。实际海水的涨落总可以表示为一些已知频率的振动及非潮汐因素的扰动之和，则实际潮汐部分的潮高为：,90,MSL为平均海面fi为分潮i的交点因子Hi为分潮i的平均振幅qi为分潮i的角速率，Gv0i为分潮i的格林威治零时天文初相角。Gui为分潮i点订正角。gi为分潮i的区时专用迟角，为扰动项。t为时间。Hi、gi为调和常数，,常用的8个分潮和3个浅水分潮,92,分潮示意图,（2）潮流分析潮流同潮汐一样，起因于日月引力，可表示为许多分潮流之和的形式。为了分析和预报方便，一般将流速w分解为北分量u和东分量v；流向记为。,93,上式为一个椭圆方程，即由分量u、v矢量的矢端画出的轨迹是一个椭圆。潮流调和分析同上述潮汐分析一样，即利用上式计算各分潮流的调和常数Ui、i、Vi、i。根据分析的结果进行潮流预报、潮流性质的分析以及潮流椭圆的绘制。,或,94,潮流特点潮流的速度和方向都有周期性的变化，在近岸和狭窄航道以及海峡，海流大体上分两个方向流动，即往复流；在外海，潮流的速度和方向不断的发生变化，即回转流。以半日为周期的称谓半日潮流，以全日为周期的称为全日潮流；从低潮到高潮的潮流称为涨潮流，反之称为落潮流。潮流可采用潮流图来表示。,3、垂直基准,（1）海洋垂直基准分类高程基准高程基准是陆地高程的起算面，它通常取为某一特定验潮站长期观测水位的平均值长期平均海面，即定义该面的高程为零，因此具有参考面的意义。深度基准海洋测量中常采用深度基准面。深度基准面是海洋测量中的深度起算面。不同的国家地区及不同的用途采用不同的深度基准面。,95,（2）平均海面平均海面的定义与算法平均海面亦称海平面。某一海域一定时期内海水面的平均位置。是大地测量中的高程起算面，由相应期间逐时潮位观测资料获得，高度一般由当地验潮站零点起算。,96,平均海面的稳定性由于所取的观测时间长度不可能刚好为各分潮的整周期，因此，平均海面受剩余潮汐成分的影响，而且短期平均海面还包含着长周期分潮的贡献。另外，非潮汐因素（如气象）在不同的时间长度内表现为不同的性质，在足够长的时间内可视为噪声，而短时间内则表现为信号。这使得不同时间长度的平均海面稳定性不同。,97,国家高程基准目前，世界各国或地区均以一个或几个验潮站的长期平均海面定义高程基准。我国采用1954年黄海平均海面基准和1985年国家高程基准。,98,(3)海图深度基准面海图深度基准面确定的基本原则长期平均海面具有良好的稳定性需考虑航道的利用率深度基准面保证率:是在一定时间内，高于深度基准面的低潮次数与总次数之比的百分数。,99,我国航海图采用的深度基准面理论最低潮面，其保证率为95左右。,深度基准面的计算世界各沿海国家根据海区潮汐性质的不同采用不同的计算模型。这些模型主要有：平均大潮低潮面：L=HM2+HS2平均低潮面平均低低潮面：HM2+(HK1+HO1)cos45略最低低潮面：HM2+HS2+HK1+HO1观测的最低潮面：1.2*（HM2+HS2+HK2）,100,我国理论深度基准面又称理论上可能最低潮面，其计算方法是由弗拉基米尔斯基提出的。由M2、S2、N2、K2、Kl、Ol、P1、Ql这八个分潮叠加计算相对于长期平均海面可能出现的最低水位，并附加考虑浅海分潮M4、MS4和M6及长周期分潮Sa和SSa的贡献。（太阳年潮，太阳半年潮）,101,按现行规范，采用13个分潮组合出潮高的极小值（最低潮位置），即为理论（可能）最低潮面相对平均海面的偏差。,4、基准传递与推估,（1）短期验潮站平均海面的确定平均海面的传递和推估方法主要有水准联测法、同步改正法、回归分析法和最小二乘法等。水准联测法若长期验潮站和短期验潮站的水准点均连接在国家水准网中，或两站水准点间可直接进行水准观测。同步改正法同在短时间内，两验潮站短期平均海面与长期平均海面的距平一致，其依据是两验潮站的水位对气象作用的平均效应及长周期分潮贡献相同，一定时间长度的平均海面已基本消除了主要潮汐成分的作用，所以潮汐性质的不同对传递精度的影响不大。,102,线性关系最小二乘拟合法同步改正法假定两验潮站的平均海面短期距平相等，而本方法认为两站的平均海面短期距平具有比例关系：,103,则有：,令：,则短期平均海面有如下关系：,即两站的长期平均海面与短期平均海面有相同的线性关系，常数C的意义是两站水尺零点偏差。,多站传递推估数据的处理两个以上同步观测的长期验潮站可以用于平均海面传递，此时可用每个验潮站实现传递获得多组短期验潮站平均海面估计，然后根据短期站与长期站的空间分布或单纯以距离倒数加权得最后结果。,104,（2）深度基准面传递与推估基准面传递的方法主要有水准法、同步改正法、潮差比法和最小二乘曲线拟合法。潮差比法假定两站的短期潮差比与两站的理想最大潮差比相等：,因此，由同步观测时间的潮差比r可以获得短期站深度基准值：,由短期站的平均海面高度获得深度基准面在水尺零点上的高度：,在有多个已知长期验潮站时通常采用深度基准值的直接内插推估方法，如采用距离倒数加权内插法。,第四部分海图绘制,海图是海洋调查研究的成果，同时又是服务于海洋开发利用的工具。海图是地图中的一个门类，区别于其它地图的三个基本特点是：有特定的数学基础利用特殊的符号系统对制图现象的取舍和概括,107,1、海图基本特点,海图的内容可归结为六大要素：海岸海底地貌航行障碍物助航标志水文及各种界线,2、海图内容划分,海图的内容划分为数学要素、图形要素和辅助要素三大类。,108,海图图形要素分为：海域要素陆地要素海图主要有：纸质海图电子海图,海图按用途分：通用海图、专用海图和航海图三大类。,109,3、海图的类别划分,4、海图的数学基础,（1）海图数学基础海图数学基础指海图的投影比例尺坐标系统高程系统（基准面）制图网及分幅编号等内容。海图数学基础中最重要，也是最复杂的问题是海图投影的问题。地图投影的理论完全适用于海图投影，但对于某些海图，由于其特殊用途和使用要求，需采用特定的投影。,110,（2）投影的分类地图投影的种类很多，通常以投影的变形性质、正常位置下经纬线形状或投影面与地球椭球的相关位置不同为标志进行分类。按变形性质分类：等角投影任意投影等面积投影任意投影,111,按正常位置下经纬线形状分类圆锥投影圆柱投影方位投影按照辅助面与地球椭球位置的不同，分为：正轴、横轴、斜轴圆锥投影，圆柱投影正横斜方位投影,(3)投影的选择投影选择的一般原则：充分考虑各种投影的变形特征，所选择投影的变形要尽可能小，并符合地图的用途；单幅图选择投影时，要考虑与之配合使用的图的投影尽可能一致。在保证上述要求的前提下，尽可能选择经纬网图形简单的投影，以便计算、展绘、作业和使用。新编图的投影与基本资料图的投影尽可能一致或接近，以便作业、投影转换和保证成图精度。海图通常选择：墨卡托投影,112,113,假设地球被围在一个中空的圆柱里，其赤道与圆柱相接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅标准纬线为零度（即赤道）的“墨卡托投影”绘制出的世界地图。,(4)墨卡托投影,墨卡托投影特点墨卡托投影是等角正圆柱投影，具有如下特点：经线为一组垂直的等距离平行线，两线间隔与相应的经差值成正比；纬线为一组水平的等距离平行线，与经线正交，两相邻纬线间距不等，右赤道到两极逐渐伸长，极地处无穷大；圆柱面与地球面相切（相割）处的纬线称为“基准纬线”，其变形为零，无角度变形，投影点处的长度比在任何点处相等。不同纬度上的点产生的长度比不同，长度和面积变形与纬度有关，与经度无关；等角航向为直线。,114,5、海图坐标系及分幅编号,(1)海图坐标系我国采用1954北京坐标系、1980年西安坐标系和2000国家坐标系。,115,（2）航海图的分幅保持海岸线、航线和区域的完整性；航行目标应包含在相应的航海图上；遇复杂地形和障碍物时，不可通航水域不占过大的图面；可通航水域不应被复杂地形、障碍物及图廊线封堵；孤立的、危险性大的碍航物，应置于较大比例尺的图幅内，不应置于同比例尺成套图的叠幅处；同比例尺系列成套航行图的邻幅之间要有叠幅，且叠幅不应处于复杂海区,叠幅处要有足够的航行目标；尽量减少图幅数量。,6、海图符号及要素表示,116,（1）海图图式世界各国航海图的生产都对海图符号有统一的的规定，即海图图式，它包含了绘制航海图的全部符号和缩写，也是绘制其它海图的基本符号。,（2）海底地貌的表示方法海底地貌表示法亦称海