注册测绘师海洋测绘案例讲义分解.ppt

海洋测绘案例讲义,斑点牛,一.海洋测量案例分析：,1准备工作：资料收集，设备调试，测线布设，多波束校准，动吃水测定2测量过程：水深测量，潮汐测量，声速测量3数据处理：多波束数据处理，水深改正，质量控制，归位计算4质量评估：主检比对5图形绘制：对测点进行坐标和水深转换，根据比例尺设计图幅，绘制水下地形图。6成果提交：资料整理、汇编和提交。注：水深改正主要涉及水位改正、声速改正、姿态改正、吃水改正，其中姿态改正由定姿系统自动完成，吃水改正为测量实施前准备工作内容。,1.准备工作-测线布置,测线布置：主要因素有方向和间隔。分为计划测线和实际测线，测深线分为主测深线和检查测深线。单波束：主测深线间隔图上1cm；多波束：海底全覆盖且有重叠度，保持20%重叠。测线方向布置原则：有利于显示海底地貌，有利于发现障碍物，有利于工作。多波束还要考虑机动性，安全性，最小测量时间。测线方向：多波束测深测线与等深线平行，单波束与等深线垂直，狭长地区可以布设成45。检查测线：应至少与每条测线相交一次，检查定位，测深，水位改正的精度。,1.准备工作-测线布置,测线方向：(1)沙嘴岬角、石陂延伸处，一般应布设辐射线，如布设辐射线还难以查明其延伸范围时，则应适当布设平行其轮廓线的测深线。(2)重要海区的礁石与小岛周围应布设螺旋形测深线。(3)锯齿形海岸，测深线应与岸线总方向成45角。(4)应从码头壁外12m开始，图上每隔2mm平行码头壁布设23条测深线。(5)使用多波束测声系统全覆盖测深时，应根据水深、仪器性能，保证测线间有10%的重叠来布设测线。(6)其他海洋工程根据实际的需要可采用其他布设方式。,1.准备工作-多波束校准,按顺序分为：时延校正：精确到0.1秒横摇校正：精确到0.01纵摇校正：精确到0.05罗经校正：精确到0.05，检校时对孤立点进行两次测量，测线重叠50%。,1.准备工作-动吃水测定,静态吃水：几何求解吃水改正数动态吃水：当动态吃水大于5cm时要考虑改正，选择水深为静态吃水七倍的水域，岸上架仪器，换能器处立尺，使各速度通过与静止时读数对比，两次水准读数之差减去潮汐影响，三次观测求平均。,2测量过程-水深测量,测深杆：水深小于5m，测深锤：8-10m，单波束:吃水改正，基线改正，转速改正，声速改正。通常采用综合改正：校对法（水深小于20m），水文资料法（计算水文数据加以改正，大于20m）。多波束:单频或多频测深仪。（此例题采用多波束测深）机载激光测深系统：能测到水下50m,当有海草及其他植被覆盖海底的海区，必须用测杆、水铊测深。,2测量过程-多波束测深,船迹方向开角窄，垂直方向开角宽的波束，单个波束与接受波束交叉区域叫脚印。一个声脉冲获得的脚印宽度为一个测幅。流程：测前试验，测前准备，数据采集，数据处理。（检查设备，启动主机，装入声纳参数，声速剖面，输入导航数据，估算起始水深，启动测深系统，航前航后测量换能器吃水，现场声速剖面测量输入系统，匀速航行，数据记录，数据预处理和后处理）数据处理：为了消除噪音，数据处理方式分为投影法：前进方向投影，正交方向投影，垂直正投影；曲面拟合法：为了清除跃点，贝济埃法，B样条法，最小二乘拟合法。,2测量过程-声速测量,影响声速的水文要素包括盐度，深度，温度影响，其中温度影响最大。温度变化1，声速变化0.35%，盐度增加1，声速增加1.14m/s，深度增加100m，声速增加1.75m/s。声速测量分为吊放式（适合漂泊）和消耗式（适合航行）声速测量仪原理：脉冲时间法，干涉法，相位法，脉冲循环法。多波束要实测声速剖面，数据后处理改正方法分为：改变声速剖面和几何改正。相邻声速剖面差值不大于2m/s。,2测量过程-潮汐测量,验潮：为了确定验潮站多年平均海面、深度基准面、各分潮调和常数，获得测深水位改正数。传递：长期验潮站可以沿用已有的深度基准由陆地水准点联测；也可以利用连续1年以上水位观测资料分析调和13个主分潮用弗拉基米尔法计算。短期验潮站和临时验潮站：可采用几何水准，潮差比法（3天平均潮差和3天平均海平面比值），最小二乘曲线拟合，四个主分潮与L比值法，由邻近长期验潮站或具有深度基准面数值的短期验潮站传算，测区两个以上验潮数据要按照距离加权平均。短期验潮站的平均海面，一般用邻近的两个长期验潮站的平均海面转测求得，转测误差不得大10cm。,2测量过程-潮汐测量,潮位站布设：相邻之间距离应满足潮高差1m，最大潮时差不大于2h，潮汐性质基本相同，不能满足的地方可在湾顶、河口、水道口、无潮点增设临时水位站。潮位观测实施：观测间隔至少每30min一次，取整点或者半点读数，高低平潮及其前后1h和水位异常时，每10min测量一次，取值分米，时间取自整分，观测误差不大于2cm，采用双站或多站改正水位时，潮位观测时长应比水深测量作业时间前后各延长1h。,2测量过程-潮汐测量,水位改正：将瞬时海平面归算到平均海面、深度基准面。方法主要有：线性内插，假设条件是两站间瞬时海面线性；时差法内插，假设两站间潮波传播均匀，潮高和潮时和距离成比例；分带内插，分带界线方向和潮波传播方向垂直；最小二乘参数法，由潮差比、潮时差、基准面偏差空间内插而得。潮汐比较参数：潮差比：放大因子；潮时差：平移因子；基准面偏差：垂直移动因子。按站数多少分为：单站改正，一个验潮站范围内，按整点或半点水位数据内插出改正数；双站，用两个站水位数据分带改正；多站，用三个站水位数据分带改正。,3数据处理和质量评估,数据处理：多波束数据处理，水深改正，质量控制，归位计算多波束检查：1船体坐标系和设备安装是否正确；2系统校准是否正确；3测线布设方向和有效扫宽是否符合要求；4边缘波束虚假信号是否得到抵消；5船速和声速剖面是否符合要求；6人机交互、测线模式、可疑信号处理是否正确；7水深改正和水深点抽稀是否正确。单波束补测：1测深线间隔超过规定间隔1/2；2两定位点间测深线漏测在定位图上超过3mm，复杂海区漏测；3回波信号不正常，不能正确测量水深；4等深线不能正常勾绘或海底地貌探测不完全；5验潮工作时间不符合要求。主检比对：检查线总长度应不少于主测线总长的5%。抽查定位点一般不少于20%。主、检点位水深比对时，重合深度点应符合一定的限差，超限的点数不得超过参加比对总点数的25%。相邻图幅拼接处至少重叠测设了一条测深线。,图形绘制和成果提交,对测点进行坐标和水深转换，根据比例尺设计图幅，绘制水下地形图成果提交：资料整理、汇编和提交。,二海图绘制案例分析,1编辑准备：即总体设计，确定海图规格、内容、表示方法2数据输入：把图形资料、数字资料、文字资料输入电脑3数据处理：一是数据预处理，二是新编海图的数据处理4图形输出,总体设计,海图设计：海图图幅设计；确定海图数学基础；构思海图内容及表示方法。分幅设计：海图一般根据制图区域情况采用自由分幅，陆域面积不宜大于图幅总面积的1/3。自由分幅。设计为全张，标题配置在图廓外时，纵图廓应比标准小25mm。航海图命名方法：1总图：以海洋区域名称命名；2航行图：以海域地名做起止点命名；3港湾图：以港口或者岛屿名称命名。,数据输入,数据输入：把图形资料、数字资料、文字资料输入电脑海图资料包括：控制测量资料；海测资料；成图资料；遥感资料；其他。,数据处理,数据预处理：包括投影、比例尺与坐标系转换，基准面改算新编海图的数据处理：包括新编海图数学基础建立、制图综合、图形处理、符号化、拓扑关系处理。制图综合：定额法，资格法，平方根定律法,图形输出,电脑上显示，喷绘，通过激光照排机输出菲林片，通过数字式直接制版机输出印刷版，通过数字式直接制版机直接输出海图。,2012年海洋测量相关例题,第三题（18分）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，布设于覆盖沿海岛屿的C级GPS网，并与验潮站网进行了水准联测。1、测区条件：该地区岛屿地理环境复杂，海陆交通困难，个别海岛验潮站位于地势陡峭的岸边，有些验潮站临近码头的大型作业设施或高压输电线。为使GPS点尽量靠近验潮站水准点，给GPS点位的选择造成一定的困难。2、执行规范：全球定位系统GPS测量规范等3、外爷观测与数据处理：(1)新测C级GPS点若干个，外业利用双频大地型GPS接收机（标准精度5mm+1ppm）进行了同步观测。基线解算后，对所有三边同步环的坐标闭合差Ws和各坐标分量闭合差Wx,Wy,Wz进行检核。Ws=限差为（为基线测量中误差，按实际水平变长计算，固定误差和比例误差系数采用GPS接收机标称精度）。其中某三边同步环的坐标闭合差Ws限差为6mm.(2)利用本地区已经建立的覆盖沿海岛屿的高精度区域似大地水准面模型，将国家高程基准传递到海岛上，以得到海岛上GPS点的国家高程基准的高程，将GPS点与验潮站水准点联测，以同时得到基于当地深度基准面的高程。其中，某海岛验潮站附近GPS点A基于国家高程基准的高程为1.986m,基于当地深度基准面的高程为4.434m,该区域高程异常0.77cm.该验潮站附近海域中有一暗礁B，海图上标注的最浅水深为1.2m.,问题：在海岛验潮站附近选择GPS点点位应注意哪些事项？计算该三边同步环的平均边长（结果取至0.01）及各坐标分量闭合差Wx,Wy,Wz的限差（结果取至0.1mm）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）,分析：,第一问要加上和验潮站通视，其他同大地测量GNSS站点要求。第二问：B点基于国家高程基准的高程=A点基于国家高程基准的高程-当地深度基准面的高程-B点水深=1.986-4.434-1.2=-3.648mB点大地高=B点基于国家高程基准的高程+高程异常=-3.648+0.776=-2.872m,2013年海洋测量相关例题,某沿海港口在航道疏浚工程完成后，委托某测绘单位实施航道水深测量，以检验疏浚是否达到15m的设计水深要求。有关情况如下：测量基准：平面采用2000国家大地坐标系，高程采用1985国家高程基准，深度基准面采用当地理论最低潮面。2.测区情况：附近有若干三等、四等和等外控制点成果，分布在山丘、码头、建筑物顶部等处，港口建有无线电发射塔、灯塔等设施。3.定位：采用载波相位实时动态差分GPS定位，选择港口附近条件较好的控制点A作为基准台，测量船作为流动台，基准台通过无线电数据链向流动台播发差分信息。测量开始前收集了A点高程hA和在1980西安坐标系中的平面坐标（xA，yA），以及A点基于1980西安坐标系参考椭球的高程异常值A。另外还收集了4个均匀分布在港口周边地区的高等级控制点，同时具有1980西安坐标系和2000国家大地坐标系的三维大地坐标。通过坐标转换，得到A点2000国家大地坐标系的三维大地坐标（BA，LA，HA）。验潮：在岸边设立水尺进行验潮，水尺零点在深度基准面下1m处。5.测深：在测量船上安装单波束测深仪，经测试，测深仪总改正数Z为2m。在航道最浅点B处，测深仪的瞬时读数为16.7m，此时验潮站水尺读数为4.5m。,问题：简述A点作为差分基准台应具备的条件。2、根据已知点成果资料，本项目最多可以计算得到几个坐标系统转换参数？分别是什么参数？3、简述将A点已知高程hA转换为2000国家大地坐标系大地高HA的主要工作步骤。4、计算航道最浅点B处的水深值，并判断航道疏浚是否达到设计水深。,分析：,4最浅点B点的水深值：HB