海洋地形测量

1、 5-1 5-1 海道测量海道测量5-2 5-2 航海图及使用航海图及使用5-3 5-3 海底地形测量海底地形测量5-4 5-4 其他海洋测量其他海洋测量5-5 5-5 水上测量软件系统水上测量软件系统5-6 5-6 海洋测量信息采集处理技术海洋测量信息采集处理技术第第5章章 海底地形测量海底地形测量一、海道测量的定义一、海道测量的定义 以以保证航行安全保证航行安全为目的而对海洋水体和水下地形进行为目的而对海洋水体和水下地形进行测量和调查的工作测量和调查的工作, ,也称也称水道测量水道测量或或航道测量航道测量。测量获得的。测量获得的水区的各种资料，可用于编制水区的各种资料，可用于编制航海图航海

2、图等。等。二、海道测量的内容二、海道测量的内容 海道测量的内容包括控制测量、海道测量的内容包括控制测量、岸线地形测量岸线地形测量、水深、水深测量、测量、海洋底质探测海洋底质探测、海洋水文观测、助航标志的测定、海洋水文观测、助航标志的测定、海海区资料的调查区资料的调查以及以及航行障碍物的测定航行障碍物的测定等。等。5-1 海道测量海道测量海洋底质探测：海洋底质探测：目的是识别水底表层结构，为航船目的是识别水底表层结构，为航船选择选择锚泊点锚泊点或潜艇或潜艇选择座底点提供资料选择座底点提供资料。在缺乏航行定。在缺乏航行定位手段的区域，还可通过底质采样位手段的区域，还可通过底质采样判断船舶概位判断船

3、舶概位。底质。底质结构一般通过用机械采泥器（如柱状采样器）获取底质结构一般通过用机械采泥器（如柱状采样器）获取底质样品，或结合回声测深仪、侧扫声呐和海底表层剖面仪样品，或结合回声测深仪、侧扫声呐和海底表层剖面仪的回波记录，分析不同底质的平面和剖面分布而获知。的回波记录，分析不同底质的平面和剖面分布而获知。海区资料调查：海区资料调查：对测区内同航行有关的对测区内同航行有关的气象、交通气象、交通等要素的现时和历史情况作全面系统的调查研究和分析等要素的现时和历史情况作全面系统的调查研究和分析整理。整理。5-1 海道测量海道测量三、海道测量的分类三、海道测量的分类 根据测区距海岸的远近、水下地形的复杂

4、状况和制图的根据测区距海岸的远近、水下地形的复杂状况和制图的要求，海道测量通常分港湾测量、沿岸测量、近海测量和远要求，海道测量通常分港湾测量、沿岸测量、近海测量和远海测量海测量4 4类类。 港湾测量、沿岸测量、近海测量和远海测量所得海图的港湾测量、沿岸测量、近海测量和远海测量所得海图的比例尺和精度要求逐渐降低。比例尺和精度要求逐渐降低。5-1 海道测量海道测量5-1 海道测量海道测量二二 测定航行障碍物测定航行障碍物 航行障碍物的种类：航行障碍物的种类：礁石礁石、浅滩、沉船、钻井遗弃的、浅滩、沉船、钻井遗弃的钢管、战时布设的水雷等。钢管、战时布设的水雷等。 航行障碍物测定的内容：航行障碍物测定

5、的内容：准确位置、最浅深度、性质准确位置、最浅深度、性质和延伸范围和延伸范围 航行障碍物测定的方法：航行障碍物测定的方法：扫海测量，即用机械扫海具扫海测量，即用机械扫海具或侧扫声呐，在一定的海区或侧扫声呐，在一定的海区内进行面的探测。内进行面的探测。三三 侧扫声纳侧扫声纳 侧扫声纳测量是现阶段扫海测量、应急测量、扫测障碍物的重要手段。它具有分辨率高反映海底地形彻底等单波束多波束设备所不具备的优点，是目前寻找水下障碍物最有效的方法之一。 随着声学、干涉技术及计算机技术的发展，现在出现了新型测深侧扫声纳，它能够测量出海底的高分辨三维成像，能够测量海底地形地貌的细微构造，可以同时获得等深线图和地貌图

6、的两大类内容。 侧扫声纳测量系统 5-1 海道测量海道测量目标定位(Target Location) 海底特征的确定(Determination of Seabed Configuration) 石油工业应用(Petroleum Industry Applications)疏浚(Dredging)扫雷（Minehunting）环境应用(Environmental Applications)渔业（Fisheries） 侧扫声纳侧扫声纳5-1 海道测量海道测量StarFish 405H 侧扫声纳（英国Tritech公司） 侧扫声纳侧扫声纳侧扫声纳技术运用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底形

7、态，侧扫声呐技术能直观地提供海底形态的声成像，在海底测绘、海底地质勘测、海底工程施工、海底障碍物和沉积物的探测，以及海底矿产勘测等方面得到广泛应用。 侧扫声纳的基本工作原理与侧视雷达类似，侧扫声纳左右各安装一条换能器线阵，首先发射一个短促的声脉冲，声波按球面波方式向外传播，碰到海底或水中物体会产生散射，其中的反向散射波（也叫回波）会按原传播路线返回换能器被换能器接收，经换能器转换成一系列电脉冲。 5-1 海道测量海道测量确定海岸线的位置确定海岸线的位置5-1海道海道测量测量海图按内容可分为：普通海图、专题海图和航海图三大类。5-2航海图及使用航海图及使用海图的描绘对象是海洋及其毗邻的陆地，海洋

8、地形测量的常规方法则是利用船艇进行海洋水深测量的方法，其测量定位精度相对于陆地来说要低得多，所用仪器主要是光学仪器，海洋测量的外业成果主要是记录纸、磁带、文字数据海图的内容可归结为六大要素：n海岸 n海底地貌 n航行障碍物 n助航标志 n水文n及各种界线 5-2航海图及使用航海图及使用电子海图 ECDIS5-2航海图及使用航海图及使用二二 航海图印色航海图印色普通海图普通海图 蓝色表示水域 颜色从浅到深 表示水域也是从浅到深航海图航海图 蓝色越深水域越浅，深蓝色有提示作用5-2航海图及使用航海图及使用导航软件 三三 航海图的使用航海图的使用5-2航海图及使用航海图及使用海底地形测量是确定海底地

9、形测量是确定海底地貌和海底地貌和海底地物海底地物情况，并将有情况，并将有关要素展绘在图纸上。关要素展绘在图纸上。海底地形测量所绘制的海底地形测量所绘制的地形图地形图是海洋研究、国防和经济是海洋研究、国防和经济建设所必需的基础资料。建设所必需的基础资料。 5-3海底地形测量海底地形测量一、海底地形测量布点形式与定位方式一、海底地形测量布点形式与定位方式1 1、布点形式、布点形式测深线测深线2 2、定位方式、定位方式（1 1）交会定位）交会定位（2 2）GPSGPS定位定位5-3 海底地形测量海底地形测量二、海底地形测深线布设二、海底地形测深线布设测深线可以分：测深线可以分：主测深线、补充测深线和

10、检查测深线主测深线、补充测深线和检查测深线。（1 1）主测深线是测深线的主体，它担负着探明整个测）主测深线是测深线的主体，它担负着探明整个测区海底地形的任务，主测深线的间隔一般为图上区海底地形的任务，主测深线的间隔一般为图上1cm 1cm ；（2 2）补充测深线起着弥补主测深线的作用；）补充测深线起着弥补主测深线的作用；（3 3）检查测深线是检查以上测深线的水深测量质量，）检查测深线是检查以上测深线的水深测量质量，以保证水深测量的精度。以保证水深测量的精度。5-3 海底地形测量海底地形测量水流方向主测深线可采用如下方向布设主测深线可采用如下方向布设（1 1）垂直于水流轴线方向）垂直于水流轴线方

11、向测深线垂直于水流方向，使测深线正好通过测深线垂直于水流方向，使测深线正好通过地貌变化地貌变化比较剧烈和有代表性比较剧烈和有代表性的地方，有利于全面如实地反映测的地方，有利于全面如实地反映测区的海底地形。区的海底地形。 5-3 海底地形测量海底地形测量（2 2）与水流轴线成）与水流轴线成4545角方向角方向通常用于狭窄海道和可能存在礁石、水下沙洲或其它障通常用于狭窄海道和可能存在礁石、水下沙洲或其它障碍物地区的水深测量。碍物地区的水深测量。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轴线的测深线容纳的水深点更多，有利于反映狭窄海道水流轴线的测深线容纳的水深点更多，有利于

12、反映狭窄海道的地形的地形。水流方向5-3 海底地形测量海底地形测量（3 3）辐射线方向）辐射线方向大多用于岛屿的延伸部分或孤立的岛屿周围的水域。大多用于岛屿的延伸部分或孤立的岛屿周围的水域。辐辐射线方向布设使测深线间距内密外疏射线方向布设使测深线间距内密外疏，近岛部分水深点较密，近岛部分水深点较密, ,这不仅有利于暗礁、浅滩的发现，而且，也有利于选择适宜这不仅有利于暗礁、浅滩的发现，而且，也有利于选择适宜的靠船及登陆地点。的靠船及登陆地点。5-3 海底地形测量海底地形测量在重要航道上布设补充测深线有两种方法：在重要航道上布设补充测深线有两种方法：（1 1）补充测深线方向与主测深线方向一致，间距

13、则根据需要）补充测深线方向与主测深线方向一致，间距则根据需要而定；而定；（2 2）补充测深线方向和主测深线方向垂直，即沿航道方向布）补充测深线方向和主测深线方向垂直，即沿航道方向布设。中间一条测深线应和航道中心线重合，两侧的测深线则根据设。中间一条测深线应和航道中心线重合，两侧的测深线则根据航道宽度均匀平行布设。航道宽度均匀平行布设。5-3 海底地形测量海底地形测量5-3 海底地形测量海底地形测量检查测深线布设：检查测深线布设：检查测深线方向应尽量与主测深线方向垂直，分布均匀，检查测深线方向应尽量与主测深线方向垂直，分布均匀，长度应不少于主测深线总长的长度应不少于主测深线总长的5%5%。三、导

14、标放样三、导标放样为了使测量船能沿着所设计好的测深线方向航行，为了使测量船能沿着所设计好的测深线方向航行，通常在岸上通常在岸上沿测深线方向设立两个导标沿测深线方向设立两个导标，以指示测量，以指示测量船航行。布设导标时，可借助岸边的控制点用极坐标船航行。布设导标时，可借助岸边的控制点用极坐标或用罗盘仪测定导标位置，主要有两种布设方法：或用罗盘仪测定导标位置，主要有两种布设方法：1 1、罗盘仪放样导标、罗盘仪放样导标：根据预先在图板上量取的各测深线方位角，采用根据预先在图板上量取的各测深线方位角，采用罗盘仪在实地按磁方位拨角，确定前、后导标的位置。罗盘仪在实地按磁方位拨角，确定前、后导标的位置。5

15、-3 海底地形测量海底地形测量2 2、经纬仪配合放样导标、经纬仪配合放样导标三、导标放样三、导标放样5-3 海底地形测量海底地形测量四、水位测量和测船定位四、水位测量和测船定位1. 1. 水位观测水位观测 水位观测的目的为计算确定深度基准面以及为水深测水位观测的目的为计算确定深度基准面以及为水深测量提供水位改正值。量提供水位改正值。2. 2. 测深船的定位测深船的定位 海底地形测量时，测船以均匀的速度行驶在测深线上，海底地形测量时，测船以均匀的速度行驶在测深线上，并按规定的间距进行水深测量和确定点的平面位置。并按规定的间距进行水深测量和确定点的平面位置。5-1 海底地形测量海底地形测量五、海底

16、地形测量数据处理五、海底地形测量数据处理1.1.水深改正水深改正由观测深度得到海图深度即图载水深。由观测深度得到海图深度即图载水深。2.2.等深线勾绘等深线勾绘勾绘等深线的目的：在于了解海底地貌的形状，分析勾绘等深线的目的：在于了解海底地貌的形状，分析水下探测的完善性，从而确定是否需要补测和加密探测等。水下探测的完善性，从而确定是否需要补测和加密探测等。因此，勾绘等深线时，要仔细、全面和尽可能地反映出海因此，勾绘等深线时，要仔细、全面和尽可能地反映出海底地貌的变化情况。底地貌的变化情况。5-3 海底地形测量海底地形测量勾绘等深线遵守原则：勾绘等深线遵守原则：（1）应将等于或小于等）应将等于或小于等深线数值的深度点划入浅的深线数值的深度点划入浅的一边；一边；（2）等深线要勾绘平滑、）等深线要勾绘平滑、自然；自然；（3）个别浅滩的深度点）个别浅滩