注冊(cè)測(cè)繪師海洋測(cè)繪案例講義.ppt

海洋測(cè)繪案例講義 斑點(diǎn)牛 一 海洋測(cè)量案例分析 1準(zhǔn)備工作 資料收集 設(shè)備調(diào)試 測(cè)線布設(shè) 多波束校準(zhǔn) 動(dòng)吃水測(cè)定2測(cè)量過(guò)程 水深測(cè)量 潮汐測(cè)量 聲速測(cè)量3數(shù)據(jù)處理 多波束數(shù)據(jù)處理 水深改正 質(zhì)量控制 歸位計(jì)算4質(zhì)量評(píng)估 主檢比對(duì)5圖形繪制 對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)和水深轉(zhuǎn)換 根據(jù)比例尺設(shè)計(jì)圖幅 繪制水下地形圖 6成果提交 資料整理 匯編和提交 注 水深改正主要涉及水位改正 聲速改正 姿態(tài)改正 吃水改正 其中姿態(tài)改正由定姿系統(tǒng)自動(dòng)完成 吃水改正為測(cè)量實(shí)施前準(zhǔn)備工作內(nèi)容 1 準(zhǔn)備工作 測(cè)線布置 測(cè)線布置 主要因素有方向和間隔 分為計(jì)劃測(cè)線和實(shí)際測(cè)線 測(cè)深線分為主測(cè)深線和檢查測(cè)深線 單波束 主測(cè)深線間隔圖上1cm 多波束 海底全覆蓋且有重疊度 保持20 重疊 測(cè)線方向布置原則 有利于顯示海底地貌 有利于發(fā)現(xiàn)障礙物 有利于工作 多波束還要考慮機(jī)動(dòng)性 安全性 最小測(cè)量時(shí)間 測(cè)線方向 多波束測(cè)深測(cè)線與等深線平行 單波束與等深線垂直 狹長(zhǎng)地區(qū)可以布設(shè)成45 檢查測(cè)線 應(yīng)至少與每條測(cè)線相交一次 檢查定位 測(cè)深 水位改正的精度 1 準(zhǔn)備工作 測(cè)線布置 測(cè)線方向 1 沙嘴岬角 石陂延伸處 一般應(yīng)布設(shè)輻射線 如布設(shè)輻射線還難以查明其延伸范圍時(shí) 則應(yīng)適當(dāng)布設(shè)平行其輪廓線的測(cè)深線 2 重要海區(qū)的礁石與小島周?chē)鷳?yīng)布設(shè)螺旋形測(cè)深線 3 鋸齒形海岸 測(cè)深線應(yīng)與岸線總方向成45 角 4 應(yīng)從碼頭壁外1 2m開(kāi)始 圖上每隔2mm平行碼頭壁布設(shè)2 3條測(cè)深線 5 使用多波束測(cè)聲系統(tǒng)全覆蓋測(cè)深時(shí) 應(yīng)根據(jù)水深 儀器性能 保證測(cè)線間有10 的重疊來(lái)布設(shè)測(cè)線 6 其他海洋工程根據(jù)實(shí)際的需要可采用其他布設(shè)方式 1 準(zhǔn)備工作 多波束校準(zhǔn) 按順序分為 時(shí)延校正 精確到0 1秒橫搖校正 精確到0 01 縱搖校正 精確到0 05 羅經(jīng)校正 精確到0 05 檢校時(shí)對(duì)孤立點(diǎn)進(jìn)行兩次測(cè)量 測(cè)線重疊50 1 準(zhǔn)備工作 動(dòng)吃水測(cè)定 靜態(tài)吃水 幾何求解吃水改正數(shù)動(dòng)態(tài)吃水 當(dāng)動(dòng)態(tài)吃水大于5cm時(shí)要考慮改正 選擇水深為靜態(tài)吃水七倍的水域 岸上架儀器 換能器處立尺 使各速度通過(guò)與靜止時(shí)讀數(shù)對(duì)比 兩次水準(zhǔn)讀數(shù)之差減去潮汐影響 三次觀測(cè)求平均 2測(cè)量過(guò)程 水深測(cè)量 測(cè)深桿 水深小于5m 測(cè)深錘 8 10m 單波束 吃水改正 基線改正 轉(zhuǎn)速改正 聲速改正 通常采用綜合改正 校對(duì)法 水深小于20m 水文資料法 計(jì)算水文數(shù)據(jù)加以改正 大于20m 多波束 單頻或多頻測(cè)深儀 此例題采用多波束測(cè)深 機(jī)載激光測(cè)深系統(tǒng) 能測(cè)到水下50m 當(dāng)有海草及其他植被覆蓋海底的海區(qū) 必須用測(cè)桿 水鉈測(cè)深 2測(cè)量過(guò)程 多波束測(cè)深 船跡方向開(kāi)角窄 垂直方向開(kāi)角寬的波束 單個(gè)波束與接受波束交叉區(qū)域叫腳印 一個(gè)聲脈沖獲得的腳印寬度為一個(gè)測(cè)幅 流程 測(cè)前試驗(yàn) 測(cè)前準(zhǔn)備 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理 檢查設(shè)備 啟動(dòng)主機(jī) 裝入聲納參數(shù) 聲速剖面 輸入導(dǎo)航數(shù)據(jù) 估算起始水深 啟動(dòng)測(cè)深系統(tǒng) 航前航后測(cè)量換能器吃水 現(xiàn)場(chǎng)聲速剖面測(cè)量輸入系統(tǒng) 勻速航行 數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)預(yù)處理和后處理 數(shù)據(jù)處理 為了消除噪音 數(shù)據(jù)處理方式分為投影法 前進(jìn)方向投影 正交方向投影 垂直正投影 曲面擬合法 為了清除躍點(diǎn) 貝濟(jì)埃法 B樣條法 最小二乘擬合法 2測(cè)量過(guò)程 聲速測(cè)量 影響聲速的水文要素包括鹽度 深度 溫度影響 其中溫度影響最大 溫度變化1 聲速變化0 35 鹽度增加1 聲速增加1 14m s 深度增加100m 聲速增加1 75m s 聲速測(cè)量分為吊放式 適合漂泊 和消耗式 適合航行 聲速測(cè)量?jī)x原理 脈沖時(shí)間法 干涉法 相位法 脈沖循環(huán)法 多波束要實(shí)測(cè)聲速剖面 數(shù)據(jù)后處理改正方法分為 改變聲速剖面和幾何改正 相鄰聲速剖面差值不大于2m s 2測(cè)量過(guò)程 潮汐測(cè)量 驗(yàn)潮 為了確定驗(yàn)潮站多年平均海面 深度基準(zhǔn)面 各分潮調(diào)和常數(shù) 獲得測(cè)深水位改正數(shù) 傳遞 長(zhǎng)期驗(yàn)潮站可以沿用已有的深度基準(zhǔn)由陸地水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè) 也可以利用連續(xù)1年以上水位觀測(cè)資料分析調(diào)和13個(gè)主分潮用弗拉基米爾法計(jì)算 短期驗(yàn)潮站和臨時(shí)驗(yàn)潮站 可采用幾何水準(zhǔn) 潮差比法 3天平均潮差和3天平均海平面比值 最小二乘曲線擬合 四個(gè)主分潮與L比值法 由鄰近長(zhǎng)期驗(yàn)潮站或具有深度基準(zhǔn)面數(shù)值的短期驗(yàn)潮站傳算 測(cè)區(qū)兩個(gè)以上驗(yàn)潮數(shù)據(jù)要按照距離加權(quán)平均 短期驗(yàn)潮站的平均海面 一般用鄰近的兩個(gè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站的平均海面轉(zhuǎn)測(cè)求得 轉(zhuǎn)測(cè)誤差不得大10cm 2測(cè)量過(guò)程 潮汐測(cè)量 潮位站布設(shè) 相鄰之間距離應(yīng)滿足潮高差1m 最大潮時(shí)差不大于2h 潮汐性質(zhì)基本相同 不能滿足的地方可在灣頂 河口 水道口 無(wú)潮點(diǎn)增設(shè)臨時(shí)水位站 潮位觀測(cè)實(shí)施 觀測(cè)間隔至少每30min一次 取整點(diǎn)或者半點(diǎn)讀數(shù) 高低平潮及其前后1h和水位異常時(shí) 每10min測(cè)量一次 取值分米 時(shí)間取自整分 觀測(cè)誤差不大于2cm 采用雙站或多站改正水位時(shí) 潮位觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)應(yīng)比水深測(cè)量作業(yè)時(shí)間前后各延長(zhǎng)1h 2測(cè)量過(guò)程 潮汐測(cè)量 水位改正 將瞬時(shí)海平面歸算到平均海面 深度基準(zhǔn)面 方法主要有 線性?xún)?nèi)插 假設(shè)條件是兩站間瞬時(shí)海面線性 時(shí)差法內(nèi)插 假設(shè)兩站間潮波傳播均勻 潮高和潮時(shí)和距離成比例 分帶內(nèi)插 分帶界線方向和潮波傳播方向垂直 最小二乘參數(shù)法 由潮差比 潮時(shí)差 基準(zhǔn)面偏差空間內(nèi)插而得 潮汐比較參數(shù) 潮差比 放大因子 潮時(shí)差 平移因子 基準(zhǔn)面偏差 垂直移動(dòng)因子 按站數(shù)多少分為 單站改正 一個(gè)驗(yàn)潮站范圍內(nèi) 按整點(diǎn)或半點(diǎn)水位數(shù)據(jù)內(nèi)插出改正數(shù) 雙站 用兩個(gè)站水位數(shù)據(jù)分帶改正 多站 用三個(gè)站水位數(shù)據(jù)分帶改正 3數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量評(píng)估 數(shù)據(jù)處理 多波束數(shù)據(jù)處理 水深改正 質(zhì)量控制 歸位計(jì)算多波束檢查 1船體坐標(biāo)系和設(shè)備安裝是否正確 2系統(tǒng)校準(zhǔn)是否正確 3測(cè)線布設(shè)方向和有效掃寬是否符合要求 4邊緣波束虛假信號(hào)是否得到抵消 5船速和聲速剖面是否符合要求 6人機(jī)交互 測(cè)線模式 可疑信號(hào)處理是否正確 7水深改正和水深點(diǎn)抽稀是否正確 單波束補(bǔ)測(cè) 1測(cè)深線間隔超過(guò)規(guī)定間隔1 2 2兩定位點(diǎn)間測(cè)深線漏測(cè)在定位圖上超過(guò)3mm 復(fù)雜海區(qū)漏測(cè) 3回波信號(hào)不正常 不能正確測(cè)量水深 4等深線不能正常勾繪或海底地貌探測(cè)不完全 5驗(yàn)潮工作時(shí)間不符合要求 主檢比對(duì) 檢查線總長(zhǎng)度應(yīng)不少于主測(cè)線總長(zhǎng)的5 抽查定位點(diǎn)一般不少于20 主 檢點(diǎn)位水深比對(duì)時(shí) 重合深度點(diǎn)應(yīng)符合一定的限差 超限的點(diǎn)數(shù)不得超過(guò)參加比對(duì)總點(diǎn)數(shù)的25 相鄰圖幅拼接處至少重疊測(cè)設(shè)了一條測(cè)深線 圖形繪制和成果提交 對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)和水深轉(zhuǎn)換 根據(jù)比例尺設(shè)計(jì)圖幅 繪制水下地形圖成果提交 資料整理 匯編和提交 二海圖繪制案例分析 1編輯準(zhǔn)備 即總體設(shè)計(jì) 確定海圖規(guī)格 內(nèi)容 表示方法2數(shù)據(jù)輸入 把圖形資料 數(shù)字資料 文字資料輸入電腦3數(shù)據(jù)處理 一是數(shù)據(jù)預(yù)處理 二是新編海圖的數(shù)據(jù)處理4圖形輸出 總體設(shè)計(jì) 海圖設(shè)計(jì) 海圖圖幅設(shè)計(jì) 確定海圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 構(gòu)思海圖內(nèi)容及表示方法 分幅設(shè)計(jì) 海圖一般根據(jù)制圖區(qū)域情況采用自由分幅 陸域面積不宜大于圖幅總面積的1 3 自由分幅 設(shè)計(jì)為全張 標(biāo)題配置在圖廓外時(shí) 縱圖廓應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)小25mm 航海圖命名方法 1總圖 以海洋區(qū)域名稱(chēng)命名 2航行圖 以海域地名做起止點(diǎn)命名 3港灣圖 以港口或者島嶼名稱(chēng)命名 數(shù)據(jù)輸入 數(shù)據(jù)輸入 把圖形資料 數(shù)字資料 文字資料輸入電腦海圖資料包括 控制測(cè)量資料 海測(cè)資料 成圖資料 遙感資料 其他 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)預(yù)處理 包括投影 比例尺與坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 基準(zhǔn)面改算新編海圖的數(shù)據(jù)處理 包括新編海圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)建立 制圖綜合 圖形處理 符號(hào)化 拓?fù)潢P(guān)系處理 制圖綜合 定額法 資格法 平方根定律法 圖形輸出 電腦上顯示 噴繪 通過(guò)激光照排機(jī)輸出菲林片 通過(guò)數(shù)字式直接制版機(jī)輸出印刷版 通過(guò)數(shù)字式直接制版機(jī)直接輸出海圖 2012年海洋測(cè)量相關(guān)例題 第三題 18分 某地區(qū)為海島綜合開(kāi)發(fā)建設(shè) 利用現(xiàn)有二等大地控制網(wǎng)成果 布設(shè)于覆蓋沿海島嶼的C級(jí)GPS網(wǎng) 并與驗(yàn)潮站網(wǎng)進(jìn)行了水準(zhǔn)聯(lián)測(cè) 1 測(cè)區(qū)條件 該地區(qū)島嶼地理環(huán)境復(fù)雜 海陸交通困難 個(gè)別海島驗(yàn)潮站位于地勢(shì)陡峭的岸邊 有些驗(yàn)潮站臨近碼頭的大型作業(yè)設(shè)施或高壓輸電線 為使GPS點(diǎn)盡量靠近驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn) 給GPS點(diǎn)位的選擇造成一定的困難 2 執(zhí)行規(guī)范 全球定位系統(tǒng)GPS測(cè)量規(guī)范 等3 外爺觀測(cè)與數(shù)據(jù)處理 1 新測(cè)C級(jí)GPS點(diǎn)若干個(gè) 外業(yè)利用雙頻大地型GPS接收機(jī) 標(biāo)準(zhǔn)精度5mm 1ppm 進(jìn)行了同步觀測(cè) 基線解算后 對(duì)所有三邊同步環(huán)的坐標(biāo)閉合差Ws和各坐標(biāo)分量閉合差Wx Wy Wz進(jìn)行檢核 Ws 限差為 為基線測(cè)量中誤差 按實(shí)際水平變長(zhǎng)計(jì)算 固定誤差和比例誤差系數(shù)采用GPS接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度 其中某三邊同步環(huán)的坐標(biāo)閉合差Ws限差為6mm 2 利用本地區(qū)已經(jīng)建立的覆蓋沿海島嶼的高精度區(qū)域似大地水準(zhǔn)面模型 將國(guó)家高程基準(zhǔn)傳遞到海島上 以得到海島上GPS點(diǎn)的國(guó)家高程基準(zhǔn)的高程 將GPS點(diǎn)與驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè) 以同時(shí)得到基于當(dāng)?shù)厣疃然鶞?zhǔn)面的高程 其中 某海島驗(yàn)潮站附近GPS點(diǎn)A基于國(guó)家高程基準(zhǔn)的高程為1 986m 基于當(dāng)?shù)厣疃然鶞?zhǔn)面的高程為4 434m 該區(qū)域高程異常0 77cm 該驗(yàn)潮站附近海域中有一暗礁B 海圖上標(biāo)注的最淺水深為1 2m 問(wèn)題 在海島驗(yàn)潮站附近選擇GPS點(diǎn)點(diǎn)位應(yīng)注意哪些事項(xiàng) 計(jì)算該三邊同步環(huán)的平均邊長(zhǎng) 結(jié)果取至0 01 及各坐標(biāo)分量閉合差Wx Wy Wz的限差 結(jié)果取至0 1mm 計(jì)算暗礁B的大地高和基于國(guó)家高程基準(zhǔn)的高程 列出計(jì)算步驟 結(jié)果取至0 001m 分析 第一問(wèn)要加上和驗(yàn)潮站通視 其他同大地測(cè)量GNSS站點(diǎn)要求 第二問(wèn) B點(diǎn)基于國(guó)家高程基準(zhǔn)的高程 A點(diǎn)基于國(guó)家高程基準(zhǔn)的高程 當(dāng)?shù)厣疃然鶞?zhǔn)面的高程 B點(diǎn)水深 1 986 4 434 1 2 3 648mB點(diǎn)大地高 B點(diǎn)基于國(guó)家高程基準(zhǔn)的高程 高程異常 3 648 0 776 2 872m 2013年海洋測(cè)量相關(guān)例題 某沿海港口在航道疏浚工程完成后 委托某測(cè)繪單位實(shí)施航道水深測(cè)量 以檢驗(yàn)疏浚是否達(dá)到15m的設(shè)計(jì)水深要求 有關(guān)情況如下 測(cè)量基準(zhǔn) 平面采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系 高程采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn) 深度基準(zhǔn)面采用當(dāng)?shù)乩碚撟畹统泵?2 測(cè)區(qū)情況 附近有若干三等 四等和等外控制點(diǎn)成果 分布在山丘 碼頭 建筑物頂部等處 港口建有無(wú)線電發(fā)射塔 燈塔等設(shè)施 3 定位 采用載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS定位 選擇港口附近條件較好的控制點(diǎn)A作為基準(zhǔn)臺(tái) 測(cè)量船作為流動(dòng)臺(tái) 基準(zhǔn)臺(tái)通過(guò)無(wú)線電數(shù)據(jù)鏈向流動(dòng)臺(tái)播發(fā)差分信息 測(cè)量開(kāi)始前收集了A點(diǎn)高程hA和在1980西安坐標(biāo)系中的平面坐標(biāo) xA yA 以及A點(diǎn)基于1980西安坐標(biāo)系參考橢球的高程異常值 A 另外還收集了4個(gè)均勻分布在港口周邊地區(qū)的高等級(jí)控制點(diǎn) 同時(shí)具有1980西安坐標(biāo)系和2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的三維大地坐標(biāo) 通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 得到A點(diǎn)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的三維大地坐標(biāo) BA LA HA 驗(yàn)潮 在岸邊設(shè)立水尺進(jìn)行驗(yàn)潮 水尺零點(diǎn)在深度基準(zhǔn)面下1m處 5 測(cè)深 在測(cè)量船上安裝單波束測(cè)深儀 經(jīng)測(cè)試 測(cè)深儀總改正數(shù) Z為2m 在航道最淺點(diǎn)B處 測(cè)深儀的瞬時(shí)讀數(shù)為16 7m 此時(shí)驗(yàn)潮站水尺讀數(shù)為4 5m 問(wèn)題 簡(jiǎn)述A點(diǎn)作為差分基準(zhǔn)臺(tái)應(yīng)具備的條件 2 根據(jù)已知點(diǎn)成果資料 本項(xiàng)目最多可以計(jì)算得到幾個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù) 分別是什么參數(shù) 3 簡(jiǎn)述將A點(diǎn)已知高程hA轉(zhuǎn)換為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系大地高HA的主要工作步驟 4 計(jì)算航道最淺點(diǎn)B處的水深值 并判斷航道疏浚是否達(dá)到設(shè)計(jì)水深 分析 4最淺點(diǎn)B點(diǎn)的水深值 HB