海洋地形測(cè)量

1、 5-1 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量 5-2 5-2 航海圖及使用航海圖及使用 5-3 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 5-4 5-4 其他海洋測(cè)量其他海洋測(cè)量 5-5 5-5 水上測(cè)量軟件系統(tǒng)水上測(cè)量軟件系統(tǒng) 5-6 5-6 海洋測(cè)量信息采集處理技術(shù)海洋測(cè)量信息采集處理技術(shù) 第第5章章 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 一、海道測(cè)量的定義一、海道測(cè)量的定義 以以保證航行安全保證航行安全為目的而對(duì)海洋水體和水下地形進(jìn)行為目的而對(duì)海洋水體和水下地形進(jìn)行 測(cè)量和調(diào)查的工作測(cè)量和調(diào)查的工作, ,也稱也稱水道測(cè)量水道測(cè)量或或航道測(cè)量航道測(cè)量。測(cè)量獲得的。測(cè)量獲得的 水區(qū)的各種資料，可用于編制水區(qū)的各種資料，可

2、用于編制航海圖航海圖等。等。 二、海道測(cè)量的內(nèi)容二、海道測(cè)量的內(nèi)容 海道測(cè)量的內(nèi)容包括控制測(cè)量、海道測(cè)量的內(nèi)容包括控制測(cè)量、岸線地形測(cè)量岸線地形測(cè)量、水深、水深 測(cè)量、測(cè)量、海洋底質(zhì)探測(cè)海洋底質(zhì)探測(cè)、海洋水文觀測(cè)、助航標(biāo)志的測(cè)定、海洋水文觀測(cè)、助航標(biāo)志的測(cè)定、海海 區(qū)資料的調(diào)查區(qū)資料的調(diào)查以及以及航行障礙物的測(cè)定航行障礙物的測(cè)定等。等。 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量 海洋底質(zhì)探測(cè)：海洋底質(zhì)探測(cè)：目的是識(shí)別水底表層結(jié)構(gòu)，為航船目的是識(shí)別水底表層結(jié)構(gòu)，為航船 選擇選擇錨泊點(diǎn)錨泊點(diǎn)或潛艇或潛艇選擇座底點(diǎn)提供資料選擇座底點(diǎn)提供資料。在缺乏航行定。在缺乏航行定 位手段的區(qū)域，還可通過(guò)底質(zhì)采樣位手段的區(qū)域，還

3、可通過(guò)底質(zhì)采樣判斷船舶概位判斷船舶概位。底質(zhì)。底質(zhì) 結(jié)構(gòu)一般通過(guò)用機(jī)械采泥器（如柱狀采樣器）獲取底質(zhì)結(jié)構(gòu)一般通過(guò)用機(jī)械采泥器（如柱狀采樣器）獲取底質(zhì) 樣品，或結(jié)合回聲測(cè)深儀、側(cè)掃聲吶和海底表層剖面儀樣品，或結(jié)合回聲測(cè)深儀、側(cè)掃聲吶和海底表層剖面儀 的回波記錄，分析不同底質(zhì)的平面和剖面分布而獲知。的回波記錄，分析不同底質(zhì)的平面和剖面分布而獲知。 海區(qū)資料調(diào)查：海區(qū)資料調(diào)查：對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)同航行有關(guān)的對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)同航行有關(guān)的氣象、交通氣象、交通 等要素的現(xiàn)時(shí)和歷史情況作全面系統(tǒng)的調(diào)查研究和分析等要素的現(xiàn)時(shí)和歷史情況作全面系統(tǒng)的調(diào)查研究和分析 整理。整理。 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量 三、海道測(cè)量的分類三、海道

4、測(cè)量的分類 根據(jù)測(cè)區(qū)距海岸的遠(yuǎn)近、水下地形的復(fù)雜狀況和制圖的根據(jù)測(cè)區(qū)距海岸的遠(yuǎn)近、水下地形的復(fù)雜狀況和制圖的 要求，海道測(cè)量通常分港灣測(cè)量、沿岸測(cè)量、近海測(cè)量和遠(yuǎn)要求，海道測(cè)量通常分港灣測(cè)量、沿岸測(cè)量、近海測(cè)量和遠(yuǎn) 海測(cè)量海測(cè)量4 4類類。 港灣測(cè)量、沿岸測(cè)量、近海測(cè)量和遠(yuǎn)海測(cè)量所得海圖的港灣測(cè)量、沿岸測(cè)量、近海測(cè)量和遠(yuǎn)海測(cè)量所得海圖的 比例尺和精度要求逐漸降低。比例尺和精度要求逐漸降低。 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量 二二 測(cè)定航行障礙物測(cè)定航行障礙物 航行障礙物的種類：航行障礙物的種類：礁石礁石 、淺灘、沉船、鉆井遺棄的、淺灘、沉船、鉆井遺棄的 鋼管、戰(zhàn)時(shí)布設(shè)的水雷等

5、。鋼管、戰(zhàn)時(shí)布設(shè)的水雷等。 航行障礙物測(cè)定的內(nèi)容：航行障礙物測(cè)定的內(nèi)容： 準(zhǔn)確位置、最淺深度、性質(zhì)準(zhǔn)確位置、最淺深度、性質(zhì) 和延伸范圍和延伸范圍 航行障礙物測(cè)定的方法：航行障礙物測(cè)定的方法： 掃海測(cè)量，即用機(jī)械掃海具掃海測(cè)量，即用機(jī)械掃海具 或側(cè)掃聲吶，在一定的海區(qū)或側(cè)掃聲吶，在一定的海區(qū) 內(nèi)進(jìn)行面的探測(cè)。內(nèi)進(jìn)行面的探測(cè)。 三三 側(cè)掃聲納側(cè)掃聲納 側(cè)掃聲納測(cè)量是現(xiàn)階段掃海測(cè)量、應(yīng)急測(cè)量、掃測(cè)障礙物的重要手段。它 具有分辨率高反映海底地形徹底等單波束多波束設(shè)備所不具備的優(yōu)點(diǎn)，是目 前尋找水下障礙物最有效的方法之一。 隨著聲學(xué)、干涉技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了新型測(cè)深側(cè)掃聲納， 它能夠測(cè)量出

6、海底的高分辨三維成像，能夠測(cè)量海底地形地貌的細(xì)微構(gòu)造，可以 同時(shí)獲得等深線圖和地貌圖的兩大類內(nèi)容。 側(cè)掃聲納測(cè)量系統(tǒng) 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量 目標(biāo)定位(Target Location) 海底特征的確定(Determination of Seabed Configuration) 石油工業(yè)應(yīng)用(Petroleum Industry Applications) 疏浚(Dredging) 掃雷（Minehunting） 環(huán)境應(yīng)用(Environmental Applications) 漁業(yè)（Fisheries） 側(cè)掃聲納側(cè)掃聲納 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量 StarFish 405H 側(cè)掃聲納（英國(guó)

7、Tritech公司） 側(cè)掃聲納側(cè)掃聲納 側(cè)掃聲納技術(shù)運(yùn)用海底地物對(duì)入射聲波反 向散射的原理來(lái)探測(cè)海底形態(tài)，側(cè)掃聲吶 技術(shù)能直觀地提供海底形態(tài)的聲成像，在 海底測(cè)繪、海底地質(zhì)勘測(cè)、海底工程施工、 海底障礙物和沉積物的探測(cè)，以及海底礦 產(chǎn)勘測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。 側(cè)掃聲納的基本工作原理與側(cè)視雷達(dá)類似， 側(cè)掃聲納左右各安裝一條換能器線陣，首 先發(fā)射一個(gè)短促的聲脈沖，聲波按球面波 方式向外傳播，碰到海底或水中物體會(huì)產(chǎn) 生散射，其中的反向散射波（也叫回波） 會(huì)按原傳播路線返回?fù)Q能器被換能器接收， 經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成一系列電脈沖。 5-1 海道測(cè)量海道測(cè)量 確定海岸線的位置確定海岸線的位置 5-1海道海道測(cè)量

8、測(cè)量 海圖按內(nèi)容可分為：普通海圖、專題海圖和航海圖三大類。 5-2航海圖及使用航海圖及使用 海圖的描繪對(duì)象是海洋及其毗鄰的陸地，海洋地形測(cè)量 的常規(guī)方法則是利用船艇進(jìn)行海洋水深測(cè)量的方法，其測(cè)量 定位精度相對(duì)于陸地來(lái)說(shuō)要低得多，所用儀器主要是光學(xué)儀 器，海洋測(cè)量的外業(yè)成果主要是記錄紙、磁帶、文字?jǐn)?shù)據(jù) 海圖的內(nèi)容可歸結(jié)為六大要素： n海岸 n海底地貌 n航行障礙物 n助航標(biāo)志 n水文 n及各種界線 5-2航海圖及使用航海圖及使用 電子海圖 ECDIS 5-2航海圖及使用航海圖及使用 二二 航海圖印色航海圖印色 普通海圖普通海圖 藍(lán)色表示水域 顏色從淺到深 表示水域也是從淺到深 航海圖航海圖 藍(lán)色

9、越深水域越淺，深藍(lán)色有提示作用 5-2航海圖及使用航海圖及使用 導(dǎo)航軟件 三三 航海圖的使用航海圖的使用 5-2航海圖及使用航海圖及使用 海底地形測(cè)量是確定海底地形測(cè)量是確定海底地貌和海底地貌和海底地物海底地物情況，并將有情況，并將有 關(guān)要素展繪在圖紙上。關(guān)要素展繪在圖紙上。 海底地形測(cè)量所繪制的海底地形測(cè)量所繪制的地形圖地形圖是海洋研究、國(guó)防和經(jīng)濟(jì)是海洋研究、國(guó)防和經(jīng)濟(jì) 建設(shè)所必需的基礎(chǔ)資料。建設(shè)所必需的基礎(chǔ)資料。 5-3海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 一、海底地形測(cè)量布點(diǎn)形式與定位方式一、海底地形測(cè)量布點(diǎn)形式與定位方式 1 1、布點(diǎn)形式、布點(diǎn)形式 測(cè)深線測(cè)深線 2 2、定位方式、定位方式 （1

10、1）交會(huì)定位）交會(huì)定位 （2 2）GPSGPS定位定位 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 二、海底地形測(cè)深線布設(shè)二、海底地形測(cè)深線布設(shè) 測(cè)深線可以分：測(cè)深線可以分：主測(cè)深線、補(bǔ)充測(cè)深線和檢查測(cè)深線主測(cè)深線、補(bǔ)充測(cè)深線和檢查測(cè)深線。 （1 1）主測(cè)深線是測(cè)深線的主體，它擔(dān)負(fù)著探明整個(gè)測(cè)）主測(cè)深線是測(cè)深線的主體，它擔(dān)負(fù)著探明整個(gè)測(cè) 區(qū)海底地形的任務(wù)，主測(cè)深線的間隔一般為圖上區(qū)海底地形的任務(wù)，主測(cè)深線的間隔一般為圖上1cm 1cm ； （2 2）補(bǔ)充測(cè)深線起著彌補(bǔ)主測(cè)深線的作用；）補(bǔ)充測(cè)深線起著彌補(bǔ)主測(cè)深線的作用； （3 3）檢查測(cè)深線是檢查以上測(cè)深線的水深測(cè)量質(zhì)量，）檢查測(cè)深線是檢查以上測(cè)深線的水

11、深測(cè)量質(zhì)量， 以保證水深測(cè)量的精度。以保證水深測(cè)量的精度。 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 水流方向 主測(cè)深線可采用如下方向布設(shè)主測(cè)深線可采用如下方向布設(shè) （1 1）垂直于水流軸線方向）垂直于水流軸線方向 測(cè)深線垂直于水流方向，使測(cè)深線正好通過(guò)測(cè)深線垂直于水流方向，使測(cè)深線正好通過(guò)地貌變化地貌變化 比較劇烈和有代表性比較劇烈和有代表性的地方，有利于全面如實(shí)地反映測(cè)的地方，有利于全面如實(shí)地反映測(cè) 區(qū)的海底地形。區(qū)的海底地形。 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 （2 2）與水流軸線成）與水流軸線成4545角方向角方向 通常用于狹窄海道和可能存在礁石、水下沙洲或其它障通常用于狹窄海道和可能存在礁石

12、、水下沙洲或其它障 礙物地區(qū)的水深測(cè)量。礙物地區(qū)的水深測(cè)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 水流軸線的測(cè)深線容納的水深點(diǎn)更多，有利于反映狹窄海道水流軸線的測(cè)深線容納的水深點(diǎn)更多，有利于反映狹窄海道 的地形的地形。 水流方向 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 （3 3）輻射線方向）輻射線方向 大多用于島嶼的延伸部分或孤立的島嶼周圍的水域。大多用于島嶼的延伸部分或孤立的島嶼周圍的水域。輻輻 射線方向布設(shè)使測(cè)深線間距內(nèi)密外疏射線方向布設(shè)使測(cè)深線間距內(nèi)密外疏，近島部分水深點(diǎn)較密，近島部分水深點(diǎn)較密, , 這不僅有利于暗礁、淺灘的發(fā)現(xiàn)，而且，也有利于選擇適宜這不僅有利于

13、暗礁、淺灘的發(fā)現(xiàn)，而且，也有利于選擇適宜 的靠船及登陸地點(diǎn)。的靠船及登陸地點(diǎn)。 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 在重要航道上布設(shè)補(bǔ)充測(cè)深線有兩種方法：在重要航道上布設(shè)補(bǔ)充測(cè)深線有兩種方法： （1 1）補(bǔ)充測(cè)深線方向與主測(cè)深線方向一致，間距則根據(jù)需要）補(bǔ)充測(cè)深線方向與主測(cè)深線方向一致，間距則根據(jù)需要 而定；而定； （2 2）補(bǔ)充測(cè)深線方向和主測(cè)深線方向垂直，即沿航道方向布）補(bǔ)充測(cè)深線方向和主測(cè)深線方向垂直，即沿航道方向布 設(shè)。中間一條測(cè)深線應(yīng)和航道中心線重合，兩側(cè)的測(cè)深線則根據(jù)設(shè)。中間一條測(cè)深線應(yīng)和航道中心線重合，兩側(cè)的測(cè)深線則根據(jù) 航道寬度均勻平行布設(shè)。航道寬度均勻平行布設(shè)。 5-3 海底地

14、形測(cè)量海底地形測(cè)量 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 檢查測(cè)深線布設(shè)：檢查測(cè)深線布設(shè)： 檢查測(cè)深線方向應(yīng)盡量與主測(cè)深線方向垂直，分布均勻，檢查測(cè)深線方向應(yīng)盡量與主測(cè)深線方向垂直，分布均勻， 長(zhǎng)度應(yīng)不少于主測(cè)深線總長(zhǎng)的長(zhǎng)度應(yīng)不少于主測(cè)深線總長(zhǎng)的5%5%。 三、導(dǎo)標(biāo)放樣三、導(dǎo)標(biāo)放樣 為了使測(cè)量船能沿著所設(shè)計(jì)好的測(cè)深線方向航行，為了使測(cè)量船能沿著所設(shè)計(jì)好的測(cè)深線方向航行， 通常在岸上通常在岸上沿測(cè)深線方向設(shè)立兩個(gè)導(dǎo)標(biāo)沿測(cè)深線方向設(shè)立兩個(gè)導(dǎo)標(biāo)，以指示測(cè)量，以指示測(cè)量 船航行。布設(shè)導(dǎo)標(biāo)時(shí)，可借助岸邊的控制點(diǎn)用極坐標(biāo)船航行。布設(shè)導(dǎo)標(biāo)時(shí)，可借助岸邊的控制點(diǎn)用極坐標(biāo) 或用羅盤儀測(cè)定導(dǎo)標(biāo)位置，主要有兩種布設(shè)方法

15、：或用羅盤儀測(cè)定導(dǎo)標(biāo)位置，主要有兩種布設(shè)方法： 1 1、羅盤儀放樣導(dǎo)標(biāo)、羅盤儀放樣導(dǎo)標(biāo)： 根據(jù)預(yù)先在圖板上量取的各測(cè)深線方位角，采用根據(jù)預(yù)先在圖板上量取的各測(cè)深線方位角，采用 羅盤儀在實(shí)地按磁方位撥角，確定前、后導(dǎo)標(biāo)的位置。羅盤儀在實(shí)地按磁方位撥角，確定前、后導(dǎo)標(biāo)的位置。 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 2 2、經(jīng)緯儀配合放樣導(dǎo)標(biāo)、經(jīng)緯儀配合放樣導(dǎo)標(biāo) 三、導(dǎo)標(biāo)放樣三、導(dǎo)標(biāo)放樣 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 四、水位測(cè)量和測(cè)船定位四、水位測(cè)量和測(cè)船定位 1. 1. 水位觀測(cè)水位觀測(cè) 水位觀測(cè)的目的為計(jì)算確定深度基準(zhǔn)面以及為水深測(cè)水位觀測(cè)的目的為計(jì)算確定深度基準(zhǔn)面以及為水深測(cè) 量提供水位改正

16、值。量提供水位改正值。 2. 2. 測(cè)深船的定位測(cè)深船的定位 海底地形測(cè)量時(shí)，測(cè)船以均勻的速度行駛在測(cè)深線上，海底地形測(cè)量時(shí)，測(cè)船以均勻的速度行駛在測(cè)深線上， 并按規(guī)定的間距進(jìn)行水深測(cè)量和確定點(diǎn)的平面位置。并按規(guī)定的間距進(jìn)行水深測(cè)量和確定點(diǎn)的平面位置。 5-1 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 五、海底地形測(cè)量數(shù)據(jù)處理五、海底地形測(cè)量數(shù)據(jù)處理 1.1.水深改正水深改正 由觀測(cè)深度得到海圖深度即圖載水深。由觀測(cè)深度得到海圖深度即圖載水深。 2.2.等深線勾繪等深線勾繪 勾繪等深線的目的：在于了解海底地貌的形狀，分析勾繪等深線的目的：在于了解海底地貌的形狀，分析 水下探測(cè)的完善性，從而確定是否需要補(bǔ)測(cè)和加密探測(cè)等。水下探測(cè)的完善性，從而確定是否需要補(bǔ)測(cè)和加密探測(cè)等。 因此，勾繪等深線時(shí)，要仔細(xì)、全面和盡可能地反映出海因此，勾繪等深線時(shí)，要仔細(xì)、全面和盡可能地反映出海 底地貌的變化情況。底地貌的變化情況。 5-3 海底地形測(cè)量海底地形測(cè)量 勾繪等深線遵守原則：勾繪等深線遵守原則： （1）應(yīng)將等于或小于等）應(yīng)將等于或小于等 深線數(shù)值的深度點(diǎn)劃入淺的深線數(shù)值的深度點(diǎn)劃入淺的 一邊；一邊； （2）等深線要勾繪平滑、）等深線要勾繪平滑、 自然；自然； （3）個(gè)別淺灘的深度點(diǎn)）個(gè)別淺灘的