海洋测绘综述
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海洋测绘技术中的声纳测量方法与原理海洋测绘技术是一项涉及海底地形、海洋资源、海洋环境和海洋生物等多个领域的综合性技术。
其中,声纳测量方法在海洋测绘中占据重要地位。
声纳是一种利用声波传播和反射的原理进行测距和测量的技术,通过声纳测量方法,可以获取海洋中的地形、物体分布和水下结构等信息。
声纳测量方法的核心原理是利用声波在水中的传播和反射进行测量。
声波是一种横波,通过水中的传播,可以被水下物体反射回来。
根据声波的传播速度和返回时间,可以计算出目标物体与声纳器之间的距离。
在声纳测量中,通常会使用低频声纳器,因为低频声波具有较强的穿透能力,可以在一定程度上穿透海洋中的浮游生物和海藻等干扰物,有效测量水下地形。
在声纳测量中,首先需要安装声纳器设备。
声纳器通常由发射器和接收器两部分组成,发射器负责发射声波信号,接收器负责接收反射回来的声波信号。
发射器发出的声波信号在水中传播,碰到水下物体时会发生反射,反射的声波信号被接收器接收并转化为电信号。
接收器将接收到的信号通过数据传输线路传输到控制中心进行处理和分析。
声纳测量方法通常采用的是单点测量方式,即通过声纳设备在海洋中不同位置进行测量,然后将测量的数据进行处理和分析。
在测量过程中,需要考虑到声波在水中传播时会因为水温、盐度和压力的不同而发生折射和衰减。
因此,在数据处理中需要对声波的传播速度进行修正,以提高测量数据的准确性。
除了单点测量外,声纳测量方法还可以进行多波束测量。
多波束测量是利用多个声波发射器和接收器同时进行测量,可以获取更多的信息。
多波束测量可以通过组合不同的声波信号,获得更详细的地形信息和物体分布信息。
同时,多波束测量还可以提高测量的精度和效率,减少数据处理的工作量。
在海洋测绘中,声纳测量方法的应用非常广泛。
声纳测量可以用于海底地形的测量和绘制海底地形图,可以用于水下工程的勘测和设计,可以用于海洋资源的探测和开发,还可以用于海洋环境的监测和保护。
声纳测量方法的进一步发展和应用,将为海洋测绘技术提供更多的信息和数据。
海洋测绘中的潮汐测量与预测方法潮汐是海洋中最重要的自然现象之一。
随着海洋测绘技术的发展,人们对潮汐的测量和预测方法也有了更深入的研究。
本文将介绍海洋测绘中常用的潮汐测量与预测方法。
一、潮汐测量方法1. 潮汐观测站测量法潮汐观测站是最常用的测量方法。
观测站安装有测量设备,如封闭管、浮标等,通过测量海面的垂直变化来计算潮汐的高度。
这种方法能够提供准确的潮汐数据,但需要长时间的观测和连续的监测。
2. GPS测量法全球定位系统(GPS)是一种利用卫星信号定位的技术,也可以用来测量潮汐。
通过安装在测量站点的GPS接收器,可以实时测量地球表面的垂直运动,并计算出潮汐的高度。
这种方法具有高精度和实时性的优势,但需要高精度的GPS设备和复杂的数据处理。
3. 水产浮标测量法水产浮标是一种可以测量海洋表面运动的设备。
通过安装在浮标上的传感器,可以测量海洋表面的垂直变化,并计算出潮汐的高度。
这种方法适用于需要进行大范围测量的情况,但精度相对较低。
二、潮汐预测方法1. 基于历史数据的统计模型基于历史数据的统计模型是最常用的潮汐预测方法之一。
通过分析历史数据中的潮汐规律,可以建立潮汐预测模型,然后根据当前的日期和时间来预测潮汐的高度和时间。
这种方法简单易行,但对数据的准确性要求较高。
2. 基于数学模型的计算方法基于数学模型的计算方法是一种较为精确的潮汐预测方法。
通过建立潮汐运动的数学模型,可以计算出潮汐的高度和时间。
这种方法需要进行复杂的数学计算和建模,对计算设备的要求较高。
3. 基于卫星遥感数据的预测方法随着卫星遥感技术的发展,人们可以利用卫星图像来预测潮汐。
通过分析卫星图像中的海洋表面运动,可以推断潮汐的高度和时间。
这种方法可以提供全球范围内的潮汐预测,但受到卫星图像的分辨率和数据更新频率的限制。
综上所述,潮汐测量与预测是海洋测绘领域中重要的研究方向。
通过不同的测量方法和预测模型,人们可以获得准确的潮汐数据,并应用于海洋资源开发、海洋环境监测等领域。
海洋测绘服务在海洋环境保护中的案例分析海洋环境保护是当今世界所面临的重要问题之一。
海洋污染、过度捕捞、生物多样性丧失等问题已经对全球海洋生态系统造成了巨大的压力和威胁。
为了解决这些问题,增加对海洋环境的监测和保护已成为当务之急。
海洋测绘服务的应用以其高精度、高效率的特点,成为海洋环境保护的重要工具之一。
本文将通过几个案例来分析海洋测绘服务在海洋环境保护中的作用和影响。
1. 案例一:海洋生物多样性保护海洋生物多样性的保护是海洋环境保护的核心之一。
通过海洋测绘服务可以获取大量的海洋生物多样性数据,帮助科学家和环保机构了解海洋生物分布和生态系统健康状况。
例如,利用卫星遥感技术和潜水器等设备,可以对珊瑚礁、海草床等特定区域进行高精度的测绘,获得相关的生物多样性数据。
这些数据有助于保护者了解海洋生物的分布范围和数量变化,为保护珊瑚礁和海草床提供科学依据。
2. 案例二:海洋污染监测海洋污染是海洋环境保护中的重要问题之一。
海洋测绘服务可以帮助监测和评估海洋污染的程度和影响范围。
例如,通过卫星遥感技术可以监测海洋表面的油污染,对于漏油事故的快速响应和应急处置提供及时的数据支持。
另外,通过无人机和声纳等技术,可以对海洋底质进行测绘,帮助发现和评估海底污染物的分布和浓度,以及其对生态系统的影响。
3. 案例三:海洋自然保护区划定海洋自然保护区的划定是保护海洋生态系统的有效方式。
海洋测绘服务可以提供详细的地理信息数据,帮助科学家和政府机构确定合适的保护区位置和边界。
例如,利用测绘技术可以确定海洋特定区域的地形、海床地貌、海流和水质等信息,为保护区的划定提供科学依据。
此外,测绘数据还可以提供海洋生态系统的空间分布图,帮助评估保护区的成效和管理效果。
4. 案例四:海洋生态系统恢复与修复海洋测绘服务在海洋生态系统的恢复和修复中也发挥着重要作用。
例如,在珊瑚礁的修复中,利用测绘技术可以帮助科学家了解珊瑚分布的变化和珊瑚生长的状况,以及其对周边环境的影响。
测绘技术中的海洋测量常见问题解答海洋测量是测绘技术领域中一个极具挑战和重要性的分支。
在这个领域中,涉及到了海洋深度测量、海底地形、海洋生态环境等方面的问题。
然而,海洋测量中存在着一些常见问题,本文将结合实际情况对这些问题进行解答。
问题一:在海洋测量中,深度测量中的错误如何避免?深度测量是海洋测量中最基础也是最重要的部分。
在传统的深度测量方法中,使用声纳设备进行测量。
然而,由于水下环境的复杂性,容易出现深度测量的误差。
为了避免这些错误,可以采取以下措施:1. 在测量前做好准备工作,包括检查设备的工作状态、调节好声纳的频率和增益等参数。
2. 在测量过程中,要保持设备的稳定性,尽量避免设备与船体之间的摩擦和震动,以减小测量误差。
3. 在进行数据处理时,应对测量数据进行滤波和平均处理,以去除噪声和偶然误差。
问题二:如何解决海洋测量中的导航问题?在海洋测量中,准确的导航是非常重要的一环。
导航问题的解决可以采用以下方法:1. 使用全球定位系统(GPS)进行导航。
GPS系统是一种基于卫星的导航系统,能够提供高精度的位置定位和导航服务。
2. 使用惯性导航系统。
惯性导航系统是一种基于加速度计和陀螺仪等传感器,通过测量物体的加速度和角速度来推算出位置和姿态的一种导航系统。
3. 使用激光雷达等激光测距设备进行导航。
激光测距设备可以通过测量物体到设备的时间差来计算出物体的距离,从而实现导航目的。
问题三:如何保证测量数据的准确性和精度?在海洋测量中,测量数据的准确性和精度是至关重要的。
为了保证测量数据的准确性和精度,可以有以下方法:1. 确保测量设备的准确性。
在使用测量设备之前,应进行校准和检验,确保设备的测量准确性。
2. 采用多个测量点进行重复测量。
通过多次测量同一点,可以减小随机误差,提高测量精度。
3. 进行数据处理和分析。
在数据处理和分析过程中,可以采用平均值滤波、插值等方法,进一步提高测量数据的准确性和精度。
问题四:如何解决海洋测量中的遮挡问题?在海洋测量中,由于海洋的复杂性,常常会出现遮挡问题,即无法直接观测到待测物体或地物。
海底地形测绘技术的基本方法与步骤导言海底地形测绘技术是指通过使用各种测绘设备和方法来研究和测量海底地形的科学与技术。
随着人类对海洋资源的开发和利用需求的增加,海底地形的测绘成为了不可忽视的任务。
本文将介绍海底地形测绘技术的基本方法与步骤。
一、船舶测量方法船舶测量是海底地形测绘技术最常用的方法之一。
这种方法通过在船上装备测深仪、声纳等测量设备,从而实现对海底地形的测量。
测深仪通过发射声波,并通过记录声波来回传播的时间以及声波的反射情况,来计算出海底的深度。
声纳则是使用激光的原理,通过测量反射回来的激光的时间来计算海底的高度。
二、遥感技术遥感技术是通过卫星或飞机等载体上的传感器,获取海洋地表和海底地形信息的方法。
这些传感器可以通过电磁辐射的测量,获取到不同波长下的数据,并通过处理分析,得到地表和海底地形的信息。
遥感技术具有大范围、连续、多时相的特点,可以提供更为全面的海底地形测量数据。
三、地震勘探地震勘探是一种通过观测地震波在地球中传播的方法,来研究地球内部结构与海底地形的方法。
地震波在不同介质中传播速度的差异会导致地震波的折射、反射以及散射等现象。
通过观测这些现象,可以推断出地震波在地下的传播路径,从而间接得到地下结构的信息。
四、星载重力测量星载重力测量是一种利用卫星携带的高精度重力仪器测量地球重力场变化情况的方法。
地球的重力场受到地球内部不均匀分布的物质引起的扰动,而海底地形会导致地壳对地球重力场的改变。
通过记录卫星在海底地形上空的重力场变化情况,可以推断出海底地形的信息。
五、数值模拟方法数值模拟方法是通过使用计算机进行插值和计算,来模拟和重建海底地形的方法。
数值模拟方法可以通过将现有的测量数据输入计算机,使用插值算法和模型,计算出不同位置的海底地形。
这种方法可以辅助实际测量数据的不完整性,从而获得更为全面的海底地形信息。
结论海底地形测绘技术是一项复杂而重要的任务,通过使用不同的方法和技术,可以获得更为全面和准确的数据。
第一章绪论1. 名词解释(1) 海洋测绘/海洋测绘学:研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布,及编制各种海图的理论和技术的学科。
(2) 海洋:海洋是地球表面包围大陆和岛屿的广大连续的含盐水域,是由作为海洋主体的海水水体、溶解和悬浮其中的物质、生活于其中的海洋生物、邻近海面上空的大气、围绕海洋周缘的海岸和海底等部分组成的统一体。
(3) 海岸带:海陆交互的地带,其外界应在15~20m等深浅一带,这里既是波浪、潮汐对海底作用有明显影响的范围,也是人们活动频繁的区域;其内界,海岸部分为特大潮汐(包括风暴潮)影响的范围,河口部分则为盐水入侵的上界。
(4) 海岸线:近似于多年平均大潮、高潮的痕迹所形成的水陆分界线。
(5) 潮上带(海岸):高潮线以上狭窄的陆上地带,大部分时间里裸露于海水面之上,仅在特大风暴潮时才被淹没,故又称为潮上带。
(6) 潮间带(海滩):高低潮之间的地带,高潮时被水淹没,低潮时露出水面,故又称为潮间带。
(7) 潮下带(水下岸坡):低潮线以下直到波浪作用所能到达的海底部分,又称为潮下带。
(8) 大陆边缘:大陆与大洋连接的边缘地带,也是大陆与大洋之间的过渡带。
通常由大陆架、大陆坡、大陆隆及海沟组成。
(9) 大陆架:大陆周围被海水淹没的浅水地带,是大陆向海洋底的自然延伸,其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方(大陆架外缘)为止。
(10) 内海:亦称内水,指领海基线以内的水域。
(11) 领海:沿海国主权之下的、与其陆地或内海相邻接的一定宽度的水域。
(12) 领海基线:沿海国家测算领海宽度的起算线。
(13) 毗连区:一种毗连国家领海并在领海外划定的一定宽度、供沿海国行使关于海关、财政、卫生和移民等方面管制权的一个特定区域。
(14) 大陆专属经济区:领海以外并邻接领海,介于领海与公海之间,具有特定法律制度的国家管辖水域。
海洋测绘技术调研一.海洋测绘研究的重要性与必要性人类社会发展到今天,海洋越来越引起人们的普遍关注。
随着科学技术的迅速发展,为人类向海洋的深度和广度进军提供了技术保障。
海上油气的开采,已从浅海伸向深海。
在美国的西海岸、墨西哥弯、北海、地中海、南沙、孟家拉湾、波斯湾等海区,开采油气活动十分繁忙,井架林立。
许多国家已投入相当资金发展海洋产业,海上运输,捕捞,养殖,科学考察等活动,呈现出前所未有的繁荣景象。
海洋测绘是一项基础性建设工作,是海洋科学技术的一部分,海洋科学技术的历史进程已从认识海洋推进到为开发海洋服务的新阶段。
因此,要全面地为国家海洋经济建设服务,发展海洋测绘高科技,改造传统的作业方式和信息服务方式,建立适应海洋开发的测绘数据库,研究新理论,开辟新专业,提供多种类的海洋自然地理要素,与海洋产业开发部门挂钩了解,有针对性地开展提供海洋测绘信息服务的专题研究,有效地为产业部门的经济建设提供测绘保障。
随着海洋资源的逐步开发和海洋经济地位的提高,濒海国家争夺海洋势力范围的斗争趋向尖锐,海上军事冲突和局部战争的危险在增加。
我国地处亚洲东部大陆,濒临西太平洋,按照联合国《海洋法公约》,应归我国管辖的内水、邻海、大陆架专属经济区的面积约有300多万平方公里,大陆海岸线18万多公里,岛屿6500多个。
与我国大陆相比,占有很大的比重。
战后40多年来,我国海上军事斗争一直面临着严峻的局面。
近年来,尽管世界总的形势趋向缓和,但是由于世界经济、技术发展、海洋产业的兴起,能从海洋获取巨大的经济利益,海洋在濒海国家战略中的地位和作用日益提高,濒海国家在海洋权益上的矛盾和斗争日益突出。
我国海上相邻朝鲜、韩国、日本、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、越南等国。
在我国管辖的数百万平方公里的海域中,有一半是与邻国有争议的区域。
争议的核心问题是对海洋资源的占有,表现形式是划定大陆架和专属经济区的范围。
部分邻国对应属于我国的岛礁和海域提出了主权要求,有的则强行占领、瓜分海域、掠夺资源。
海底地形测量中的测绘技术要点和步骤海底地形测量一直是海洋地质研究的重要组成部分,但由于海底环境复杂、测量难度大,使得海底地形测量成为一个具有挑战性的技术领域。
本文将探讨海底地形测量中的测绘技术要点和步骤。
一、海底地形测量技术要点1.选定适当的测量方法海底地形测量通常采用声纳测深仪、多普勒测流仪等仪器。
在选择测量方法时,应根据测区的深度、水流状况、地形复杂程度等因素进行综合考虑,以确保测量结果的准确性。
2.合理布设测量网格在海底地形测量中,测量网格的布设非常重要。
合理的布设可以确保对整个测区的地形进行全面覆盖,并减少误差的积累。
根据测区的实际情况,确定合适的网格大小和布设密度是进行有效测量的关键。
3.充分利用辅助数据在海底地形测量中,辅助数据的使用可以提高测量效率和准确性。
可利用现有的卫星遥感数据、海底地质调查数据等,进行预处理和分析,为后续的测量工作提供参考依据。
4.确保测量数据的质量海底地形测量的数据质量直接关系到测量结果的准确性和可信度。
因此,应严格按照测量规范进行测量操作,注意仪器的校准和调试,合理控制测量误差,并进行数据质量评估和验证。
二、海底地形测量步骤1.前期准备在进行海底地形测量之前,需要进行充分的前期准备工作。
包括确定测区范围、收集相关资料、进行测区的预调查等。
通过对测区的了解和分析,为后续的测量工作制定合理的方案和策略。
2.测量仪器配置和校准根据测区的特点和测绘要求,选择合适的测量仪器,并进行仪器的配置和校准。
确保仪器的正常运行和准确测量。
3.海底地形测量根据实际的测量要求和方法,进行海底地形测量工作。
通过船载仪器的工作,获取海底地形数据和相关参数。
在测量过程中,应注意船舶的行驶速度、测量仪器的工作状态等,确保数据的质量和准确性。
4.数据处理和分析对测得的海底地形数据进行处理和分析。
包括数据的修正和纠正、数据的滤波和插值等。
通过对数据的处理,得到更加精细和准确的海底地形图。
5.结果展示和应用将测得的海底地形数据和结果进行展示和应用。
如何利用测绘技术进行海底地形测量与绘制海底地形测量与绘制海洋,广袤而神秘的世界,一直以来都是人类探索的对象。
然而,海洋的深邃和复杂性使得我们无法直接观察和了解海底的地形。
为了揭开海底的神秘面纱,测绘技术在海底地形测量与绘制中扮演着重要的角色。
本文将探讨如何利用测绘技术实现海底地形的测量与绘制。
一、概述海底地形测量与绘制是指利用各种测量手段和技术,对海底地形进行系统地调查、测量和绘制的过程。
它的目的是获取准确的地形数据,并以图形的方式表达出来,以便科学研究、资源开发和海洋工程等领域的应用。
二、测量技术1.声纳技术声纳技术是利用声波在水中的传播特性,通过发射声波信号并接收回波来获取海底地形数据的一种方法。
它主要包括单波束测深和多波束测深。
单波束测深通常适用于较浅的海域,而多波束测深则能提供更详细和精确的地形数据。
2.激光雷达技术激光雷达技术是一种通过发射激光脉冲并接收回波进行测量的方法。
它的优势在于具有高精度、快速获取数据和较大的测量范围等特点。
激光雷达技术适用于浅海和近岸区域的测量,对于海底地形绘制有着重要的意义。
3.卫星测高技术卫星测高技术是指利用卫星搭载的测高仪器对海面的高度进行测量,从而间接获取海底地形数据的方法。
这种技术具有覆盖范围广、周期长和精度高等优势,能够提供大范围的海底地形数据,尤其适用于对大洋的测量。
三、测量流程1.前期准备在进行海底地形测量与绘制前,需要进行一系列的前期准备工作。
首先,需要对测量区域进行筛选与划定,并确定测量的目标和要求。
其次,需要选择合适的测量技术和仪器设备,并进行准备和调试。
此外,还需要了解当地的海洋环境和天气条件,为后面的测量工作做好准备。
2.数据采集数据采集是海底地形测量与绘制的核心环节。
根据所选的测量技术,使用相应的仪器设备进行数据采集。
例如,利用声纳技术进行测量时,需要设置合适的声纳发射频率和接收增益,控制声纳航行轨迹,并实时接收和记录回波数据。
而利用激光雷达技术进行测量时,则需要将激光雷达设备安装在测量船只上,进行船舶的航拍测量。
第2节海洋测量知识点1、技术设计为了保证海洋测量工作顺利开展,在测量实施前必须深入调查、收集资料,进行技术设计。
技术设计的主要内容(1)确定测量目的和测区范围;(2)划分图幅及确定测量比例尺;(3)确定测量技术方法和主要仪器设备;(4)明确测量工作的重要技术保证措施;(5)编写技术设计书和绘制有关附图.知识点2、控制测量海洋测量中的控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。
1平面控制测量建立平面控制网的传统方法是三角测量和精密导线测量。
随着技术进步,传统的三角测量技术逐步被gps控制测量技术替代。
平面控制测量技术设计工作一般分为资料收集和分析、初步设计、实地勘察、技术设计书编制等四个阶段。
按照《海道测量规范》(gb 12327-1998)中关于平面控制精度的规定,海洋测量控制点分为海控一级点(以hi表示)和海控二级点(以h2表示)以及测图点(以h c,表示)。
海控点的分布应以满足水深测量和海岸地形测量为原则。
海洋测量平面控制基本要求和投影分带规定见表2-2-1海控一、二级点布设的方法主要采用gps测量、导线测量和三角测量,测图点可采用gps快速测量法,以及导线、支导线和交会法测定。
其图形布设要依据地形条件和仪器装备情况而定。
海控点和测图点的基本精度指标见表2-2-2。
用于平面控制的主要控制点应采用常规大地测量的方法测定,其相对准确度为1/100 000。
采用卫星定位方法测定控制点时,在置信度为95%时,定位误差不超过10 cm。
而不能用于发展平面控制的次级控制点,采用常规大地测量的方法测定时其相对准确度不得大于1/10 000,采用卫星定位方法测定时不得大于50 cm。
高程控制测量的方法主要有几何水准测量、测距高程导线测量、三角高程测量、gps高程测量等。
在有一定密度的水准高程点控制下,三角高程测量和gps高程测量是测定控制点高程的基本方法。
电磁波测距三角高程测量可代替四等水准测量和等外水准,但三角高程网各边的垂直角应进行对向观测。
海洋测绘技术及其发展之研究摘要:在“一带一路”、智慧城市及海岸带建设等影响下,海洋测绘技术受到更多的重视。
在发展海洋经济、海洋生态环境保护、海洋国土空间规划、海岸带生态修复等方面海洋测绘技术发挥着关键性作用。
本文结合当前发展现状阐述前沿性海洋测绘技术并对技术的发展予以展望,以期能够为未来海洋测绘技术的发展形成助力。
关键词:海洋;测绘技术;发展;海洋工程前言:在高速发展的信息化、智能化时代,云计算、互联网、大数据平台等先进技术在测绘领域不断运用。
丰富了海洋测绘的数据获取方式,提高了数据处理效率。
海洋测绘工作具有基础性、全局性和国际性等特点,现代测绘技术也逐渐向着高精度、高分辨率、高数据处理效率的方向发展。
因此,为进一步提高海洋测绘技术水平,本文阐述海洋测绘技术的同时对其发展提出合理化建议具有重要意义。
1.海洋测绘内涵海洋测绘技术包括海洋空间地理信息的测量和表达,可以采集、处理、运用海洋领域人文、几何、物理等方面的地理空间信息[1]。
作为测绘学的一项重要分支,其能够支撑着海洋科研、海洋军事等活动的开展。
2.海洋测绘技术2.1海洋大地测量技术海洋大地测量是将陆地测量向海区延伸的一项模式,保证海洋测量控制基准使其根本目的。
能够辅助建立海洋大地物理层面、几何层面、重力层面和磁力层面等的基准体系,对整体框架予以维护。
除海洋大地测量外还需建立海洋控制网,对岛礁、海岸、海底以及水体的控制网予以布设、测量。
作为大地控制网的重要组成部分,海洋大地测量是陆地平面框架向海区的延伸。
海洋垂直基准由平均海平面、陆地高程基准和深度基准面等内容构成[2]。
在潮位站所获取的潮位数据能够辅助去而定海洋垂直基准。
伴随着GNSS技术、卫星测高等技术的发展,海洋垂直基准所确定的表达方式和数据源也发生着重大变革。
2.2海洋导航定位技术定位服务是开展海洋服务的基础。
当前中国北斗卫星系统、美国CPS、俄罗斯GLONASS以及欧盟CALILEO所构成的GNSS定位系统均可提供海上的位置服务。
如何进行海洋测量与海底地形图绘制海洋测量和海底地形图绘制是现代海洋科学的重要组成部分,它们对于海洋资源开发、海洋环境保护和海上交通安全具有重要意义。
本文将介绍海洋测量和海底地形图绘制的一般步骤以及相关的技术和装备。
海洋测量是指通过对海洋及其周边地区进行测量和观测,获得海域地形、水深、洋流、浪高等一系列海洋特征和数据的科学方法。
海洋测量的数据是进行海洋工程、海洋科学研究和海上活动规划的基础。
海底地形图绘制是根据收集、整理的测量数据,绘制出海底地形的图像或地图。
海洋测量和海底地形图绘制的主要步骤如下。
第一步是测量设备的选择和布设。
海洋测量需要使用一系列测量设备,如多波束测深仪、声学测深仪、全球定位系统(GPS)等。
根据测量的要求和任务,选择合适的设备,并在海洋工作平台上进行布设。
第二步是测量数据的采集和处理。
通过测量设备采集的数据需要进行处理和校正,以提高测量精度。
采集到的海洋数据需要经过清洗、滤波等处理步骤,去除干扰信号,得到准确的测量结果。
第三步是数据的整理和管理。
海洋测量会产生大量的数据,需要进行整理和管理,以便后续的分析和利用。
数据整理包括数据筛选、分类、编码等工作,同时要建立完善的数据管理系统,以方便数据的存储和检索。
第四步是海底地形图的绘制。
根据清理和处理后的测量数据,采用图形处理软件进行海底地形图的绘制。
在绘制过程中需要考虑海底地形的高程、坡度、地形特征等因素,以及海底地貌和地壳运动等影响。
在进行海洋测量和海底地形图绘制时,需要使用一系列的技术和装备。
其中,多波束测深仪是进行高精度海底测量的主要装备,它能提供详细的海底地形数据。
声学测深仪可以快速获得水深信息,常用于大面积的海域测量。
此外,还可以利用卫星遥感数据和地震勘探技术进行海底地形的获取。
海洋测量和海底地形图绘制在海洋工程、航海导航、海洋资源勘探和环境保护等方面起着重要作用。
海洋工程中需要准确的海底地形数据来设计和建设海洋结构物,如海底油气管道、海底电缆等。
海洋观测技术现状综述I. 前言- 随着人类活动的增加,海洋环境受到越来越大的威胁。
因此,了解海洋环境的变化受到了越来越多的科学家和政策制定者的关注。
- 海洋观测技术的快速发展和进步,使得我们能够更好地理解和预测海洋环境的变化。
II. 海洋观测技术的分类和原理- 描述了不同类型的海洋观测技术以及它们的原理。
这包括浮标、水下机器人、卫星遥感等。
- 解释不同技术之间的优缺点、精度和适用范围。
III. 海洋观测技术在环境监测中的应用- 讨论海洋观测技术在环境监测中的应用。
这包括海洋污染、温室气体排放和海洋生态系统等方面。
- 重点讨论新兴技术如人工智能和大数据分析在环境监测中的应用。
IV. 海洋观测技术在气象和海洋预报中的应用- 围绕海洋观测技术在气象和海洋预报中的发展展开。
这包括海洋风、海浪、温度和水位等参数的监测。
- 描述现有技术在预测飓风、气旋、洪水和其他自然灾害方面的应用。
V. 未来发展方向和挑战- 评估当前海洋观测技术的限制以及未来可能的发展方向。
- 讨论挑战,包括高成本、数据质量和技术的标准化问题等。
同时,建议如何克服这些挑战以便更好地理解和预测海洋环境的变化。
VI. 结论- 总结现有的海洋观测技术及其在环境监测和预报中的应用。
- 强调海洋观测技术对于保护和管理海洋生态系统以及应对自然灾害等方面的重要性。
最后,展望未来的发展前景。
随着人类活动的增加,海洋环境受到越来越大的威胁。
不同的海洋环境变化,包括海表温度上升、酸化程度增加和沉积物的增加,已经开始影响我们的地球,造成生物相的变化,同时也威胁到全球的经济和社会发展。
因此,了解海洋环境变化的现状和未来演变情况,成为了越来越多科学家和政策制定者的目标。
海洋观测技术是了解海洋环境变化的重要手段,它可以在空间、时间和不同深度上监督海洋环境的变化趋势,帮助我们预测气象变化、自然灾害等重要信息。
今天,浮标、水下机器人、卫星遥感等先进技术正在被广泛应用于海洋环境监测和预报。
测绘技术中的海洋勘探方法介绍测绘技术是一门应用学科,它通过测量和采集数据来构建地理信息系统,为地球科学和工程领域提供支持。
其中,海洋勘探是测绘技术的重要分支之一,它致力于研究海洋地质、海洋生物和海洋资源等,以满足社会对海洋环境的需求。
1.海底地球物理勘探海底地球物理勘探是海洋勘探中的重要手段之一。
通过使用声波、电磁波和地震波等方法,可以获取海底地质和地球物理信息。
其中,声波勘探是最常用的方法之一。
声波在水中的传播速度和传播路径会受到海底地质和地球物理条件的影响,通过分析声波的传播规律,可以对海底地质结构进行研究。
此外,电磁波勘探和地震波勘探也可以提供海底地球物理信息,为海洋资源开发和海洋环境保护提供依据。
2.海洋地质钻探海洋地质钻探是一种深入研究海洋地质的方法。
通过在海底下钻探,可以获取地质样品和地质记录,从而研究海底地质的成因和演化过程。
海洋地质钻探可以采用不同的方法,包括钻孔录管、岩心钻探和岩芯采样等。
这些方法可以获取不同深度和不同类型的地质样本,为科学家提供了研究海洋地质的重要资源。
3.卫星遥感技术卫星遥感技术是一种通过卫星获取海洋地理信息的方法。
通过使用航天器上的传感器,可以获取海洋表面温度、海洋色素浓度、海洋表面风速等信息。
这些信息对于海洋生物和海洋环境的研究非常重要。
此外,卫星遥感技术还可以监测海洋污染、海洋动力过程等,为海洋环境保护提供及时和可靠的数据支持。
4.水文测量技术水文测量技术是一种测量和分析海洋水文参数的方法。
通过使用水流仪器、水质仪器和潮汐测量仪器等设备,可以获取海洋水文参数,如水温、盐度、水压等。
水文测量技术对于研究海洋环境和预测海洋灾害等具有重要的意义。
此外,水文测量技术还可以获取水下地貌、水下植被等信息,为海洋生态系统研究提供数据支持。
5.地理信息系统技术地理信息系统技术是一种海洋勘探中常用的数据处理和分析方法。
通过将测量和采集的数据输入到地理信息系统中,可以构建海洋地理数据库,进而实现对海洋地理信息的管理、分析和应用。
海洋测绘中的海况和海流对测量的影响海洋测绘是一项重要的科学研究工作,它主要通过测量海洋的海况和海流来获取海洋环境的相关信息。
海况和海流对测量的影响是不可忽视的,本文将从不同角度探讨这一问题。
首先,海况对海洋测绘的影响主要表现在测量精度和可靠性上。
海洋是一个复杂而多变的环境,风浪、潮汐、浪涌等自然因素都会对测量结果产生影响。
例如,在测量海洋地形时,海况的荡漾会导致测量器材受到影响,造成测量误差的增加。
此外,海洋中存在的强风、大浪等恶劣环境也会给测量工作带来很大的困难,影响测量的准确性和可重复性。
其次,海洋中的海流也是海洋测绘中的一个重要考量因素。
海流是水流在海洋中的运动状态,它的存在会对测量仪器的布设和测量方向产生影响。
如果没有对海流进行准确的测算和分析,测量结果很可能与实际情况有偏差。
对于深度测量等需要准确获取海底地形的工作而言,了解和掌握海流的情况非常重要。
否则,可能会导致误判和错误的决策,给航海安全和海洋资源开发带来潜在风险。
在海洋测绘中,需要注意的是海况和海流的时空变化特性。
海况和海流都是时刻变化的,受到气象、地理等多种因素的影响。
因此,在进行测量之前,必须对海况和海流进行详细调查和分析,制定相应的测量策略和计划。
同时,在测量的过程中,还需要实时监测海况和海流的变化,及时调整测量参数和仪器配置,以确保测量结果的准确性和可靠性。
此外,海况和海流的影响不仅局限于测量工作本身,还对海洋资源开发、航海安全等方面具有重要意义。
准确了解海况和海流的情况,可以为海洋资源勘探、海底管道敷设、海上风电等工作提供参考和支持。
同时,对于航海活动而言,了解和预测海况和海流的变化也是十分重要的,可以避免事故和减少经济损失。
总之,海况和海流对海洋测绘的影响不可忽视。
在进行测量工作时,必须充分考虑海况和海流的时空变化特性,进行详细调查和分析。
只有通过科学合理的测量策略和方法,以及实时监测和调整,才能获得准确、可靠的测量结果,为海洋科研、资源开发和航海安全等方面提供有力支持。
海底地形测量与海洋资源调查的方法介绍海洋是地球上最神秘和丰富的领域之一,吸引着人们的好奇心和探索欲望。
了解海洋地形和海洋资源的分布和特点对于人类的生存和发展具有重要意义。
本文将介绍海底地形测量和海洋资源调查的一些常用方法。
一、声纳测深法声纳技术是测量海底地形的主要方法之一。
通过向水下发射声波并记录反射回来的时间和强度,可以获得海底地形的信息。
声纳测深法广泛应用于海洋科学研究、海底工程和海图制作等领域。
它的优点是测量范围广,测量速度快,但精度一般较低。
二、多波束测深法多波束测深法是一种高精度的海底地形测量方法。
它利用多个声波束同时测量,可以提供更精确的地形数据。
多波束测深系统通常由一组水声发射器和接收器组成,发射器会同时发射多个声波束,接收器则接收多个反射波。
通过分析多个声波束的到达时间和强度,可以确定海底地形的高程和形态。
三、卫星遥感技术卫星遥感技术是一种通过卫星对地球进行观测的方法。
利用卫星上的多光谱传感器,可以获取海洋表面的反射和散射数据,进而分析海洋的表层地形。
这种方法具有全球覆盖面广、样本获取方便等优点。
通过卫星遥感技术,可以绘制海洋的海面高度、水温和水质等信息,为海洋资源调查提供重要数据支持。
四、声学测量技术声学测量技术包括声速剖面测量、声纳图像测量和声呐绘图等方法。
声速剖面测量是通过测量声波在水中传播的速度来推测水下环境的物理性质,如温度、盐度等。
声纳图像测量可以通过记录声波反射的强度和时间来获取海底地形的信息。
声呐绘图是利用声波对海底进行扫描,可以获得海底地形的照片和立体图像。
五、地震探测技术地震探测技术是一种利用地震波测量地下地质结构的方法。
在海洋中,地震探测技术常用于海洋沉积物和地壳构造的研究。
通过向水下发射地震波并记录其传播路径和反射情况,可以推断出海底地形和地壳的构造特征。
地震探测技术在海洋石油勘探和地质灾害预测等方面有着重要应用。
六、无人潜水器和遥控水下机器人随着科技的不断发展,无人潜水器和遥控水下机器人正在成为海洋地形测量和海洋资源调查的重要工具。
使用雷达测绘海底地形的方法与工具介绍雷达测绘是一种常用的技术手段,广泛应用于各个领域,其中之一就是海底地形的测绘。
随着科技的发展,现代雷达技术在海底测绘方面取得了巨大的突破,使用雷达测绘海底地形已成为海洋勘探领域中不可或缺的手段。
一、测绘原理雷达测绘海底地形的基本原理是利用声波在水中传播的特性。
雷达发射装置将高频声波向水下发射,当这些声波遇到在水下的不同物体时,会发生反射和折射现象。
测量接收到的反射信号和已知的发射信号之间的时间差,结合传播速度可以计算出物体与测量设备之间的距离。
通过逐点扫描,可以得出海底地形的三维形态,这种方法被称为声纳。
二、工具设备雷达测绘海底地形所使用的主要工具设备是声纳设备,包括发射器、接收器和计算机处理系统。
发射器负责发出高频声波,接收器接收并记录反射信号,计算机处理系统则负责处理接收到的数据,生成海底地形的图像。
此外,还需要配备定位工具,如全球卫星导航系统(GNSS)接收器或惯性导航系统(INS)等,来确定测量设备的位置和朝向。
三、测量方法1. 单波束法单波束法是最基本的海底地形测绘方法,也是最早应用的方法之一。
该方法通过在水下发射一束声波,接收反射信号来确定海底地形。
由于只使用一束声波,会存在一些盲区,即声波无法到达或接收到反射信号的区域。
这种方法适用于测绘较小范围的海底地形。
2. 多波束法多波束法通过使用多个发射器和接收器,能够同时发射和接收多个声波束。
这样可以大大提高测量效率,并减少盲区。
多波束法的应用范围更广,可以用于大范围海底地形的测绘。
3. 侧视声呐法侧视声呐法是一种特殊的声纳测量方法,它通过将声纳装置安装在潜水器或水下航行器上,侧向扫描水下地形。
这种方法适用于较深海域的测绘,可以获取更详细的地形信息。
四、数据处理与分析获取的海底地形数据需要进行处理和分析,以便生成地形图。
数据处理包括去除噪声、修正测量误差和校正定位偏差等步骤。
随后,根据所需精度和应用目的,选择合适的算法对数据进行插值、平滑和三维重建等处理,最终生成可视化的地形图。
海洋测绘综述
海洋测绘是一项基础性建设工作,是海洋科学技术的一部分,海洋科学技术的历史进
程已从认识海洋推进到为开发海洋服务的新阶段。因此,要全面地为国家海洋经济建设服务,
发展海洋测绘高科技,改造传统的作业方式和信息服务方式,建立适应海洋开发的测绘数据
库,研究新理论,开辟新专业,提供多种类的海洋自然地理要素,与海洋产业开发部门挂钩
联系,有针对性地开展提供海洋测绘信息服务的专题研究,有效地为产业部门的经济建设提
供测绘保障。
自《联合国海洋法公约》生效以后,许多濒海国家面临着海域疆界划分的问题,我国
与周边国家正在举行海洋国土划界的谈判工作。海洋划界与陆地划界有着许多不同之处,茫
茫海面没有任何标志物,海底地形变化很大,只能靠仪器测量和标定出它的踪迹。海洋划界
主要是靠图上作业,从划界方案的研究到确定界线,自始自终都离不开海图,必须要有精度
高、比例尺合适、反映海底地形准确的海图。因此,要加快我国海洋测绘高技术的发展,利
用新技术、新装备对我国中近海区,特别是近邻周边国家的海区进行精确测量,为我国的海
区划界谈判工作提供详细、可靠的海区地理资料。
一、海洋测绘的任务
下图为海洋测绘的任务和主要内容
海洋测绘任务
科学性任务
实用性任务
海洋磁力测量 海洋重力测量 海水面测定 海洋控制测量 海洋定位测量 海洋测深 海底地形勘测 海洋
制图
研究地球形状 研究海底地质构造运动 海洋环境研究的测绘保障 海上划界 其他海底工程 渔业捕捞 近岸工程 航运
救援
航道
自然
资源
勘探
和离
岸工
程
物理海洋测量
几何海洋测量
二、海洋测绘的特点
(1)海洋测量中三维坐标(X、Y、H)须同步测定,即平面位置和深度同步测定
(2)海洋测量中作业距离较大,海洋无线电测距一般必须采用低频电磁波,水下测量
采用声波作为信号源
(3)海洋测深受潮汐、海流和温度的影响,必须考虑这些因素对测量结果的改正
(4)海洋测量在不断运动着的海水面上进行,具有动态性,必须考虑四维性
(5)海洋测量无法进行重复观测,为了提高测量精度,必须采用多套不同的仪器系统
进行测量,从而产生同步多余性
(6)海洋测量观测条件比较复杂,观测精度相对较低。
三、研究现状
⒈ 全海域、立体获取技术体系已初步形成
传统海底地形地貌测量主要借助船载多波束测深系统和侧扫声纳系统来获取。随着卫
星重力技术的发展,借助重力梯度变化的海底地形大尺度反演技术已经出现,并为一些海域
的地球科学研究提供了重要的基础信息,基于可见光的水色遥感技术,借助可见光在水体中
传播和反射后的光谱的变化,结合水深,通过构建反演模型,可实现大面积水域的海底地形
地貌信息获取。并在一些重点水域开展了初步的应用。取得了米级的精度,机载激光测深技
术尽管早在20世纪90年代已经出现,但由于相关技术的落后和我国近海和内水水质的浑浊,
尚未得到很好应用。近年来,随着海岛礁调查专项中岛礁周边海底地形地貌信息获取需求的
增强,加之相关技术的不断完善,机载激光测深技术在海岛礁调查、岸滩水下地形地貌测量
中得到了很好的应用,为了提高海底地形地貌信息获取的分辨率和精度,更好地满足海洋科
学研究和工程应用需要,以AUV/ ROV为平台,携载多波束测深系统、侧扫声纳系统和水下
摄影系统于一体的深海海底地形地貌测量系统已经出现。并在我国一些重点勘测水域和工程
中得到了成功应用,也得到了海事、水下考古、海洋调查等部门的高度重视。目前,从太空、
空中、水面到水下的“立体”海底地形地貌信息获取态势在我国已初步形成。
⒉ 自主知识产权的多波束测深系统已研制成功
相对单波束,多波束测深系统的测深优势主要体现在测深效率显著提高、测深数据分
辨率成量级增长。长期以来,我国的多波束测深系统几乎全部依赖进口,尽管国内相关科研
院所为研制自主多波束系统开展了近20年的努力,但因技术封锁,进展缓慢。可喜的是,
近年来,在哈尔滨工程大学、中科院声学所以及中海达等机构学者和工程人员的共同努力下,
经过大量深入细致的研究,突破了多脉冲发射技术和双条幅检测技术。在保持小声学脚印条
件下,实现了高密度信号采集与处理。采用Dolph-Tchebyshev屏蔽技术,减少了垂直航迹
方向的旁瓣效应,综合采用“单频”和“双频”双系统、“等角”和“等距” 双模式切换,
动态聚焦和窄波束设计等技术,并联合不确定度多波束测深估计等技术,提高了多波束测深
的数据质量、分辨率和可信性,提出了新的相位差解模糊方法和利用可变带宽滤波器改进相
位差序列估计精度方法。提高了测深精度和质量。结合设备工艺改进研究,最终研制了具有
自主知识产权的我国浅水高分辨率多波束系统,并成功实现了商业化。
⒊ 深海高分辨率地形地貌信息获取
尽管多波束和侧扫声纳系统在浅水均具有较高分辨率的海底地形地貌信息获取能力,
但随水深增加,获取信息的分辨率随之迅速降低。该问题已成为深海资源勘查的一个瓶颈,
为此需求,近年来我国学者在硬件系统和数据处理算法方面均开展了深入研究,硬件突破体
现在两方面:其一,采用多脉冲发射技术和双条幅检测技术,提高多波束和侧扫声纳系统的
分辨率。其二,以AUV/ROV为平台,接近海底获取高分辨率海底地形地貌信息,在数据处理
算法方面,根据多波束和侧扫声纳测量信息的互补性,提出了基于二者信息融合的海底高精
度和高分辨率地形地貌信息获取方法。提出了基于高分辨率侧扫声纳图像反演高精度高分辨
率海底地形的新方法。这些研究已在一些水域开展了实践,将测深分辨率提高了近50倍,
并取得了与传统测深结果一致的精度,深海高分辨率地形地貌信息获取难题正逐步得到解
决。
四、海洋测绘新技术及应用
1、卫星定位技术
单基准站常规差分GPS(DGPS)、多基准站差分GPS(RBN/DGPS)网以及广域差分GPS
(WADGPS):提供实时米级甚至亚米级的定位精度;GPS RTK技术:应用于滨海断面测量、
滩涂测量和水下地形测量。
2、水深测量技术
水深测量主要应用声学探测技术,即单波束回声测深技术;多波束测深、机载激光测
深以及卫星遥感测深技术的出现和应用,使测深技术有了新的发展,水深测量效率大为提高。
多波束测深技术以及测深侧扫声纳技术将是今后水深测量技术的重点发展方向。
3、海洋遥感和卫星测高技术
海洋遥感是利用SAR、多光谱及高度计等技术对遥感影像片资料进行加工处理,目前已
在岛礁定位、岸滩监测、岸线确定、浅海测深、航行危险区和他国非法占领海区海图修测等
方面发挥着重要的作用。
卫星测高技术是利用卫星上装载的微波雷达测高仪、辐射计和合成孔径雷达等仪器,
实时测量卫星到海面的距离、有效波高和后向散射系数等,处理和分析这些数据能研究全球
海洋大地水准面和重力异常以及海面地形、海底构造等多方面的问题。
4、数字海图和海洋测绘数据库技术
数字海图和海洋测绘数据库是指存储在计算机可识别的某种介质上(光盘、磁盘等)
的不可视的数字和图形数据,它也可根据需要处理成可视化的图像。
海洋测绘数据库技术主要包括海图数据库、水深数据库、海洋重力数据库、潮汐数据库、
海洋数字地面模型(DEM)数据库及其他与海洋测绘有关的数据库。
5、海洋地理信息系统 (OGIS )
海洋地理信息系统:以海洋空间数据及其属性为基础,存储海洋信息,记录物体之间
的关系和演变过程,具有强大的显示和分析功能,为海洋环境规划、海洋资源的开发与使用、
海战场环境建设提供决策支持、动态模拟、统计分析和预测等,为国家和地方政府、科学研
究机构和经济实体等进行海洋工程建设、资源开发、抗灾防灾以及军事活动等的决策或管理
时,需要迅速、准确、及时地获取海洋地理信息。
五、前景展望
海洋测绘的发展方兴未艾 ,也面临着很多问题 ,这些问题均是因工程应用或全球海洋
问题而产生的 ,因此 ,海洋测绘的发展除跟踪技术前沿外 ,还需考虑这些问题的发展和解
决 ,真正实现技术的进步以及为全人类服务。