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    我国海洋测绘产业:分类及应用

    2019-07-04 15:16:08 来源: 溪流之海洋人生
    聊聊
     

          海洋测绘是一门研究海洋、江河、湖泊以及毗邻陆地区域各种几何、物理、人文等地理空间信息采集、处理、表示、管理和应用的学科,是测绘学的一个重要分支,是一切海洋军事、海洋科学研究及开发和利用活动的基础。

     

    一、海洋测绘的专业细分

    海洋测绘在工程应用方面的主要细分专业包括:海洋遥感、水深测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海洋导航定位、海?#33322;?#19982;海岸带地形测量、侧扫声呐扫测、海洋底质探测、海洋水文测量、海洋地理信息系统等。

    ⒈ 海洋遥感:包括卫星遥感和机载遥感。卫星遥感可得到海量的波浪、温度、海冰及风力等海洋环境数据,对海洋进行实时、全方位的立体监测。机载遥感主要借助机载可见光相机、可见光摄像机、红外相机、高光谱成像仪、LiDAR、SAR、合成孔径雷达等开展海岸带地形岸线、植被、水色等监测。

    ⒉ 水深测量:水深测量是海道测量和海底地形测量的基本手段。水深测量与水下地形测量有所不同,水深测量获取的深度是指在理论深度基准面上的水深,属于海道测量的重要内容;水下地形测量获取的深度是以多年平均海水面或1985国家高程基础为起算面,着重于海陆域基准的统一,用于海洋工?#25506;?#35774;的需要,一般用在海洋工程的施工图中。目前水深测量主要方法为单波束水深测量、多波束水深测量和机载激光测深。

    ⒊ 海洋重力测量:是为研究地球形状和地球内部构造,勘探海洋矿产?#35797;矗?#20445;障航天和远程武器发射?#20154;?#38656;进行的测量。

    ⒋ 海洋磁力测量:海洋磁力测量是海洋地球物理探测的重要内容,它以岩石的磁性差异为前提,根据磁异常场的特征及其分布规律,了解海底岩石磁性不均匀性,进而推断地壳结构和构造、洋底生成和演化历史,以及勘查大陆边缘地区的矿产分布。同时磁法探测不受空气、水、泥等介质的影响,能准确检测出铁磁物质所引起的磁异常,因此也广泛应用于水下小目标尤其是泥下磁性目标的探测,及光电缆、海底路由管线、沉船、铁锚等探测。

    ⒌ 海洋导航定位:包括海上位置服务与水下声学定位。海上位置服务目前主要借助于GNSS全球导航卫星系统定位来进行;水下导航定位多采用水下声学定位系?#24120;?#26159;指用水声设备?#33539;?#27700;下载体或设备的位置的声学技术。

    ⒍ 海?#33322;?#19982;海岸带地形测量:海?#33322;?#19982;海岸带是陆地地形与海底地形的过渡地带,是海洋空间?#35797;?#30340;重要组成,对其进行测量也是海洋工?#25506;?#35774;及海洋空间规划的需要。传统海岸带地形测量多采用全站仪或RTK人工完成,但效率?#31995;?#19988;部分区域施测困难,而利用遥感技术、机载LiDAR结合GNSS、水上水下一体化移动测量具有快速、动态和?#32479;?#26412;等突出优势,将是未来海?#33322;?#19982;海岸带地形测量的发展趋势。

    ⒎ 侧扫声呐测量:侧扫声呐系统是常用的条带式海底成像设备,借助拖鱼上左、右舷换能器阵列发射的宽扫幅波束,并在走航过程中对海底进行线扫描,进而形成可反映水体、海底目标分布和地貌特征的条带图像,是现在比较常用的扫海测量手段。

    ⒏ 海洋底质探测:海洋底质探测是进行海洋动力学研究、海洋矿产?#35797;?#24320;发、船泊锚地选择、海底管线铺设、水下潜器座底、海洋工?#25506;?#35774;等项目实施的基础,海洋测绘中的海底底质探测主要针对海底表面及浅层沉积物性质进行。

    ⒐ 海洋水文测量:海洋水文测量是为了解海洋水文要素分布状况和变化规律所进行的观测,主要观测要素包括:水深、水温、盐度、海流、泥?#22330;?#27874;浪、水色、透明度、海冰、海发光等。分大面观测、断面观测和连续观测三种方式,可利用卫星遥感、机载遥感、海洋浮标、岸基监测及船基测验等方法实施。海流、泥沙?#20154;?#25991;要素观测可用于码头和航道区的选划、海洋环境评价、滩涂演变分析等需要;多要素的水文观测被广泛应用在海洋溢油调查、危险化学品污染监测、赤潮监测、海岸?#36136;?#35843;查、海洋倾倒区选划、海洋?#21248;?#20445;护区选划、海水增养?#22478;?#30417;测和陆源污染物排海监测等工作中。

    10. 海洋地理信息系?#24120;?#28023;洋地理信息系统是海岸带?#35797;?#21644;海洋环境综合管理的需要,也称之为海洋地理信息系统(MGIS)或海岸带地理信息系统(CGIS)。它以海底、海面、水体、海岸带及大气的?#21248;?#29615;境与人类活动为研究对象,对各种来源的空间数据进行处理、存储、集成、显示和管理,进而为用户提供综合制图、可视化表达、空间分析、模拟预测及决策辅助等服务,结合web技术可以实现海洋数据和相关MGIS功能的实时共享。

     

    二、海洋测绘的行业应用

    ⒈ 码头、航道、锚地等工程测量:包括码头前沿、码?#27867;?#27839;及底部、调头区、回旋水域、进出港航道、待泊锚地等,码头前沿、调头区、回旋水域、航道区域一般需要进行水深测量,确保船只在设计水深以上。对于一般水域测量可选择单波束水深测量,对于疏浚、炸礁等整治区域或重要水域需要进行多波束全覆盖水深测量。对于锚地区域除了进行水深测量外,还需要进行浅地层剖面测量和侧扫声呐扫海测量,以确保锚地区域底质符合锚抓力条件,无岩礁出露;对于海底底质环境复杂的锚地区域,还应该进行海洋磁力测量,并进行清障,以确保船只抛锚的绝对安全;码?#27867;?#27839;及底部采用单波束水深测量,其目的是研究海底不断淤积对码头承载力安全所产生的影响,确保码头的运行安全。

    ⒉ 航道整治工程测量:航道整治测量除进行多波束全覆盖水深测量外,还需要进行浅地层剖面测量、侧扫声纳扫海测量和工程地?#39318;?#23380;,有条件下还建议进行海流测验,以保障施工期的施工安全。用浅地层剖面测量、侧扫声纳扫海测量和工程地?#39318;?#23380;来?#33539;?#35774;计水深以上的底质类型分布,对岩礁区?#33539;?#19979;一步炸礁方案,对泥沙质底?#26159;?#22495;则实施航道工程疏浚。

    ⒊ 码头?#20154;?#19979;构建物的检测:目前常用的方法包括侧扫声呐扫侧、多波束测深系统探测(调整探?#26041;?#24230;为斜向)、三维声呐探测、水下激光扫描及水下机器人观察等,可以采用多种方法结合。

    ⒋ 海底管线路由调查:海底管线路由调查包括施工前调查及施工后检测,管线路由也包括光缆、电缆、光电缆、输油管线、输水管线等,一般需要进行水下地形测量、浅地层剖面测量、海底面状况侧扫、水文测验、海水腐蚀分析、表层底质采样和工程地?#39318;?#23380;等项目,同时开展海洋环境、海洋相关利益者、海洋功能区划符合性及地震危?#25307;?#31561;调查。

    ⒌ 滩涂演变分析:滩涂演变分析是海洋地质稳定性评价的重要依据,其中海港回淤测量也可列入其中,主要需进行周期性的水下地形测量和海流泥沙测验。通过周期性的水下地形测量来给出冲涮或淤积速率,并地质稳定性进行评价;通过海流泥沙测验,建立海区的海流泥沙数?#30340;?#22411;,进行场区冲淤计算、评价和预测。

    ⒍ 海底声学特性探测:海底声学特性是海洋地质、水下工程地质、海底矿产?#35797;础?#28023;洋渔业和水下通讯等领域重要的研究内容, 通过海底声反射和声散射等手段可以进行海底底质的声学特征研究。

    ⒎ 海洋遥感应用:海洋遥感技术具有速度快、范围广等特点,可获取海洋的整体情况,能提供更多的实时信息,开展海冰、溢油、绿潮、赤潮、海温、水色、海洋渔业和风暴潮等方面的应用研究,将对我国海况预警报、海洋防灾减灾、海洋环境保护和海洋?#35797;?#24320;发等领域产生积极影响。

     

     

    海洋测绘是人类?#29616;?#28023;洋的重要手段,是海洋一切活动的基础前提。海洋测绘的内容广?#28023;?#24212;用领域也越来越多,相信随着科技的进步与设备的更新,海洋测绘产业将为我们关心海洋、认识海洋、经略海洋,为我国海洋强国建设做出更大贡献。    

     

     

     

     
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