海洋测绘新技术

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海洋测绘新技术范文第1篇

Abstract: This paper is to study the problem of marine surveying and mapping database maintenance and improved technology. At present, there are still some problem in the marine surveying and mapping industry which will affect the smooth development of seafaring. In this paper, the maintain and improvement of the existing problem in the current marine surveying and mapping databases play a role that can not be ignored in the further development of the marine surveying and mapping industry.

关键词:海洋测绘;数据库;维护;改进

Key words: marine surveying and mapping; database; maintenance; improvement

中图分类号:P229 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)21-0249-02

1海洋测绘数据库的维护问题

1.1 数据库维护更新流程依然需要进一步改进目前,海图数据更新主要是通过纸海图的改版,数据库数据的维护更新方法需要随技术发展不断改进。此外,在人员配备、多源信息收集与分析评价、实行科学的更新技术与方法、必要的标准和规章制度等方面,也需要新的运行机制。

1.2 通告改正技术突破性不足虽然航海通告专题数据库解决了海图数据库通告内容的检索查询,但没有解决海图数据库航海通告的智能化改正问题,当前航海通告的改正完全由人工完成。因而效率较低,还难以做到实时改正和全面改正。

1.3 多源信息机制仍不完善海洋测绘数据库需要及时、快速地获取大量的多源信息,不断补充、更新数据,实现动态运转和维护更新。

2数据库建设要求

2.1 框架设计方面的要求针对海洋测绘资料海量数据、电子数据与非电子资料并存、实体数据(含附属资料)与元数据关联、地理空间数据与非地理空间数据并存、地理空间数据投影与坐标系各异、电子数据格式多样、数据使用频率不同、资料数据流与管理数据流并存的特点,依据业务流程将海洋测绘信息数字平台数据库架构设计为编目库、资料数据库(含元数据库、实体数据库)和管理功能数据库。

2.2 如何做好数据库的建设工作首先,数据库建设技术指标是严格按照《海洋测绘档案资料数据著录规则》执行,其中,元数据库中编号、出版时间、空间区域范围等关键字段不得有任何错漏,其他字段值容错率

3海洋测绘数据库的改进

3.1 拓展海洋测绘数据库的应用除具有传统意义上的数据存储、查询、分析、评价、输出等功能外,更主要的是要利用海洋测绘数据库同一数据源出版电子海图、纸海图、S-57标准海图等不同形式海洋测绘产品;投入一定的技术力量进行水深、碍航物等专题数据库建设,以及现有专题库的改造,使数据库得到更广泛的应用。

3.2 增加数据类型充分利用准确、可靠、现势性好的多源信息,如最新地形资料、测深资料、航海通告、航空航天影像、行政勘界资料等。分析确定各种地理要素,如岸线、港口、水深、助碍航物以及道路、水系、居民地、界线等的位置变化及属性变化,对原有数据库数据进行增删、替换等处理,生成新版数据体,并更改数据库,保持数据库数据的现势性。

3.3 动态更新的必要性现行条件下,海图数据库可采用航海通告的实时维护,当前实行的定期维护显然是不充分、不安全的。航海通告从编辑到刊发一般为一周,因而,海图数据库中涉及通告改正的内容,应该在下期通告前完成,其现势性可保持在l5天之内。利用测量资料和数据、航空航天影像等信息进行海图数据库数据更新,可采用动态更新,一般情况下同一区域大小比例比例尺应同时进行,但在具体作业时要由“大”到“小”,这样既能保证大小比例尺数据的一致性,又能提高更新效率。其更新频度可视具体情况而定。

3.4 改进数据库维护机制海洋测绘数据库每年需要维护更新的数据量十分巨大,因此,必须有一套较为完整的数据库维护更新技术体系,才能实现数据库数据的实时、动态维护更新的设想。这个技术体系应包括:多源信息的自动分析评价,数据的自动融合,变化数据的自动对比检测,航海通告的智能化改正,海图要素的自动综合以及数据质量的自动检查等。将数据库的维护更新作为生产体系的重要组成部分纳入整个海洋测绘产品生产体系中。调整后海洋测绘产品生产体系可由:信息获取、编辑设计、数据采集、数据库管理、数据库维护更新、印前处理、质量控制以及出版发行等工序组成。

3.5 海洋测绘技术方面的创新首先是空间分析技术。在海洋测绘现势资料管理过程中利用空间分析技术实现新旧资料的叠加对比分析、卷帘对比分析等,实现同类资料之间、不同资料之间相同数据格式、不同数据格式数据的同一环境下比对。其次是编目管理技术。依据海洋测绘资料分类标准,系统采用编目管理技术对海洋测绘资料进行分类管理。再次是虚拟资料库技术。通过虚拟资料库技术对库房框架实施规划,并在库房规划数据库支持下快速直观地实现对新资料实体的快速分配柜号功能,并通过点击快速查询显示某个柜子内货架的资料目录。最后是接口技术。解决资料由海洋测绘资料管理系统向海洋测绘档案管理系统归档接口技术,在数据归档过程中,资料管理系统将需要归档的信息以XML方式进行描述,方便档案管理系统进行解析后对资料进行归档处理。

3.6 建立畅通的多源信息网络建立国内机构间、国际组织间的多源信息网络,是获取多源信息的前提和基础,也是海洋测绘数据库维护更新的基本条件,需要逐步形成海洋测绘数据共享的协作机制。

3.7 研究数据分析检测软件国外一些专家提出了一种GIS驱动的变化信息检测方法,国内对变化信息的分析检测也有大量的研究,但大多还处在对部分要素的试验阶段。应积极开展这方面的研究工作,根据国内特点,研究出适合数字化生产和海图数据库维护更新的数据变化检测软件。

参考文献:

[1]郁园通.海洋测绘数据库维护的问题与改进设想[J].海洋测绘,2005,25(5).

海洋测绘新技术范文第2篇

关键词：测量技术，数 字化，信息化

中图分类号： TM930.9 文献标识码：A文章编号：

Abstract: this paper mainly introduces the traditional measuring the concept of learning and research objects, measurement of new technology global positioning technology GPS geographic information technology GIS remote sensing technology RS 3 S and digital photography in the measurement of the advantages and the new technology development in national economic construction of survey, design, construction and maintenance of the various stages of applications.

Keywords: measurement technique, number of words, information

随着科学技术的飞速发展 ，计算机 网络技术、卫星定位系统以及地理信息系统的运用使得现代测绘技术的作用领域不断扩大。目前，世界上已有多个国家实现了现代数字测绘技术代替传统的模拟测绘技术，数字化信息也正朝着网络化的方向发展，这标志着数字化时代已经来临。近年来，我国经济社会信息化水平不断提高，使得社会各个领域对数字化测绘产品的需求量也随之增加，数字化基础地理信息已经成为一种不可或缺的数字地理空间支撑条件。现在，我国正处于非常重要的发展时期，要进一步加强水利、交通、能源等基础设施的建设 以及自然资源的开发利用，这对测绘技术提出更高的要求，同时也提供了更广阔的发展空间。

1、传统测量学

传统测量学是研究如何测定地面点的平面位置及高程，如何将地球表面的地貌及其它信息测绘成图，如何确定地球形状和大小，并将设计图上的工程构造物放到实地上的科学 它的任务与作用包括测绘与测设两个方面 测绘是测定地球表面的自然地貌及人工构造物的平面位置及高程，并按一定比例尺缩放成图，供国防工程及国民经济建设规划设计管理和科学研究用，测设是将设计图上的平面位置和高程实地标设出来，作为施工的依据。

测量学按其研究的对象和应用范围可分为以下几门课程：

普通测量学，研究将地球表面局部的地貌及人工构造物测绘成大比例尺地形图的基本理论和方法的科学，这是测量学的基础。

大地测量学，研究地球表面区域的点位测定以及整个地球的形状大小和地球重力场测定的理论和方法的。

科学摄影测量学，研究利用摄影和遥感技术获取被测地表物体的信息，进行分析处理，绘制成地形图和数字模型的理论和方法的。

科学工程测量学，研究工程建设在规划设计、施工运行、管理等各阶段经行的测量工作的理论和方法的科学制图学，研究将地球表面的点、线经过投影变换后绘制成满足各种不同要求的地图。

2、 测量技术的发展

技术（GIS）遥感技术（RS）及数字摄影测量近些年来，伴随着科学的发展，测量科学也有着巨大的进步，现代数字化技术全球定位系统（GPS ）地理信息技术（GIS ）遥感技术（RS ）及数字摄影测量等各种新技术在测量学中得以研究和应用。

2.1 GPS技术

全球定位系统（GPS ）是美国军方在 1973 年开始发展的新一代卫星导航和定位军事系统，由分布在六个轨道上的21+3个卫星组成，民用限制使用。大约1983年开始用于解决大地测量问题，它的基本定位原理是依据用户和四颗卫星之间的伪距测量，根据卫星在适当参考框架中的已知坐标确定用户接收机天线的坐标信号由卫星发出，基本观测值是信号由卫星天线到接收机天线传播的时间间隔，然后用信号传播速度将信号传播时间换算成距离。按照原理，只要同步观测三颗卫星即可交会出测站的三维坐标 RTK实时动态技术是在 GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的 GPS定位测量方式，是 GPS应用的重大里程碑 RTK测量是将 l 台 GPS接收机安装在已知点上对 GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对 GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用 0TF （运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置 RTK测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度快速地测定图根控制点界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图 同时，也可以根据已有的数据成果快速的进行施工放样，因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍房地产测绘数字化测图及施工放样等各种工作中。

2.2 RS技术

遥感（RS ）是不接触物体本身，用传感器采集目标物的电磁波信息，经处理分析后，识别目标物，揭示其几何物理性质和相互联系及其变化规律的科学技术一切物体，由于其种类和环境不同，因而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性。遥感技术就是利用物体的这种电磁波特性，通过观测电磁波，从而判读和分析地表的目标及现象，达到识别物体及物体存在的环境条件的技术。

2.3 GIS技术

地理信息系统（GIS ）是在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、贮存、检索、更新显示、制图和综合分析应用的技术系统，它是将计算机技术与空间地理数据分布相结合，通过一系列空间操作和分析方法，为地球科学，环境科学和工程设计，乃至政府行政职能和企业经营提供对规划，管理和决策有用的信息，并回答用户提出的问题。目前 GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘 地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用 GIS 数据库内外一体化测图扫描矢量化及全数字摄影测量等技术，为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息，以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。

2.4 3S 技术

3S技术的集成，是 GPS， RS， GIS技术的发展，并走向集成，是当前国内外的发展趋势在3S技术的集成中，GPS主要用于实时快速提供目标物的空间位置，RS用于实时快速提供地表物体及其环境的几何物理信息，以及它们的各种变化 GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的的平台。

2.5 数字摄影测量技术

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品全数字摄影工作站的出现，加上 GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量产品已经从影像图等向 4D产品转化，为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。

2.6地图学技术

现在，地图学已经朝着多层次 、多领域、多时态以及多功能的方向发展。遥感技术 、地理信息系统 技术、自动制图技术以及多媒体技术的发展使地图学的理论、技术和工艺发生巨大变化。地图学技术发 展的关键是如何把遥感技术和其他快速更新地图信息的手段结合，研发出实用化专题地图设计专家系 统、地图自动编辑制版系统以及地图信息分析应用专家系统 。

2.7海洋测绘技术

在海洋测绘方面，海洋测绘技术向着高精度、全覆盖以及全过程自动化的方向发展。利用卫星定位技术或卡尔曼滤波等方法可提高海洋测绘定位精度 ，研发航空航天遥感测深系统或高精度条带式测深系统来达到全面覆盖测量海洋信息的目标，进一步提高海洋测绘自动化过程，通过与海洋图自动制图技术的链接建立海洋图数据库，最终建立海洋测量信息系统。

3、现代测绘技术的作用

3.1在地理信息系统建设中起主导作用

地理信息系统 ( GI S )主要分为 2种，即基础地理信息系统和应用地理信息系统。现代测绘技术 主要为基础地理信息系统建设服务，同时为应用地理信息系统建设提供地理信息平台。GIS的重要内容是地理信息数据，必须依靠现代测绘技术获得良好的地理信息数据。因此，现代测绘技术在地理信息系统建设 中起主导作用。

3．2为城市信息化管理提供帮助

测绘成果是对自然地理要素和地表人工设施的形状 、大小 、位置以及属性等测定的结果，能为城市规划和土地管理等提供重要帮助。测绘资料是一个各等级控制点坐标和各种比例尺地形图，其含有极丰富和详细的地理信息，是城市信息化管理中有关地理信息的唯一来源。由于不同管理部门的职能不同，其对地理信息了解的详细程度的要求也不一样。例如，在城市里同一块区域，城市规划建设和土地管理 等管理部门需要信息量大且准确的较大比例地形图，因为其需要了解该区域建筑物的布局以及土地使用情况，而供电供水部门需要铺设管线，则需要细化到单体房屋类型和结构的地形图。

3.3满足人们对地理位置信息的需求

在现实生活中人们都使用过交通 图等地形图，表明地理位置信息已经成为人类生活的重要组成部分，而测绘资料是绘制地形图的基础，因为构建高质量地形图的关键必须依靠准确详细的测绘资料 。随着 GI S与光盘存储技术、可视化技术和多媒体技术的融合 ，以及与 GPS和遥感技术 ( RS)的集成，将使空间信息获取和处理更新速度大大加快 ，使人们能够对空间信息进行适时处理 ，例如进行车辆定位、手机定位等 ，从而极大地满足了人们对地理位置信息的需求。

海洋测绘新技术范文第3篇

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海洋测绘新技术范文第4篇

关键词：船舶定线制 潮汐控制 CUBE数据处理 障碍物探测

1.引言

船舶定线制是指由岸基部门用法律规定或推荐形式指定船舶在水上某些区域航行时所遵循或采用的航线、航路或通航分道的一种制度，是水上交通繁忙区域实施有效交通管理的主要手段，是对航路合理规划、有效利用的重要方法，代表着水上船舶航行秩序管理的发展方向。

交通运输部根据国际海事组织推荐的船舶定线标准，在南澎列岛和石碑山附近海域规划实施的定线制，旨在改善粤东水域交通安全形势，规范船舶航行行为，保障船舶航行安全，减少船舶交通事故的发生。

2.概述

2. 1任务来源

根据《中华人民共和国海事局关于印发2014年海事测绘计划的通知》（海航保【2014】154号）文件和《中华人民共和国海事局关于印发2015年海事测绘计划的通知》（海航保【2015】149号）文件的有关要求，由广州海事测绘中心负责组织实施粤东水域船舶定线制的扫测工作。其目的是测量定线制范围内及其附近的海道当前详细水深和水文情况，探明会对过往船舶航行构成威胁的海底障碍物，为所需海图的出版提供最新最详细的基础测绘资料。

2.2扫测区域

为改善粤东海区海上交通安全形势，粤东水域规划在南澎列岛和石碑山附近海域设立船舶定线制，由6个通航分道和石碑山南、汕头港外、南澎岛西南、南澳岛南4个警戒区组成。实际测量面积约为1540平方公里。

2.3方案选择

根据现有海域资料分析，粤东定线制海域大部分水深均在30m以下，只有部分水域水深超过30m（主要在南鹏岛附近），按照《全国沿海船舶定线制和航路测量技术要求》的具体要求，定线制和航路测量应采用全覆盖扫海测量方式，考虑到侧扫声纳对航速的要求较高，结合单波束扫测方式效率偏低，且不能全面反映海底状况，为了兼顾扫测工作的成果精度和施测效率，综合各方面因素，确定全部粤东定线制水域采用多波束测深系统进行全覆盖扫测。

3.潮汐控制方案分析研究

3. 1潮汐概况与特征以测量区域内的云澳、汕头等长期验潮站的历史数据与局部潮汐模型等信息，考察测量区域的潮汐概况与特征，作为水位控制方案制定的基本依据。经研究分析测量区域内潮汐类型以不规则半日潮为主，在测区西南侧过渡至不规则日潮。测区潮汐类型数梯度变化明显，南澳岛至海门湾，为不正规半日潮，靖海、神泉很小的一个地区为不正规全日潮。

利用南澳岛附近测量时云澳验潮站与海上定点三天的同步验潮数据，两站相距约11.6海里，三天同步验潮数据及其计算结果表明该测区沿垂直岸线方向的潮差与潮时差均不大，与潮汐类型数等值线图、分潮潮波图反映的情况相吻合。

3.2潮位改正方案确定

鉴于潮位情况和基本特征的分析研究，粤东定线制水域的潮位改正可比较分析以下两种方法，一是基于潮汐模型与余水位监控的潮位改正法，二是基于最小二乘曲线拟合法的多站潮位改正法。

（1）基于潮汐模型与余水位监控的潮位改正法。其精度主要取决于两个方面：①区域潮汐模型的覆盖程度、分辨率与精度；②余水位的空间相关性。对潮汐类型无要求，关注的是潮汐模型的覆盖程度、精度与余水位空间相关性，当潮汐模型可靠且余水位空间相关性很强时，只需沿岸个别验潮站起余水位监控作用。利用南澳与汕头站3年同步数据的检测表明潮汐模型在测区满足水位改正需求且余水位空间相关性很强。只布设云澳、靖海湾与T1三个验潮点。

（2）基于最小二乘曲线拟合法的潮位改正法。对验潮站布设的要求主要需参照海道测量规范的要求，潮位站布设的密度应能控制全测区的潮汐变化，相邻潮位站之间的距离应满足最大潮高差不大于1m，最大潮时差不大于2h，潮汐性质基本相同。基于以上考虑，计划布设短期验潮站7个。其中沿岸验潮站4个，海上定点验潮站3个。

（3）对比分析。综合分析以上两种水位改正方法的对比，基于潮汐模型与余水位监控的潮位改正法具有适用性好、对潮汐性质没有要求、控制范围广、验潮投入少等优点，水位改正的精度优于相关规范与规定的要求，更适合粤东定线制水域的潮位控制。

4.基于CUBE的多波束处理

多波束测深是一种具有高效率、高精度和高分辨率的海底地形测量技术，具有覆盖范围广、精度高、记录数字化以及效率高等诸多优点。但多波束动辄百万级的点云数据，若使用传统全人工数据处理的效率愈显低下，不可避免的加大了数据检查和后处理的难度，应用CUBE（Combined Uncertainty and Bathymetry Estimator）算法，根据地形特征调整了几组CUBE参数设置，对测区网格节点（Node）处进行水深及其相关误差的一种估计，运用 CUBE 原则选择一个“最优”的水深估计值，最后得到节点处的水深及相关误差的估计值。

多波束外业测量时参照IHO S-44规范目标探测及CUBE建面分辨率要求进行了测线布设和船速控制，主要在考虑40米以下水深对1-2m3目标探测要求下的量程、PR值、脉冲长度、波束扫宽、测深模式等参数的设定；多波束数据处理时根据水深和地形特征调整设置CUBE参数，建面分辨率0.25-2m，深度TPU在0.3m以内，在过滤前后均在子区模式下进行了反复的数据检查，还通过查看节点的不确定度，识别坏数据。

CUBE技术的成熟应用使处理人员由数据处理者向数据分析者转变，数据处理的主要任务不再是简单去删除假信号，而是分析假信号的来源、大小，极大的解放了人力，采用人机交互处理数据，提高了工作效率，为多波束的广泛应用打下坚实的基础。

5.障碍物探测精细化

粤东定线制水域使用多波束测深系统和侧扫声纳系统对沉船、浅点等11个障碍物进行了探测，同时采集水柱数据和反散射数据分析确定障碍物特征、属性。

多波束测深系统以条带测量的方式，可以对海底进行100%的全覆盖测量，每个条带的覆盖宽度可以达到水深的数倍，可以获得高精度的水深地形数据，为人们提供了直观的海底形态；侧扫声纳为海底探测提供了完整的海底声学图像。用于获得海底形态，并对海底物质的纹理特征进行定性的描述。针对特殊障碍物探测，还同时进行了水柱数据（Water Column Image）和反散射数据（侧扫/Snippets）采集和处理，提供更为清晰的海底地貌图像，更详细地反映了整个水体中悬浮物和立柱等物体特征，进一步确定了探测目标性质和最浅水深，在多波束新技术应用领域做出了有益的尝试并取得了满意的效果。

在水下目标探测中，多波束测深系统和侧扫声纳系统的互补应用已相当普遍，能够全方位的获取海底目标，对目标性质的判断和确认起到了很好的互补作用，获取的目标属性如大小、方位、姿态等数据更加丰富，加之水柱数据的采集和分析，可对目标区域的底质进行分析判断，更进一步增强了探测结果的精确性和可靠性。

6.结束语

粤东定线制水域是我国南北航路通道要冲，通航环境十分复杂，事故多发，是广东海事局辖区十大危险水域，对该水域定线制海底地形地貌、潮汐、流速流向等地理信息基础数据的采集、分析、研究，填补了定线制无精细多波束全覆盖扫测数据的空白，不但为船舶航行提供安全保障，也为海上救助打捞、海洋管理、合理规划航线、海洋勘探等活动的开展提供支持。

大面积的粤东定线制水域的全覆盖扫测和数据处理是一项工作量巨大的测绘工程，从前期扫测方案的确定、施测计划的制定、设备船舶的准备、具体实施安排和数据成果的编绘都需要科学的谋划、资源的合理调配和精心组织，才能兼顾安全、质量和效率，为以后大型测绘项目的实施提供了丰富的工作经验。

在施测过程中，多种设备的综合应用和数据处理分析方法研究，既提高了工作效率，又推广了先进设备和技术的广泛应用，而且逐渐形成了完善的工作流程和技术标准，不断推动海洋测绘装备技术的向前发展。

参考文献：

[1]曹源.多波束测深数据处理中的CUBE算法探讨[J].中国水运.2009，9（8）：131-132.

[2]黄谟涛，翟国君，管铮，等.多波束测深技术研究进展与展望[J].海洋测绘，2000，（3）：2～7.

海洋测绘新技术范文第5篇

关键词：海底地基形位测量仪 多波束 完整性管理

中图分类号： TU471 文献标识码： A 文章编号：

引言

在海洋石油工程建设运营过程中，如何获取海洋石油平台附近区域的海底地基形位地貌是保障平台导管架安装、后期检测评估的关键技术之一。目前，该地形地貌情况的获得，主要依靠潜水员进行水下探摸及替他物探设备。海底地基形位测量仪是新颖的测量设备，可以获取海洋平台导管架周围水域海底精确的三维地形图。该设备是一种声学多波束超声波测深系统，可以克服平台水域能见度差、水下环境复杂等限制条件，得到高精度、数字化的三维地形图。因此基于多波束测深技术的“海洋平台海底地基形位测量仪”是获取海洋平台地基基础和局部坑型三维地形图像的关键设备。

多波束测深系统能够高效、高精度地探测水下三维地形，是目前海洋测绘等领域应用最普遍、最有效的仪器，此种应用背景下的多波束测深系统在海洋石油工程也被称为“海底地基形位测量仪”。海底地基形位测量仪除需要声纳主机获取的原始水深数据、声反射数据等信息之外，需要利用姿态传感器、GPS、潮位仪等辅助测量设备，通过对以上测量数据进行融合，实现对海洋平台海底地基形位的高精度三维测量。

海底地基形位测量仪介绍

多波束测深系统的工作原理是利用发射换能器阵列向海底发射宽扇区覆盖的声波，利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，通过发射、接收扇区指向的正交性形成对海底地形的照射脚印，对这些脚印进行恰当的处理一次探测就能给出与航向垂直的垂面内几十个甚至上百个海底被测点的水深值，或者一条一定宽度的全覆盖水深条带，能够精确、快速地测出沿航线一定宽度内水下目标的大小、形状和高低变化，从而比较可靠地描绘出海底地形的精细特征。下图2-1给出了多波束工作原理图。

海底地基形位测量仪系统主要包括组合声学换能器、高集成度的发射与接收系统、多处理器阵列信号处理平台以及信号处理模块。下图2-2和图2-3给出了海底地基形位测量仪系统的原理组成框图和换能器和主控计算机照片。此外，为了获取高精度的海底地形信息，除了多波束测深系统自身之外，获得高精度海底地形还需要多种辅助测量设备，如用以提供大地坐标的差分GPS、用以提供测量船横摇、纵摇、艏向、升沉等姿态数据的涌浪滤波器、用以提供所测海区潮位数据的验潮仪、用以提供所测海区声速剖面信息的声速仪等。

图2-1 多波束工作原理图

图2-2 系统组成原理框图

图2-3换能器和主控计算机

整个系统的协同工作，通过硬件实时补偿来降低安装载体运动对水下深度测量精度的影响，并通过测量数据融合及三维地形成像技术，最终形成高分辨率的海洋平台海底地基三维地形图像。海底地基形位测量仪系统主要技术指标如下：

测量水深范围：5m-150m 波束最大覆盖宽度：6倍水深或水平100m

波束数目：128个波束 波束宽度：1.5°×1.5°

测量精度：水深30m以浅：±10cm；水深大于30m：±0.5%水深

海上测量过程简述

海上测量主要工作流程包括设备连接调试、功能性测试、海区初步测量、海区实际测量等步骤。

3.1硬件设备的安装

海底地基形位测量仪声学换能器安装于测量船的船舷侧。综合水流、船体起伏、发动机噪声、螺旋桨干扰等因素，换能器必须远离螺旋桨和排水孔，安装于距船尾约1/3的船舷处。考虑海区测量的灵活性，测量船采用一般不宜采用大的拖轮，一般以中型渔船为宜。

海底地基形位测量仪声学换能器的安装在船舷侧，通过专用电缆与主控计算机相连。为了海上测量方便，测量控制指挥中心一般设置在测量船驾驶舱，并将主控计算机安置在测量控制指挥中心。DGPS、姿态仪等辅助测量设备安放合适并通过串口与主控计算机相连。设备硬件连接示意图图3-1所示。

图3-1设备硬件连接示意图

海底地基形位测量仪声学换能器的安装方式采用舷侧悬挂方式，支撑底座需焊接或螺栓固定于测量船甲板，其余部件采用螺栓形式安装固定，为保证换能器连接杆的强度，船体上焊接一个角钢支撑座。声学换能器的安装示意图如图3-2所示。

图3-2声学换能器的安装示意图

姿态仪安装在测量船的中心位置，即船体艏尾中部的龙骨位置。GPS天线安装于换能器正上方，主机放置在测量控制指挥中心。海上测量无法架设RTK参考站，因此将RTK流动站设置为差分GPS模式，定位精度能够在0.5米量级。RTK流动站输出NMEA0183格式定位信息和TTL电平PPS时间同步信号，此信号通过串行电缆连接至形位测量仪主控计算机。导航主机通过串口一分二连接线接受GPS信息。

3.2连接调试和初步测量

完成了系统硬件的的整体安装后，对系统进行连接检查和加电调试。

检查所有连接电缆是否正确；

检查电源电压是否正常；

打开系统主机和各辅助设备电源进入准备状态；

执行测量软件V1.0版本，检查软件工作情况；

检查系统基本信息；

检查姿态仪、GPS和导航主机软件工作情况。

设备连接检查和加点调试之后，进行一次功能性航行测试，以确保设备的功能实现和工作稳定、测量数据的可靠性。同时，也可以充分考核换能器安装结构的可靠性，从而确保测量时设备的安全性。

在对计划的海区进行正式测区规划和测线之前，首先要对海区水下地形情况进行一次摸底测量，即初步测量，对测量区域平均水深、特征地形等情况有一个大体评价，并在初测的过程中在多个不同位置进行了声速剖面的测量。完成了测量区域的初测后，对测量数据进行了简单处理，确定测量区域的大体情况，同时寻找特征地形进行安装误差的校准。

3.3测区测量与出图

完成初步测量后选择特征地形进行安装误差校准测量，最后根据初测情况规划测线和正式测量。测区测线规划主要考虑数据的有效覆盖和数据密度，并考虑交叉比对测线。图3-3给出了测线规划图和实际测线图。正式测量过程中，测量船按照规划的测线进行航行即可，但是需要保持匀速前行，航速大约控制在3节。

图3-3测线规划图和实际测线

完成了规划测线的检测，便可对数据进行安装误差修正和声速修正，获得该测区数字水深图，然后通过三维构网形成了测区的三维图像。

按照“剔除虚假信息,保留真实信息”的多波束数据处理的基本原则对实时数据进行处理。在编辑时要尽量减少人为主观因素对成像结果的考虑。在海况很好时，多波束采集的数据是可信的，因此在编辑时，应尽量保留采集的信息，以少编辑为好，编辑也只是剔除那些不可能的跃点、孤立点；而在海况较差时，多波束采集的数据中一般包含一定的噪声。因此应根据一定的编辑原则，将噪音部分剔除掉。

如果需要对于某区域进行海底地形地貌进行分析，可以对数据进行精细处理。下图3-4为某海区海底地形测量三维图像。

图3-4某海区海底地形测量三维图像

在结构物完整性管理中的应用

海底地基形位测量仪利用多波束超声波测深技术，可以获取海底地基形位图像。这一技术可以应用于海洋结构完整性管理中。海上测量主要工作流程为设备连接调试、功能性测试、海区初步测量、海区实际测量等步骤。在此测量基础之上，进行内业出图等工作，形成相应测量海区的地形地貌图。

4.1导管架安装前、后的海底地形地貌测量

在平台导管架安装之前，需要潜水员对导管架安放的海底地形进行人工探摸、寻找和清除海底的障碍物。这一作业工程受到潜水作业条件限制和人体水下感官受限，难以对海底地形地貌形成一个整体性、连续性的认知。

综合分析多波束三维成像系统的优势，导管架安装之前的地貌可以采用海底地基形位测量仪进行作业。一般导管架投影范围在100x100米范围之内，因为需要获得较为精细的海底地貌特征图像，所设计的测线要增加密度。测线规划东西向可以采用间距10米的11条测量线，然后垂直测量线的南北方向布置4条交叉对比线，间距30米。按照地基形位测量仪海上测量步骤进行作业，即可获得平台导管架安装位置海底的地形地貌情况。通过地基形位仪获得的数据图像可以指导潜水员进行精细的潜水作业，寻找海底泥面的障碍物并进行地貌确认。

在导管架安装完成之后，采用海底地基形位测量仪对导管架周围海底地形进行测量，形成海洋平台结构的初始数据，形成海洋平台结构完整性管理的初始数据。

4.2导管架桩腿基础冲刷测量

在平台结构生命周期里，平台桩基弱化是损伤识别及安全评估的重要一环。在研究平台桩基弱化过程中，往往需要导管架桩腿的基础冲刷数据。以往主要是依靠潜水员进行海底探摸，获取大致的冲刷范围和坑深数据。现如今我们也可以采用海底地基形位测量仪对导管架桩腿基础冲刷进行测量。由于在测量过程中，测量船离平台距离很近，导管架上部平台模块对GPS信号有一定影响；同时测量船难以过于靠台结构。因此考虑较大测线分布密度，并多次测量，以期获得较为可靠的桩腿基础冲刷数据。

结论

基于多波束测深技术的海底地基形位测量仪是一项高新技术。设备连接、调试、测线规划、海区测量、数据处理每一个环节的工作都必须科学、严谨，才能取得真实可靠的高精度海底地形地貌数据，最大程度地发挥测量仪系统的效能。

通过上述应用前景分析，海底地基形位测量仪具有精确高、效率快等特点；必将在海洋结构物完整性管理中得到更为广泛的应用。

参考文献

毛世伟,黄永军,付兴武.水运工程多波束测深作业要求的研究,海洋测绘, 2011, 03

刘经南,赵建虎.多波束测深系统的现状和发展趋势,海洋测绘.2002,22(5):3-6页

田坦.声纳技术[M].哈尔滨工程大学出版社.2010

李文杰,,肖都,刘春雷.多波束测深在海洋工程勘察中的应用,物探与化探.2004.28(4):373-376页