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1、第22卷第6期海洋测绘Vol.22,No.62002年11月HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHARTINGNov.,2002沿岸水深测量技术方法的探讨12申家双潘时祥(1.海军海洋测绘研究所,天津300061;2.解放军信息工程大学测绘学院,河南郑州450052)【摘要】对沿岸水深测量各种技术方法进行了探讨,对各种技术方法的特点进行了阐述,根据海岸带图测量水域为沿岸浅水区的特点和当前测深技术及装备的情况,对水深测量方案的选择给出结论。【关键词】海岸地形海岸带测量沿岸水深测量技术方案不同的测深方法
2、,测量原理和特点各不相同,但1引言均要求精确定位和对潮汐影响进行水位改正。在海岸带地形测量中,沿岸水深测量与海岸地1.3定位方法形测量都是很重要的内容。水深测量的目的是测绘水深测量平台的定位原理和方法与陆地形测量相应比例尺的水深图,以满足海岸工程、航海、编制基本相同,与陆地采用相同的坐标系统,不同的是,专题海图的需要。在当前技术和现有装备的条件测量船、空中飞行器或潜水器的位置是在运动的,不下,海岸地形测量采用航空摄影测量方法比较有效,可能像陆地采用多测回重复观测和严密平差定位。沿岸水深测量则可采用多种方法。海上定
3、位的方法主要有:光学定位,无线电定位,卫1.1海域水深测量的特点星定位,水声定位,组合定位。(1)测量对象(海底地貌)不能清晰看见,如何穿这些定位方法各有其特点,水深测量仪器的运透海水完整获取海底地形信息、探测海区航行障碍载平台不同,离岸距离远近不同,可选用不同的定位物、确保航行安全是海道测量的主要目的。方法。当前,在海道测量中主要采用全球定位系统(2)水深测量大多是在船舶航中进行,在运动状(GPS)的定位方法,已逐步代替了其他的定位方法。况下如何同步获取高精度的平面位置和深度数据是GPS定位具有全天候、速度快、
4、精度高、性能好等优海道测量的重要环节。点,可以满足各种海岸带图测定平面定位的要求。(3)海上深度点的深度起算面为当地的理论深因GPS定位技术成熟,并在陆地和海上测量广泛使度基准面。各地理论深度基准面不同,至国家高程用。基准面的高度各异,有的相差很大。另外,水深测量1.4验潮和潮汐分析实际观测到的深度是由瞬时海平面起算,必须改正验潮是在测区对作周期性升降运动海面进行一到当地理论深度基准面起算的水深。因此潮汐观测定时间的观测。潮汐分析是通过对一定时间序列潮与分析是水深测量的关键技术之一。汐观测数据求取潮汐调和常数,进
5、而推算深度基准1.2测深技术和方法面、平均海水面,并对深度测量提供水位改正参数。当前海洋水深测量方法按测量平台所处的位置验潮站的布设和水位观测的要求,根据测深区可以分为:①空中机载/星载遥感器水下地形测量;域范围的大小和测区潮汐变化等情况确定。验潮站②船载声纳测深;③潜水器测量。水位观测可以通过长期站、设立水尺的临时站或选海岸带图测量中的水深测量主要是对沿岸浅海用自动验潮仪实施。水域的地形测量。沿岸水域海底地形比较复杂,岛2空中遥感测量水下地形屿和礁石较多,浅滩范围大,不同地段水质混浊程度不同,有些水面还有水产养
6、殖设施分布,采用什么方空中遥感水下地形测量主要有航空双介质摄影法测深应根据不同测深技术的特点和海岸水域条件测量、机载激光测深、卫星测高数据反演海底地形和确定。星载合成孔径雷达图像反演海底地形等技术。收稿日期:2002-06-17;修订日期:2002-10-08第6期海洋测绘612.1航空双介质摄影测深上清晰成像,无法测得海底深度。③用于海水折射(1)双介质像点移位改正。海底地貌是通过反所引起的像点移位改正模型,是建立在海水与空气射太阳光和天空光照射,经海水和大气在航空摄影两种介质的交面为平面基础上的,在风浪较大时
7、,实胶片上或数字摄影机CCD探测器上成像的。海底际为不规则的波浪曲面,使海底地形折射方向发生地貌经海水和空气双层介质传播,使其摄影影像产变化,影响水深测量的精度。④当海底为色调均匀生双介质像点移位,像点移位大小与海水折射率、像的沙或泥质的平缓地形时,则摄影影像反差较小,无点辐射距和对应海底点的水深等因素有关。因此,明显的影像特征,立体观察或相应像点影像匹配效在空中三角测量平差计算和测图模型中应加入双介果不好,精度不高。⑤摄影航高一般在3000m以下,质移位改正。航高太大,除穿透海水能力低外,大气分子散射强,(2)
8、水位改正。由于摄影影像测得的水深是以蓝绿散射光直接进入航摄机镜头,使影像反差减小,摄影曝光瞬间的海水表面起算的,与海岸带测图要测深精度不高。求的以理论深度基准面为起算面的水深有一个差航空摄影图像中,虽然蓝绿波段有较好的透水值,其大小与测区潮汐规律和摄影曝光时间有关。特性,但因受大气分子散射影响大,影像反差小,所因此,对用摄影测量取得的水深必须进行水位改正。以利用航空双介质
