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海洋测绘发展范文1
Abstract: Marine surveying and mapping is a branch of the science of Surveying and mapping. From the name of the branch, we can clearly know, object of marine surveying and mapping is the sea. Marine surveying and mapping not only to acquire and display these elements of their location, nature, form, also includes the relationship and development between them, such as the relationship between the channel and the reef, lighthouse, harbor construction progress, current, temperature and seasonal changes. It is a basic and advanced work, all maritime activities cannot do without the marine surveying and mapping security, especially in developing marine, and utilize the ocean today, more and more important role in marine surveying and mapping. Important differences due to ocean area and the area of land natural phenomenon is the distribution of moment of water movement, there is obvious difference between the land surveying and mapping method and its mapping method, so the terrestrial waters of rivers and lakes of Surveying and mapping, usually included in marine surveying and mapping.
Key words: GPS; marine surveying and mapping; application; development
中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、海洋测绘的早期发展
海洋测绘大致可分3个阶段：①20世纪30～50年代中期，开始对海洋进行地球物理测量，包括海洋地震测量、海洋重力测量等。这阶段利用回声探测数据绘制海底地形图，揭示了海洋底部的地形地貌；利用双折射地震法获取大洋地壳的各种地球物理性质，证明大洋地壳与大陆地壳有显著的差异。②1957～1970年，实施了国际地球物理年（1957～1958）、国际印度洋考察（1959～1965）、上地幔计划（1962～1970）等国际科学考察活动，发现了大洋中条带磁异常，为海底扩张说提供了强有力的证据，揭示了大洋地壳向大陆地壳下面俯冲的现象，观测了岛弧海沟系地震震源机制。③70年代以后，广泛应用电子技术和计算机技术于海洋测绘中。
二、GPS技术在海洋测绘领域的应用
海洋测绘主要包括海上定位、海洋大地测量和水下地形测量。在海上定位和水下地形测量中都有GPS技术的应用。
1.GPS技术应用于海上定位
海上定位是海洋测绘的重要工作，在海上作业如果不知道自己的具置，那将是一件不可想象的事情。海上定位通常是通过定位系统，确定船只的具置和方向，主要是用于船只导航，同时也是海洋测绘中不可或缺的工作。GPS技术在海上定位的应用主要包括海面定位和水下定位，水下定位主要是用于水下地形测量。
为了能够获得比较好的海上定位精度，是采用GPS接收机与船上的导航设备组合起来进行定位。例如，在GPS伪距法定位的同时，用船上的计程仪（或多普勒声纳）、陀螺仪的观测值联合推求船位。对于近海海域，还可采用在岸上或岛屿上设立基准站，采用差分技术或动态相对定位技术进行高精度海上定位。利用差分GPS技术可以进行海洋物探定位和海洋石油钻井平台的定位。进行海洋物探定位时，在岸上设置一个基准站，另外在前后两条地震船上都安装差分GPS接收机。前面的地震船按预定航线利用差分GPS导航和定位，按一定距离或一定时间通过人工控制向海底岩层发生地震波，后续船接收地震反射波，同时记录GPS定位结果。通过分析地震波在地层内的传播特性，研究地层的结构，从而寻找石油资源的储油构造。根据地质构造的特点，在构造图上设计钻孔位置。利用差分GPS技术按预先设计的孔位建立安装钻井平台。
GPS技术在海洋测绘中的海上定位中的重要性不可忽视，海洋测绘的大量测量工作都要用到海上定位的数据。
2.GPS技术应用于水下地形测量
水下地形测量是海洋测绘的最基本的工作之一。由于海域辽阔，海上定位颗根据离海岸距离的远近而采用不同的定位方法，如光学交会定位、无线电测距、GPS卫星定位等。
水下地形测量主要是海道测量，海底控制测量是确定海底点的三维坐标或平面坐标，而水下地形测量还需要利用水声仪器测定水深。对于近海领域，采用在岸上会岛屿上设立基准站，采用动态相对位技术进行高精度海上定位。在船上安装差分GPS接收机和测深仪。测量船按预定航线利用差分GPS导航和定位，测深仪按一定距离或一定时间按照事先设定自动向海底发射超声波并接受海底的发射波，同时记录GPS的定位结果和测深数据。定位测量和水深测量的数据都有了之后，就可以利用这些电子手簿和计算机、绘图仪等组成系统，测绘水深图和水下地形图等。
三、GPS技术在海洋测绘领域的应用中出现的问题及解决方法
1.出现的问题
由于GPS技术是由美国军方制作并控制的，因此我们在使用GPS数据时就要考虑到数据的真实性和数据的实用性。美国军方可以随时修改我们使用的数据，如果数据不准确一切工作都没有任何用途。
另一方面，由于GPS定位系统是基于美国军方的国家战略研发的，所以其对外开放的彻底性还有所保留，加上整个系统本身研发时的局限性和民用领域的不断延伸，所以同其他测量手段一样，GPS测量误差也不可避免，因此在进行海洋测绘的时候需要注意出现的误差。
2.解决方法
在数据使用的问题上，我们目前还没有什么卫星定位系统可以和GPS卫星定位系统相比，不论是我国的北斗系列，还是GLONASS 全球导航卫星系统或Galileo系统总体功能现在都无法与GPS相比，因此我们要在研发新的系统的同时，还是要使用GPS的数据来解决我们目前的一些问题。
对于GPS测量时产生的误差，我们应该分析产生误差的原因，一般出现的都是系统误差。对于这些系统误差，我们不可避免，因此只能通过一些参数来进行数据结果的修正。另外，还有一部分误差是我们在进行数据转换的时候产生的。因为GPS卫星定位系统采用的是WGS-84坐标系统，而在我们国家一般使用的是北京54坐标系统，因此在使用GPS数据时就需要进行坐标系之间的转换。由于不同的地方的转换参数不同，因此坐标系之间的转换是一项浩大的工程，在转换构成中就会产生一些误差，对于这些误差我们也只能尽量避免。只有这些误差都减小了之后，我们进行海洋测绘的工作才能做的更精细，数据才能更准确。
四、海洋测绘学的新进展
1.海道测量。在海洋测深过程中，为解决回声测深仪波束角效应使记录的测深图像失真问题，提出了波束角效应的改进模型及其改正算法。针对多波束测深数据集，采用改进的距离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型（DTM）。应用双频GPS动态后处理高精度定位技术建立了一套完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，显著提高了水深测量成果的精度。
2.海洋重力场与磁力场测量。有关海洋重力的确定，首先研究了建立我国陆海新一代平均重力异常数字模型问题：基于重力场的频谱理论，给出了扰动引力在全球平均意义下的功率谱表达式；推导了垂线偏差同大地水准面差距偏导数的转换公式；推导了水平重力梯度边值问题的级数解。
对海洋磁力测量的研究，从磁偶极子磁场出发，推导出一个简单的测线间距计算公式。基于磁力线定义和均匀磁化球体周围的磁场分布，推导出一个简单的磁力线簇公式。以陆用地磁日变站为基础，结合DGPS系统和浮标技术，自行设计开发数据实时采集与传输系统。采用布设海底地磁日变观测锚系的技术方法，解决了远海区磁测日变改正观测资料问题。
3.空基海洋测绘技术。首先是重点研究了利用有理函数模型实现高分辨率卫星CCD影像的单片定位的方法；其次是提出了一种遥感图像半自动提取建筑物的方法；第三是提出了一种基于多分辨率小波高频特征系数的高光谱遥感影像亚像素目标识别方法；第四是针对IKONOS高分辨率卫星影像处理中的不适应性，提出一种更为精确细致的图像融合方法——自适应小波包分析法；第五是从测高卫星飞行轨道的规律出发，提出了采用“距离加权平均”计算正常点海面高的新方法；第六是研究了观测卫星的选择对基线解算质量的影响，提出了提高基线解算质量的人工选星的基线处理方法。
4.海图制图与海洋地理信息工程。首先是提出了基于Circle原理和“优胜劣汰”思想的地图综合新算法；其次是探讨了数字测图中的坐标变换方法，总结了一套作业思路和方法；第三是提出了基于Flash技术制作多媒体电子地图的解决方案及实现过程；第四是研究了一种由计算机自动生成Delaunay三角网的增点生长构造法；第五是实现了MapInfo图形数据在IE中的显示与浏览，从而验证了用VML实现地理空间数据可视化的可行性。
五、结束语
GPS技术已经广泛应用于各个领域，在海洋测绘领域也不例外。对于海上定位，海洋的水下地形测量，GPS技术发挥了很大的作用，我们使用GPS技术让我们在海洋测绘领域的成果更进一步，建立了海洋测量平面控制网。GPS技术的引进改变了传统的测量方法，节省了很多人力物力。
参考文献：
[1]朱道璋.浅析GPS测量的误差及应对措施[J].江西省水利规划设计院.2006.
海洋测绘发展范文2
关键词：海洋测绘；GPS应用
前言
海洋测绘是现代测绘领域中的一部分，不管在科研、经济，还是国防建设方面，都发挥着重要的作用。如今，现代通信技术、计算机信息技术及卫星技术的迅速发展和广泛应用，逐步进入以数字化测量为主、计算机技术为基础，3S技术为代表的现代海洋测绘阶段。由此可见，GPS技术在测量控制、海洋地形及定位中的应用也就越来越广泛。
1.海洋测绘基本概况
所谓海洋测绘，就是根据海洋底层的物理场性质、变化特征进行测量，按照不同的比例绘制成海图及专题性海图，这是一项关于海洋水体及海底测量和海图测绘的工作。具体讲，有海道、海洋地、海底地形等测量和海底地形图、航行图及各类专题图的编制。
在测绘过程中，由于海洋水体丰富，给测量工作带来一定的难度，因此需要借助专业海洋考察船及专门测量设备、仪器开展连续性观测，通常是一船多用，实行系统全面性考察。最为基础的测量形式有两种：一是路线测量，也就是剖面测量，主要为了了解和掌握海洋地质构造及物理场特征；二是面积测量，根据测绘任务规定的比例要求，布设合理距离的测量网络。而在现代海洋测绘中，是以GPS技术及无线电定位技术为主。
2.现代海洋中GPS技术的应用分析
2.1关于GPS技术
GPS也称全球定位系统，其组成部分包括空间卫星、地面控制系统及用户终端设备，是一种具有全球性、全天候及高精度等特点的导航定位系统。该技术可迅速、高效、准确地为用户提供系统精确的点线面三维坐标及有关信息，在社会生产生活和科技发展中发挥着不可替代的作用。
2.2在海上定位中的应用
海上定位是现代海洋测绘中的一项基础内容，是在海上准确定位船舶位置，给舰船航行提高导航，其工作主要有海面定位及水下定位。近年来，RBN/DGPS技术在我国沿海测绘中逐步应用开来，该系统可在300km内可进行偏差在5m以下精准定位，可满足当前沿海测量的大比例绘图导航及定位要求。而对于距离相对大的海域测绘，因海洋相关工作存在特殊性，测量监控点的固定难度大，常规性大地测量技术及GPS静态定位技术很难满足其需求，而使用常规DGPS定位技术因随流动站和差分主站的距离扩大而导致定位精准度降低，作用面也受限，局限了该技术的应用。GPS-PPK技术则可弥补这些不足，可满足高精度测量要求，且在实际应用中不需要进行数据实时通讯。通常在海洋测绘中要充分考虑到经费、测量精确度及导航要求等各种因素，把RBN/DGPS技术和GPS-PPK技术的优势充分结合起来制定测绘技术方案。
2.3海洋水深测量中的应用
如今，在我国海洋水深测量工作中大多数是应用多波束水深测量系统。和以往的单波束测量系统相比，前者可根据水源深度差异直接获得深度信息，此外还可在垂直向开展测量，而这些都是后者无法满足的。
海洋水深测量，就是通过测量船配置的测量系统对海洋水深进行测量获得相关数据，该系统主要由专门水深测量软件、计算机、GPS接收器、多波束测量仪组成。海洋水深测绘流程主要是：（1）准备工作。一是进行GPS-RTK基准站架设时，需把其设在需测量区的中心位置，且要处于周边地势较高无明显遮挡物为主。二是以北54或西安80坐标作为基准换算坐标。三是根据已测数据重新加密处理，进而重设原有测量面，这就需要测量水深作业开展初步布设。（2）进行数据收集时，通过对数据参数的正确性进行检查，以免其有误导致基站定位出错，在测深设备正常连接后，需对相关测量仪、更正天线偏差、接受器数据格式、定位仪接口等进行全面校准，并在检查确认正常后才可开展测量工作。（3）在数据处理时，应用专业软件对获得的海洋水深数据实施有效处理，以得出海洋测绘专业、系统的数据分析报告，并以文档方式妥善保存。
2.4海洋水下地形测量应用
海道测量是海洋水下地形测量的基础，海底测量主要是明确海底点三维或平面坐标，而水下地形测量还需通过水声仪器来进行水深测量。海上航运、海上石油作业、海底电缆工程以及渔业开发、矿产资源勘探等工作均需要应用到水下地形图。CPS技术在海洋水下地形测量中的应用，能迅速、准确地测定水声仪所在位置，对比例尺相对大的测图，可通过差分GSP技术开展相对定位。在实际操作中，要把GPS接收器和水声仪器结合起来，前者实现定位测量，后者开展水深测量，再通过电子记录设备、应用计算机、绘图仪等构成海洋水下地形测绘自动化系统，实现断面图、水下地形模型等相关测绘。
2.5海洋测绘中GP5应用中的误差分析
当应用无验潮法进行海洋测绘时，因波浪影响、船体摆动、RTK高程有效性、采样速率等因素的存在都会对测量数据造成一定的影响，同时还存在较大的误差。因此，通过采取一定的方法对此进行纠正，以确保测量数据的准确度，而对于因船体摆动而出现的误差，可应用电磁式姿态仪对船姿态纠正，此种纠正主要是针对位置、高程等方面。同时，姿态仪也可对船行驶中横、纵向予以调整，两者均需要专用软件来分析控制。另外，相对船体动态吃水数据来说，可以根据其静态吃水及探测船自重下沉、颠簸幅度总和选取平均数值进行更正，以减少测绘过程中误差的发生。
海洋测绘发展范文3
关键词：海洋测绘；水深测量；GPS技术
中图分类号：P716+.11文献标识码：A文章编号：
前言：随着卫星技术、通讯技术、计算机技术、数据处理技术等的发展，可以说现代科学技术的成就，推动海洋测绘经历了一次跨时代的转变，突破了传统海洋测绘的时空局限，进入以数字测量为主体、以计算机技术为支撑、以3S(GPS，GIS，RS)技术为代表的信息化海洋测绘新阶段。3S技术在海洋测绘中已经得到广泛的应用。RBN2DGPS沿岸差分台站已经覆盖我国沿海区域，GPS技术已成为控制测量、海岸地形测量和海上定位不可缺少的手段。GIS技术已被应用于海洋测绘数据库的建设和信息共享，RS技术在维护国家和方面发挥了重要作用，海岸地形航空摄影测量已经启动。目前海洋地理信息系统正在建设当中，数字海图已形成了较完善的生产、管理和体系，电子海图系统的应用也具备了相当的规模。
1.海洋测深的特点
（1）水体具有吸收光线和在不同界面上产生光线折射及反射等效应，在陆地测量中常用的光学仪器，在海洋测量中使用很困难，航空摄影测量、卫星遥感测量只局限在海水透明度很好的浅海域。海洋测深主要使用声学仪器。但是超声波在海水中的传播速度随海水的物理性质，如海水盐度和温度等的变化而不同，这就增加了海洋测深的困难。
其次，由于水体的阻隔，肉眼难以通视海底，加上传统的回声测深只能沿测线测深，测线间则是测量的空白区，海底地形的详测需要进行加密，或采用全覆盖的多波束测深系统，这就会大量地增加测量时间和经费。
（2）由于海水是动荡不定的，这为提高海洋测量的精确性造成极大的困难。
（3）目前海洋测量的载体主要是船舶，而船舶的续航力很有限，出测又受到天气和海况的限制，全球海域又如此广大，因此详测全球海域需要漫长的时日。
（4）在航海图上，不以平均海面时的海陆交界线作为海岸线。因为这条线在时淹没在水中，低潮时虽露出水面，但其痕迹被大潮时的海水所冲刷，在实地上很难判别其位置。而海岸线上的某些特征，如岬角、特殊颜色等又是航海时确定船位和方向的重要目标。确定有明显痕迹的位置作为海岸线，对航海是极有用处的。根据分析研究得知，平均大潮时的海陆交界线，常常有明显的痕迹。如在陡岸上，一般都留有海水侵蚀过的痕迹；有植被的海岸地段，有不被海水浸泡的陆地植被的生长界线；平坦海岸上，有海浪活动的最上痕迹和水生植物枝叶的堆积；通常海水浸泡和冲刷过的岩石和沙土的颜色不同于未经海水浸泡过的颜色等。根据上述种种痕迹，首先在实地上确定海岸线的位置，然后用地形测量的方法，就可将其测绘在图上。
2.海上定位的新进展
徐金华等利用HMR3000磁罗经与BeelineGPS进行组合导航，试验表明，组合导航系统在天线基线长度大于5m时，航向误差小于0.05°，其精度优于单独的BeelineGPS和HMR3000。刘焱雄等针对海用RBNPGPS提出建议:在现有RBNPGPS基础上改进算法和开通两条新的电文发播卫星轨道和钟差可实现PPP定位技术。唐秋华等使用高精度GPSRTK实现了换能器安装方向的校准，为快速安装超短基线定位系统换能器提供技术途径。
刘基余等对海洋二号(HY22)卫星实现厘米级定轨问题提出建议:
（1）海洋二号卫星不必采用DORIS定轨；
（2）给海洋二号卫星装备无电功耗需求的激光后向反射镜阵列，便于实现多个SRL测站观测的厘米级定轨；
（3）装备双频载波相位的GPS信号接收机实现高精度的星载GPS测量定轨。赵珞成研究了在水下地形测量中模拟测深仪、数字化P模拟测深仪和数字测深仪的GPS接收机输出的导航信号同步方法。
3.目前常用测深技术介绍
3.1 DGPS定位配合数字测深仪的常规测深
目前最常用的测深方法是采用DGPS定位（沿海RBNDGPS定位）配合数字测深仪测深的方式，数字测深仪、DGPS接收机、计算机及专用软件等构成了作业系统。工作流程包括以下几个阶段：测前准备、采集外业数据、处理内业数据、输出成果等。
（1）水深测量前期准备工作：第一，利用已知控制点测定WGS84坐标与国家坐标系或地方坐标系的转换参数。第二，利用已知高程控制点，按水准测量方式布设固定或临时水尺。第三，布设测深计划线。第四，利用检查板或声速仪校准测深仪测深精度。
（2）采集外业数据。第一，安排专人在测深作业前10分钟开始观测水位，并记录。第二，连接测深作业系统，并启动。要完成以下工作包括测深仪与定位仪接口、测深仪配置、接收机数据格式、改正天线偏差等。完成校正后，接下来才能进行测量。第三，水深测量原理：水深Zm=Z+ZO-S，水底高程H底=H-(h+Z)。Zm为绘图水深，ZO为设定吃水，Z为测得的水深，S为测深对应时刻的水位。
（3）处理内业数据。处理内业数据指的是对水深测量数据利用相应数据处理软件进行处理，制成水深图和水深统计分析报告等所需要的测量成果，并输出成果。
3.2 RTK（或CORS）无验潮测深
RTK无验潮测深与3.1节中的常规测深原理相似，所不同的是定位手段以RTK或CORS方式代替DGPS信标定位方式，因为RTK与CORS均能获得较高精度的平面坐标与高程，故将其所测高程应用到测深当中，直接求得水下泥面高程，工作流程也是包括以下几个阶段：测前准备、采集外业数据、处理内业数据、输出成果等。
（1）水深测量前期准备工作：第一，架设RTK基准站（如果采用CORS，则无需架设基准站）。基准站要选择架设在探测区域的中心地带，位置较高、视野开阔的地方。第二，测定平面转换参数与高程拟合参数。利用测区内分布均匀的3个以上已知平面控制点（国家坐标或地方坐标）与RTK、CORS所测坐标作为公共点计算平面转换参数；然后采集测区内能反映大地水准面起伏区域的高程控制点的大地高，计算高程拟合参数（CORS也可以直接应用地方似大地水准面精化成果）。第三，布设测深计划线。第四，利用检查板或声速仪校准测深仪测深精度。
（2）采集外业数据。第一，检验基准站坐标。排除基准站坐标转换过程中出现的误差因素，如参数错误等。第二，连接测深作业系统，并启动。要完成以下工作包括测深仪与定位仪接口、测深仪配置、接收机数据格式、改正天线偏差等。完成校正后，接下来才能进行测量。第三，水深测量原理：水深Zm=Z+ZO，水底高程H底=H-(h+Z)。Zm为绘图水深，ZO为设定吃水，Z为测得的水深。水底高程为H底，H为RTK测得的高程，h为测深仪探头到GPS天线的高度。
（3）处理内业数据。处理内业数据指的是对水深测量数据利用相应数据处理软件进行处理，制成水深图和水深统计分析报告等所需要的测量成果，并输出成果。
3.3多波束系统测深
对大面积水深测量而言，目前效率最高的无疑是多波束系统测深。相比于以往的单波束采集系统的测量工作，每一次多波束水深测量系统的采样，垂直于航道方向上的数以百计，不同水深的数据都能直接的获取。因此，能够精确和快速地测量一定宽度范围内测线两侧多个点的水深，清晰准确地对海底地貌进行探测。在测量过程中，利用GPS定位，并且利用多波束水深测量系统测定该点的水深，这样就能快速测制海底地貌。
4.其它测深手段介绍
目前，还有几种新兴的水深测量技术逐渐发展起来，如机载激光测深、卫星遥感测深等，这些技术相较于现在普遍应用的测深手段，在效率上有极大提高，特别是遥感海底地形测量具有大面积、同步连续观测及高分辨率和可重复性等优点，为完成全球性海洋测绘提供了一种可行的手段，但其在深海地区的精度只能达到约10~100米，仍有待提高。
5.结语
水深测量技术与信息技术的结合有力推动了海洋测绘的发展， 3S技术与数字测深技术成为信息化海洋测绘的推手，我们在掌握目前常用的“GPS定位+测深仪测深”的技术后，还应该关注水深测量技术的发展趋势，因为应用新技术新工艺可以大大提高测绘生产效率，为社会创造更大的效益。
参考文献：
[1]董妍.GPS在海洋测绘中的应用[J].科技风,2010,(03)．
[2]宁津生.高新技术与测绘学科发展,中国测绘学科发展蓝皮书[C],2003(05).
海洋测绘发展范文4
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。
海洋测绘发展范文5
【关键词】测绘；发展；探测技术；应用
测绘学是一门关于地球空间信息的学科，是采用各种方法和手段研究空间对象的定位、描述和表达，动态变化与监测，并将所获得的各种空间信息进行加工、存储与处理，使之综合应用于经济建设、国防建设、科学研究、社会发展等各个领域中所形成的一门学科。测绘科学既是地球学科的重要分支，又是一门工程应用学科，她服务于各种工程建设，包括地面、空中、地下、水下各种民用工程、矿山工程、海洋工程、军事工程、环境工程、生态工程等领域。现代测绘科学研究的主要对象是空间信息，而以空间信息理论为核心的测绘学科，与地学、生态、环境、城建土地管理等相关学科都有密切的联系。现代测绘高新技术，往往是多种专业技术的综合系统，只有将各类知识融会贯通，构成有机的知识网络，才能适应现代科技相互交叉、渗透、移植的特点。测绘的范围从地面扩展到整个近地空间，加之通讯、计算机网络等信息技术，给测绘学的发展提供了广阔的发展空间。随着数字地球构想的实施，测绘学面临一个历史性的发展新机遇，传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林，以更强的活力向前发展。
现代测绘技术主要有：（1）空间测绘技术（2）航空、卫星重力探测技术（3）航空航天遥感技术（4）地图制图与地理信息系统技术（5）GPS、GIS、RS的三S集成技术。测绘科学与技术下设大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、地图制图学与地理信息工程三个研究方向。
大地测量学与测量工程专业是培养具备地面测量、海洋测量、空间测量、摄影测量与遥感以及地图编制等方面的知识，能在国民经济各部门从事国家基础测绘建设、陆海空运载工具导航与管理、城市和工程建设、矿产资源勘察与开发、国土资源调查与管理等测量工程、地图与地理信息系统的设计实施和研究、环境保护与灾害预防及地球动力学等领域从事研究、管理、教学等方面工作的工程技术人才。
摄影测量与遥控专业是结合摄影测量（解析摄影测量、数字摄影测量）、地理信息系统、图象信息处理以及遥感的系统理论和有关仪器设备的原理，培养从事摄影测量与遥感技术领域的地图制作，建立地理信息系统，进行资源调查以及近景摄影测量生产与研究的高级工程技术人才。
地图制图学与地理信息工程已从传统的地图绘制发展成为运用现代计算机技术与信息通信工程。
现代测绘学的内容广泛，任务涉及面大，是现代高新技术互相渗透的结果。现代测绘学与传统的测绘学有所不同，它不只是手段先进，方法新颖，而且其研究和服务的对象、范围越来越广泛，重要性越来越显著。
如上所述，现代测绘学是一门科学性、技术性很强的学科。对于国民经济建设、国防建设以及科学研究等领域，是一门重要的基础科学。
在工程建设方面，工程的勘测、规划、设计、施工、竣工及运营后的监测、维护都需要测量工作。在军事上，首先由测绘工作提供地形信息。在战略的部署、战役的指挥中，除必须究和服务的对象、范围越来越广泛，重要性越来越明显。如上所述，现代测绘学是一门科学性、技术性很强的学科，对于国民经济建设、国防建设以及科学研究等领域，是一门重要的基础科学。
测绘工作是国民经济建设和社会发展的一项前期性、基础性工作，是构成地理信息产业的基础和主干。它为国家经济建设和社会发展提供与地理位置有关的各种专题性和综合性的基础信息，其成果是进行资源调查、环境监测、农田建设、能源、交通、水利等大型工程建设、城乡规划建设、土地开发利用、重大灾害监测预报和科学研究、国防建设以及国家宏观管理决策必不可少的基础资料。
随着空间科学、信息科学和计算机技术的飞速发展，测绘科学技术也进入了一个新时代。目前，国内外测绘科学技术的发展出现了下列主要趋势：
（1）大地测量自采用快速高精度空间定位技术，特别是GPS技术以来，逐步从静态大地测量发展到动态大地测量，作用范围从地球局部区域扩展到全球，研究对象从地球表面几何形态深入到研究地球内部物理结构及其动力学机制，传统大地测量理论和技术将产生重大变革。应用大地测量技术对地壳运动和海平面变化进行精确监测和研究，及时对因环境变化而产生的自然灾害做出精确预报将受到普遍的重视。
（2）摄影测量的发展经过模拟摄影测量、解析摄影测量时代，已经于本世纪90年代进入到数字摄影测量时代。数字化摄影测量系统已经进入商品化的阶段；将数字摄影测量系统与地理信息系统结合，促进了测绘生产过程的数字化和自动化；利用GPS确定航摄外方位元素，从而实现无地面控制点或少地面控制点的航空摄影测量，摆脱繁重的野外控制测量工作。
（3）遥感技术正朝向多种传感器、多级分辨率、多频谱、多时相的信息获取和快速实时的智能化信息处理的方向发展。利用遥感技术对大陆、海洋、大气等地球环境的变化进行长期观测和分析，已经与遥感制图、地球资源调查一样成为遥感技术的主要方向。高分辨率卫星摄影系统、高分辨率成象光谱仪、合成孔径雷达等新型传感器及其影象信息处理系统日益受到普遍重视。
（4）地理信息系统已在某些专业得到应用并进入商品化生产的阶段，计算机技术和通讯技术的迅速发展，使GIS向多样化和分布式处理迈进。在侧重信息存储、数据库建立、查询检索、统计分析和自动制图等基本功能的基础上，GIS逐步进入开发分析、评价、预测、决策支持模型以及增加智能化功能的发展阶段。
（5）地图学的发展呈现出多层次、多领域、多时态、多功能的特点，遥感技术、地理信息系统技术、机助制图技术与多媒体技术的发展将使地图制图学的基本理论、技术方法和手段、工艺过程发生根本性的变化。研究解决利用遥感技术和其它手段快速更新地图信息，实现地图内容的自动综合，以及研制实用化专题地图设计专家系统、地图自动编辑制版系统和地图信息分析应用专家系统，是当今地图制图技术发展的关键。
海洋测绘发展范文6
关键词：海洋测绘；多波速；测深技术；探讨
中图分类号：P229.5 文献标识码：A文章编号：
多波束测深声纳系统通过在指定空间预成多个波束，当目标回波信号入射到线列阵时，通过多个波束响应向量对基阵接收信号进行相位或时延加权补偿，即可确定出信号的入射方向，并里用能量中心收敛法对回波信号进行处理、计算，继而判断出目标的方位。从以上工作原理部分的介绍可以看出， 多波束条带测深技术是一种综合水声、卫星通讯、仪器仪表、计算机等多学科的复杂系统。通过对多波束测深现状和数据处理等方面的分析，希望对我国未来海洋多波束测深做出贡献。
一、多波束测深系统理论概述
多波束测深是水声技术、计算机技术、导航定位技术和数字化传感器技术等多种技术的高度集成。测深时，载有多波束测深系统的船，每发射一个声脉冲，不仅可以获得船下方的垂直深度，而且可以同时获得与船的航迹相垂直的面内的几十个水深值。多波束测深系统一般由窄波束回声测深设备（换能器、测量船摇摆的传感装置、收发机等）和回声处理设备（计算机、数字磁带机、数字打印机、横向深度剖面显示器、实时等深线数字绘图仪、系统控制键盘等）两大部分组成。
二、多波束测深的工作原来和技术概况
1、 多波束测深工作原理
多波束测深声纳是一种大型组合设备，除其系统本身外，还包括定位、罗经、船姿传感器、声速剖面仪、数据采集工作站和绘图仪等配套设备。多波束系统和传统的单波束回声测深仪从原理上讲没有本质的区别，只是多波束系统的换能器是由多个换能器单元组成的阵列，工作时能同时发射多个波束和接收多个波束，对海底进行条带式测量。
2 、多波束测深技术概况
多波束条带测深系统是一种高效的海底地形测绘设备，它是在单波束回声测深仪的基础上发展起来的。多波束测深系统是利用安装于船的龙骨方向上的一条长发射阵，向海底发射一个与船龙骨方向垂直的超宽声波束，并利用安装于船底的与发射阵垂直的接收阵，经过适当处理形成与发射波束垂直的许多个预成接收波束，从而当测深系统在完成一个完整的发射接收过程后，形成一条由一系列窄波束测点组成的，在船只正下方垂直航向排列的测深剖面。
由于各波束空间上呈扇形排列，波束指向角自中央波束向边缘波束逐渐增大，因此回波信号自中央波束开始主要为反射波，向两侧逐渐过渡到散射波。如上所述，振幅检测法在单波束测深仪中是一种成功的海底信号探测方法，其原因是单波束测深仪的回波信号主要是反射波。在多波束测深系统中，当波束指向角不断增大时，回波的反射波振幅将迅速减小，反射波的尖脉冲形态也将随之趋于模糊。当波束指向角还不十分大时，减小了的反射波振幅还可以用变振幅强度处理方法来检测，但当波束指向角足够大时，微弱的反射波信号在背景噪声中将变得无法检测。因此在多波束系统的回波信号检测方法中除了使用振幅检测法外，一般还使用相位检测法。相位检测法利用相干原理，通过比较换能器两个给定接收单元之间的相位差的方法来检测波束的到达角。
三、多波束测深系统发展阶段
1 、SEABEAM 1000系列为代表的第一代产品，它的波束数少、扫幅宽度仅6O度，集成度低，水深数据不能实时处理。
2 、SEABEAM 2000 系列、ATLASHYDROSWEEP和SIMRAD EM12为代表的第二代产品，采用了P30大规模集成电路和DSP技术，波束数达到121个，波束角宽2。，数据实时和后处理软件成熟。
3 、SIMRADEM 120和RESON SeaBm 8150深水多波束测深系统为代表的第三代产品，采用了超大规模集成电路和速度更快的DSP板，波束数达到191个或更多，波束角宽0.5—1度，实现全姿态稳定，数据实时和后处理软件更加成熟。
4、 近年刚出现的SIMRAD EM122深水多波束测深系统和EM710被称为第四代产品，采用宽带技术、近场自动聚焦和水体显示等技术，提高了声呐性能，波束数更多，测深点更密，集成度也更高。相比较EM120系统EM122系统标称指标覆盖宽度最大37 km，单次发射形成两行共576个波束，可加密至864个测深点，波束角宽最小可达0.5×1度，该系统目前正在推广阶段。
四、多波束测深系统数据处理的发展趋势
1、 声速及声线跟踪
现有的声速经验模型比较多，这为深度的计算精度提高提供了宝贵的理论依据。但由于这些模型均为特定情况下的声速计算模型，计算所得声速彼此之间也存在着一定的差异，对波束脚印的归位计算带来了一定的困难。考虑多波束系统的应用范围广，涉及海域的水文因素变化复杂等特点，为此寻求一种适合多波束的最优声速经验模型已成为首要课题。
2 、多波束辅助参数的测定和滤波
多波束是一个由多传感器组成的复杂系统，最终测量成果质量不但取决于系统自身的测量数据质量，还取决于辅助传感器测量参数的精度，因此，开展诸如导航定位技术、声速改正技术、潮汐改正技术以及换能器吃水改正技术等与多波束测深相关的专项技术研究，也是多波束数据处理未来面临的主要任务。
3 、深度数据滤波
测量过程中白噪声和海况的影响以及参数设置的不合理等，都将会导致测量数据中出现假信号，形成虚假地形，从而使绘制的海底地形图与实际地形存在差异。为了提高测量成果的可靠性，必须消除这些假信号，因此需不失时机地展开测深异常数据的定位研究，对数据进行必要的编辑，剔除假信号，为后处理成图做好准备。深度测量误差不仅包含粗差和随机误差，还包含了系统误差，某些情况下，系统误差的影响还相当显著。
4 、图像处理
反向散射强度是多波束系统中又一类重要测量参数，由于数据量庞大，国内许多用户很少采集这方面的数据，对其图像的研究也少有文献。其实，多波束声纳图像与遥感图像、雷达图像等除形成机理存在差异外，图像的处理思想基本相同。多波束图像由于形成机理、环境噪声等与其它图像还存在着很大的差异，因此，在现有的图像处理方法中研究适合多波束声纳图像处理的最优方法是图像数据处理研究中的一个重要问题。
5、 多波束数字信息与侧扫声纳图像信息的融合
同多波束系统一样，侧扫声纳也可对海底进行全覆盖式测量。两类设备的应用，对实现海底地形地貌的认识起着十分重要的作用。多波束系统既可获得高密度、高精度的测点位置信息，又可获得海底图像信息，但由于分辨率的限制，一般情况下，成像质量较差；而侧扫声纳则以成像为主，可获得高分辨率的海底影像，但仅能给出描述海底地貌、地物的概略位置。多波束能够给出海底地物的位置、大小等定量分析数据，但在对海底的定性分析方面还存在不足；而侧扫声纳则可根据图像的明暗程度反演海底地质组成，并在此基础上，进行地质分类和定性分析，但却难以利用概略的位置信息进行精确的量化分析。
五、结束语
基于幅度的测深算法有能量中心检测、WMT和BDI算法三种；基于相位的测深算法分为分裂波束相位差算法和多子阵检测算法两种。为了得到精细而准确的海底深度数据，提高多波束测深算法的精度和性能就显得十分关键。
参考文献：
[1] 黄谟涛.多波束测深技术研究进展与展望[J].海洋测绘，2010，（3）.
[2] 赵会滨，徐新盛，吴英姿.多波束条带测深技术发展动态展望[J].哈尔滨工程大学学报，2009，（2）.
