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海洋測繪發展范文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
中圖分類號：P228.4文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
一、海洋測繪的早期發展
海洋測繪大致可分3個階段：①20世紀30～50年代中期，開始對海洋進行地球物理測量，包括海洋地震測量、海洋重力測量等。這階段利用回聲探測數據繪制海底地形圖，揭示了海洋底部的地形地貌；利用雙折射地震法獲取大洋地殼的各種地球物理性質，證明大洋地殼與大陸地殼有顯著的差異。②1957～1970年，實施了國際地球物理年（1957～1958）、國際印度洋考察（1959～1965）、上地幔計劃（1962～1970）等國際科學考察活動，發現了大洋中條帶磁異常，為海底擴張說提供了強有力的證據，揭示了大洋地殼向大陸地殼下面俯沖的現象，觀測了島弧海溝系地震震源機制。③70年代以后，廣泛應用電子技術和計算機技術于海洋測繪中。
二、GPS技術在海洋測繪領域的應用
海洋測繪主要包括海上定位、海洋大地測量和水下地形測量。在海上定位和水下地形測量中都有GPS技術的應用。
1.GPS技術應用于海上定位
海上定位是海洋測繪的重要工作，在海上作業如果不知道自己的具置，那將是一件不可想象的事情。海上定位通常是通過定位系統，確定船只的具置和方向，主要是用于船只導航，同時也是海洋測繪中不可或缺的工作。GPS技術在海上定位的應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測量。
為了能夠獲得比較好的海上定位精度，是采用GPS接收機與船上的導航設備組合起來進行定位。例如，在GPS偽距法定位的同時，用船上的計程儀（或多普勒聲納）、陀螺儀的觀測值聯合推求船位。對于近海海域，還可采用在岸上或島嶼上設立基準站，采用差分技術或動態相對定位技術進行高精度海上定位。利用差分GPS技術可以進行海洋物探定位和海洋石油鉆井平臺的定位。進行海洋物探定位時，在岸上設置一個基準站，另外在前后兩條地震船上都安裝差分GPS接收機。前面的地震船按預定航線利用差分GPS導航和定位，按一定距離或一定時間通過人工控制向海底巖層發生地震波，后續船接收地震反射波，同時記錄GPS定位結果。通過分析地震波在地層內的傳播特性，研究地層的結構，從而尋找石油資源的儲油構造。根據地質構造的特點，在構造圖上設計鉆孔位置。利用差分GPS技術按預先設計的孔位建立安裝鉆井平臺。
GPS技術在海洋測繪中的海上定位中的重要性不可忽視，海洋測繪的大量測量工作都要用到海上定位的數據。
2.GPS技術應用于水下地形測量
水下地形測量是海洋測繪的最基本的工作之一。由于海域遼闊，海上定位顆根據離海岸距離的遠近而采用不同的定位方法，如光學交會定位、無線電測距、GPS衛星定位等。
水下地形測量主要是海道測量，海底控制測量是確定海底點的三維坐標或平面坐標，而水下地形測量還需要利用水聲儀器測定水深。對于近海領域，采用在岸上會島嶼上設立基準站，采用動態相對位技術進行高精度海上定位。在船上安裝差分GPS接收機和測深儀。測量船按預定航線利用差分GPS導航和定位，測深儀按一定距離或一定時間按照事先設定自動向海底發射超聲波并接受海底的發射波，同時記錄GPS的定位結果和測深數據。定位測量和水深測量的數據都有了之后，就可以利用這些電子手簿和計算機、繪圖儀等組成系統，測繪水深圖和水下地形圖等。
三、GPS技術在海洋測繪領域的應用中出現的問題及解決方法
1.出現的問題
由于GPS技術是由美國軍方制作并控制的，因此我們在使用GPS數據時就要考慮到數據的真實性和數據的實用性。美國軍方可以隨時修改我們使用的數據，如果數據不準確一切工作都沒有任何用途。
另一方面，由于GPS定位系統是基于美國軍方的國家戰略研發的，所以其對外開放的徹底性還有所保留，加上整個系統本身研發時的局限性和民用領域的不斷延伸，所以同其他測量手段一樣，GPS測量誤差也不可避免，因此在進行海洋測繪的時候需要注意出現的誤差。
2.解決方法
在數據使用的問題上，我們目前還沒有什么衛星定位系統可以和GPS衛星定位系統相比，不論是我國的北斗系列，還是GLONASS 全球導航衛星系統或Galileo系統總體功能現在都無法與GPS相比，因此我們要在研發新的系統的同時，還是要使用GPS的數據來解決我們目前的一些問題。
對于GPS測量時產生的誤差，我們應該分析產生誤差的原因，一般出現的都是系統誤差。對于這些系統誤差，我們不可避免，因此只能通過一些參數來進行數據結果的修正。另外，還有一部分誤差是我們在進行數據轉換的時候產生的。因為GPS衛星定位系統采用的是WGS-84坐標系統，而在我們國家一般使用的是北京54坐標系統，因此在使用GPS數據時就需要進行坐標系之間的轉換。由于不同的地方的轉換參數不同，因此坐標系之間的轉換是一項浩大的工程，在轉換構成中就會產生一些誤差，對于這些誤差我們也只能盡量避免。只有這些誤差都減小了之后，我們進行海洋測繪的工作才能做的更精細，數據才能更準確。
四、海洋測繪學的新進展
1.海道測量。在海洋測深過程中，為解決回聲測深儀波束角效應使記錄的測深圖像失真問題，提出了波束角效應的改進模型及其改正算法。針對多波束測深數據集，采用改進的距離反比權重算法和多細節層次模型技術來建立海底數字地形模型（DTM）。應用雙頻GPS動態后處理高精度定位技術建立了一套完整的GPS無驗潮海洋深度測量作業模式，顯著提高了水深測量成果的精度。
2.海洋重力場與磁力場測量。有關海洋重力的確定，首先研究了建立我國陸海新一代平均重力異常數字模型問題：基于重力場的頻譜理論，給出了擾動引力在全球平均意義下的功率譜表達式；推導了垂線偏差同大地水準面差距偏導數的轉換公式；推導了水平重力梯度邊值問題的級數解。
對海洋磁力測量的研究，從磁偶極子磁場出發，推導出一個簡單的測線間距計算公式。基于磁力線定義和均勻磁化球體周圍的磁場分布，推導出一個簡單的磁力線簇公式。以陸用地磁日變站為基礎，結合DGPS系統和浮標技術，自行設計開發數據實時采集與傳輸系統。采用布設海底地磁日變觀測錨系的技術方法，解決了遠海區磁測日變改正觀測資料問題。
3.空基海洋測繪技術。首先是重點研究了利用有理函數模型實現高分辨率衛星CCD影像的單片定位的方法；其次是提出了一種遙感圖像半自動提取建筑物的方法；第三是提出了一種基于多分辨率小波高頻特征系數的高光譜遙感影像亞像素目標識別方法；第四是針對IKONOS高分辨率衛星影像處理中的不適應性，提出一種更為精確細致的圖像融合方法——自適應小波包分析法；第五是從測高衛星飛行軌道的規律出發，提出了采用“距離加權平均”計算正常點海面高的新方法；第六是研究了觀測衛星的選擇對基線解算質量的影響，提出了提高基線解算質量的人工選星的基線處理方法。
4.海圖制圖與海洋地理信息工程。首先是提出了基于Circle原理和“優勝劣汰”思想的地圖綜合新算法；其次是探討了數字測圖中的坐標變換方法，總結了一套作業思路和方法；第三是提出了基于Flash技術制作多媒體電子地圖的解決方案及實現過程；第四是研究了一種由計算機自動生成Delaunay三角網的增點生長構造法；第五是實現了MapInfo圖形數據在IE中的顯示與瀏覽，從而驗證了用VML實現地理空間數據可視化的可行性。
五、結束語
GPS技術已經廣泛應用于各個領域，在海洋測繪領域也不例外。對于海上定位，海洋的水下地形測量，GPS技術發揮了很大的作用，我們使用GPS技術讓我們在海洋測繪領域的成果更進一步，建立了海洋測量平面控制網。GPS技術的引進改變了傳統的測量方法，節省了很多人力物力。
參考文獻：
[1]朱道璋.淺析GPS測量的誤差及應對措施[J].江西省水利規劃設計院.2006.
海洋測繪發展范文2
關鍵詞：海洋測繪；GPS應用
前言
海洋測繪是現代測繪領域中的一部分，不管在科研、經濟，還是國防建設方面，都發揮著重要的作用。如今，現代通信技術、計算機信息技術及衛星技術的迅速發展和廣泛應用，逐步進入以數字化測量為主、計算機技術為基礎，3S技術為代表的現代海洋測繪階段。由此可見，GPS技術在測量控制、海洋地形及定位中的應用也就越來越廣泛。
1.海洋測繪基本概況
所謂海洋測繪，就是根據海洋底層的物理場性質、變化特征進行測量，按照不同的比例繪制成海圖及專題性海圖，這是一項關于海洋水體及海底測量和海圖測繪的工作。具體講，有海道、海洋地、海底地形等測量和海底地形圖、航行圖及各類專題圖的編制。
在測繪過程中，由于海洋水體豐富，給測量工作帶來一定的難度，因此需要借助專業海洋考察船及專門測量設備、儀器開展連續性觀測，通常是一船多用，實行系統全面性考察。最為基礎的測量形式有兩種：一是路線測量，也就是剖面測量，主要為了了解和掌握海洋地質構造及物理場特征；二是面積測量，根據測繪任務規定的比例要求，布設合理距離的測量網絡。而在現代海洋測繪中，是以GPS技術及無線電定位技術為主。
2.現代海洋中GPS技術的應用分析
2.1關于GPS技術
GPS也稱全球定位系統，其組成部分包括空間衛星、地面控制系統及用戶終端設備，是一種具有全球性、全天候及高精度等特點的導航定位系統。該技術可迅速、高效、準確地為用戶提供系統精確的點線面三維坐標及有關信息，在社會生產生活和科技發展中發揮著不可替代的作用。
2.2在海上定位中的應用
海上定位是現代海洋測繪中的一項基礎內容，是在海上準確定位船舶位置，給艦船航行提高導航，其工作主要有海面定位及水下定位。近年來，RBN/DGPS技術在我國沿海測繪中逐步應用開來，該系統可在300km內可進行偏差在5m以下精準定位，可滿足當前沿海測量的大比例繪圖導航及定位要求。而對于距離相對大的海域測繪，因海洋相關工作存在特殊性，測量監控點的固定難度大，常規性大地測量技術及GPS靜態定位技術很難滿足其需求，而使用常規DGPS定位技術因隨流動站和差分主站的距離擴大而導致定位精準度降低，作用面也受限，局限了該技術的應用。GPS-PPK技術則可彌補這些不足，可滿足高精度測量要求，且在實際應用中不需要進行數據實時通訊。通常在海洋測繪中要充分考慮到經費、測量精確度及導航要求等各種因素，把RBN/DGPS技術和GPS-PPK技術的優勢充分結合起來制定測繪技術方案。
2.3海洋水深測量中的應用
如今，在我國海洋水深測量工作中大多數是應用多波束水深測量系統。和以往的單波束測量系統相比，前者可根據水源深度差異直接獲得深度信息，此外還可在垂直向開展測量，而這些都是后者無法滿足的。
海洋水深測量，就是通過測量船配置的測量系統對海洋水深進行測量獲得相關數據，該系統主要由專門水深測量軟件、計算機、GPS接收器、多波束測量儀組成。海洋水深測繪流程主要是：（1）準備工作。一是進行GPS-RTK基準站架設時，需把其設在需測量區的中心位置，且要處于周邊地勢較高無明顯遮擋物為主。二是以北54或西安80坐標作為基準換算坐標。三是根據已測數據重新加密處理，進而重設原有測量面，這就需要測量水深作業開展初步布設。（2）進行數據收集時，通過對數據參數的正確性進行檢查，以免其有誤導致基站定位出錯，在測深設備正常連接后，需對相關測量儀、更正天線偏差、接受器數據格式、定位儀接口等進行全面校準，并在檢查確認正常后才可開展測量工作。（3）在數據處理時，應用專業軟件對獲得的海洋水深數據實施有效處理，以得出海洋測繪專業、系統的數據分析報告，并以文檔方式妥善保存。
2.4海洋水下地形測量應用
海道測量是海洋水下地形測量的基礎，海底測量主要是明確海底點三維或平面坐標，而水下地形測量還需通過水聲儀器來進行水深測量。海上航運、海上石油作業、海底電纜工程以及漁業開發、礦產資源勘探等工作均需要應用到水下地形圖。CPS技術在海洋水下地形測量中的應用，能迅速、準確地測定水聲儀所在位置，對比例尺相對大的測圖，可通過差分GSP技術開展相對定位。在實際操作中，要把GPS接收器和水聲儀器結合起來，前者實現定位測量，后者開展水深測量，再通過電子記錄設備、應用計算機、繪圖儀等構成海洋水下地形測繪自動化系統，實現斷面圖、水下地形模型等相關測繪。
2.5海洋測繪中GP5應用中的誤差分析
當應用無驗潮法進行海洋測繪時，因波浪影響、船體擺動、RTK高程有效性、采樣速率等因素的存在都會對測量數據造成一定的影響，同時還存在較大的誤差。因此，通過采取一定的方法對此進行糾正，以確保測量數據的準確度，而對于因船體擺動而出現的誤差，可應用電磁式姿態儀對船姿態糾正，此種糾正主要是針對位置、高程等方面。同時，姿態儀也可對船行駛中橫、縱向予以調整，兩者均需要專用軟件來分析控制。另外，相對船體動態吃水數據來說，可以根據其靜態吃水及探測船自重下沉、顛簸幅度總和選取平均數值進行更正，以減少測繪過程中誤差的發生。
海洋測繪發展范文3
關鍵詞：海洋測繪；水深測量；GPS技術
中圖分類號：P716+.11文獻標識碼：A文章編號：
前言：隨著衛星技術、通訊技術、計算機技術、數據處理技術等的發展，可以說現代科學技術的成就，推動海洋測繪經歷了一次跨時代的轉變，突破了傳統海洋測繪的時空局限，進入以數字測量為主體、以計算機技術為支撐、以3S(GPS，GIS，RS)技術為代表的信息化海洋測繪新階段。3S技術在海洋測繪中已經得到廣泛的應用。RBN2DGPS沿岸差分臺站已經覆蓋我國沿海區域，GPS技術已成為控制測量、海岸地形測量和海上定位不可缺少的手段。GIS技術已被應用于海洋測繪數據庫的建設和信息共享，RS技術在維護國家和方面發揮了重要作用，海岸地形航空攝影測量已經啟動。目前海洋地理信息系統正在建設當中，數字海圖已形成了較完善的生產、管理和體系，電子海圖系統的應用也具備了相當的規模。
1.海洋測深的特點
（1）水體具有吸收光線和在不同界面上產生光線折射及反射等效應，在陸地測量中常用的光學儀器，在海洋測量中使用很困難，航空攝影測量、衛星遙感測量只局限在海水透明度很好的淺海域。海洋測深主要使用聲學儀器。但是超聲波在海水中的傳播速度隨海水的物理性質，如海水鹽度和溫度等的變化而不同，這就增加了海洋測深的困難。
其次，由于水體的阻隔，肉眼難以通視海底，加上傳統的回聲測深只能沿測線測深，測線間則是測量的空白區，海底地形的詳測需要進行加密，或采用全覆蓋的多波束測深系統，這就會大量地增加測量時間和經費。
（2）由于海水是動蕩不定的，這為提高海洋測量的精確性造成極大的困難。
（3）目前海洋測量的載體主要是船舶，而船舶的續航力很有限，出測又受到天氣和海況的限制，全球海域又如此廣大，因此詳測全球海域需要漫長的時日。
（4）在航海圖上，不以平均海面時的海陸交界線作為海岸線。因為這條線在時淹沒在水中，低潮時雖露出水面，但其痕跡被大潮時的海水所沖刷，在實地上很難判別其位置。而海岸線上的某些特征，如岬角、特殊顏色等又是航海時確定船位和方向的重要目標。確定有明顯痕跡的位置作為海岸線，對航海是極有用處的。根據分析研究得知，平均大潮時的海陸交界線，常常有明顯的痕跡。如在陡岸上，一般都留有海水侵蝕過的痕跡；有植被的海岸地段，有不被海水浸泡的陸地植被的生長界線；平坦海岸上，有海浪活動的最上痕跡和水生植物枝葉的堆積；通常海水浸泡和沖刷過的巖石和沙土的顏色不同于未經海水浸泡過的顏色等。根據上述種種痕跡，首先在實地上確定海岸線的位置，然后用地形測量的方法，就可將其測繪在圖上。
2.海上定位的新進展
徐金華等利用HMR3000磁羅經與BeelineGPS進行組合導航，試驗表明，組合導航系統在天線基線長度大于5m時，航向誤差小于0.05°，其精度優于單獨的BeelineGPS和HMR3000。劉焱雄等針對海用RBNPGPS提出建議:在現有RBNPGPS基礎上改進算法和開通兩條新的電文發播衛星軌道和鐘差可實現PPP定位技術。唐秋華等使用高精度GPSRTK實現了換能器安裝方向的校準，為快速安裝超短基線定位系統換能器提供技術途徑。
劉基余等對海洋二號(HY22)衛星實現厘米級定軌問題提出建議:
（1）海洋二號衛星不必采用DORIS定軌；
（2）給海洋二號衛星裝備無電功耗需求的激光后向反射鏡陣列，便于實現多個SRL測站觀測的厘米級定軌；
（3）裝備雙頻載波相位的GPS信號接收機實現高精度的星載GPS測量定軌。趙珞成研究了在水下地形測量中模擬測深儀、數字化P模擬測深儀和數字測深儀的GPS接收機輸出的導航信號同步方法。
3.目前常用測深技術介紹
3.1 DGPS定位配合數字測深儀的常規測深
目前最常用的測深方法是采用DGPS定位（沿海RBNDGPS定位）配合數字測深儀測深的方式，數字測深儀、DGPS接收機、計算機及專用軟件等構成了作業系統。工作流程包括以下幾個階段：測前準備、采集外業數據、處理內業數據、輸出成果等。
（1）水深測量前期準備工作：第一，利用已知控制點測定WGS84坐標與國家坐標系或地方坐標系的轉換參數。第二，利用已知高程控制點，按水準測量方式布設固定或臨時水尺。第三，布設測深計劃線。第四，利用檢查板或聲速儀校準測深儀測深精度。
（2）采集外業數據。第一，安排專人在測深作業前10分鐘開始觀測水位，并記錄。第二，連接測深作業系統，并啟動。要完成以下工作包括測深儀與定位儀接口、測深儀配置、接收機數據格式、改正天線偏差等。完成校正后，接下來才能進行測量。第三，水深測量原理：水深Zm=Z+ZO-S，水底高程H底=H-(h+Z)。Zm為繪圖水深，ZO為設定吃水，Z為測得的水深，S為測深對應時刻的水位。
（3）處理內業數據。處理內業數據指的是對水深測量數據利用相應數據處理軟件進行處理，制成水深圖和水深統計分析報告等所需要的測量成果，并輸出成果。
3.2 RTK（或CORS）無驗潮測深
RTK無驗潮測深與3.1節中的常規測深原理相似，所不同的是定位手段以RTK或CORS方式代替DGPS信標定位方式，因為RTK與CORS均能獲得較高精度的平面坐標與高程，故將其所測高程應用到測深當中，直接求得水下泥面高程，工作流程也是包括以下幾個階段：測前準備、采集外業數據、處理內業數據、輸出成果等。
（1）水深測量前期準備工作：第一，架設RTK基準站（如果采用CORS，則無需架設基準站）?；鶞收疽x擇架設在探測區域的中心地帶，位置較高、視野開闊的地方。第二，測定平面轉換參數與高程擬合參數。利用測區內分布均勻的3個以上已知平面控制點（國家坐標或地方坐標）與RTK、CORS所測坐標作為公共點計算平面轉換參數；然后采集測區內能反映大地水準面起伏區域的高程控制點的大地高，計算高程擬合參數（CORS也可以直接應用地方似大地水準面精化成果）。第三，布設測深計劃線。第四，利用檢查板或聲速儀校準測深儀測深精度。
（2）采集外業數據。第一，檢驗基準站坐標。排除基準站坐標轉換過程中出現的誤差因素，如參數錯誤等。第二，連接測深作業系統，并啟動。要完成以下工作包括測深儀與定位儀接口、測深儀配置、接收機數據格式、改正天線偏差等。完成校正后，接下來才能進行測量。第三，水深測量原理：水深Zm=Z+ZO，水底高程H底=H-(h+Z)。Zm為繪圖水深，ZO為設定吃水，Z為測得的水深。水底高程為H底，H為RTK測得的高程，h為測深儀探頭到GPS天線的高度。
（3）處理內業數據。處理內業數據指的是對水深測量數據利用相應數據處理軟件進行處理，制成水深圖和水深統計分析報告等所需要的測量成果，并輸出成果。
3.3多波束系統測深
對大面積水深測量而言，目前效率最高的無疑是多波束系統測深。相比于以往的單波束采集系統的測量工作，每一次多波束水深測量系統的采樣，垂直于航道方向上的數以百計，不同水深的數據都能直接的獲取。因此，能夠精確和快速地測量一定寬度范圍內測線兩側多個點的水深，清晰準確地對海底地貌進行探測。在測量過程中，利用GPS定位，并且利用多波束水深測量系統測定該點的水深，這樣就能快速測制海底地貌。
4.其它測深手段介紹
目前，還有幾種新興的水深測量技術逐漸發展起來，如機載激光測深、衛星遙感測深等，這些技術相較于現在普遍應用的測深手段，在效率上有極大提高，特別是遙感海底地形測量具有大面積、同步連續觀測及高分辨率和可重復性等優點，為完成全球性海洋測繪提供了一種可行的手段，但其在深海地區的精度只能達到約10~100米，仍有待提高。
5.結語
水深測量技術與信息技術的結合有力推動了海洋測繪的發展， 3S技術與數字測深技術成為信息化海洋測繪的推手，我們在掌握目前常用的“GPS定位+測深儀測深”的技術后，還應該關注水深測量技術的發展趨勢，因為應用新技術新工藝可以大大提高測繪生產效率，為社會創造更大的效益。
參考文獻：
[1]董妍.GPS在海洋測繪中的應用[J].科技風,2010,(03)．
[2]寧津生.高新技術與測繪學科發展,中國測繪學科發展藍皮書[C],2003(05).
海洋測繪發展范文4
關鍵詞：測量技術，數 字化，信息化
中圖分類號： TM930.9 文獻標識碼：A文章編號：
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
隨著科學技術的飛速發展 ，計算機 網絡技術、衛星定位系統以及地理信息系統的運用使得現代測繪技術的作用領域不斷擴大。目前，世界上已有多個國家實現了現代數字測繪技術代替傳統的模擬測繪技術，數字化信息也正朝著網絡化的方向發展，這標志著數字化時代已經來臨。近年來，我國經濟社會信息化水平不斷提高，使得社會各個領域對數字化測繪產品的需求量也隨之增加，數字化基礎地理信息已經成為一種不可或缺的數字地理空間支撐條件。現在，我國正處于非常重要的發展時期，要進一步加強水利、交通、能源等基礎設施的建設 以及自然資源的開發利用，這對測繪技術提出更高的要求，同時也提供了更廣闊的發展空間。
1、傳統測量學
傳統測量學是研究如何測定地面點的平面位置及高程，如何將地球表面的地貌及其它信息測繪成圖，如何確定地球形狀和大小，并將設計圖上的工程構造物放到實地上的科學 它的任務與作用包括測繪與測設兩個方面 測繪是測定地球表面的自然地貌及人工構造物的平面位置及高程，并按一定比例尺縮放成圖，供國防工程及國民經濟建設規劃設計管理和科學研究用，測設是將設計圖上的平面位置和高程實地標設出來，作為施工的依據。
測量學按其研究的對象和應用范圍可分為以下幾門課程：
普通測量學，研究將地球表面局部的地貌及人工構造物測繪成大比例尺地形圖的基本理論和方法的科學，這是測量學的基礎。
大地測量學，研究地球表面區域的點位測定以及整個地球的形狀大小和地球重力場測定的理論和方法的。
科學攝影測量學，研究利用攝影和遙感技術獲取被測地表物體的信息，進行分析處理，繪制成地形圖和數字模型的理論和方法的。
科學工程測量學，研究工程建設在規劃設計、施工運行、管理等各階段經行的測量工作的理論和方法的科學制圖學，研究將地球表面的點、線經過投影變換后繪制成滿足各種不同要求的地圖。
2、 測量技術的發展
技術（GIS）遙感技術（RS）及數字攝影測量近些年來，伴隨著科學的發展，測量科學也有著巨大的進步，現代數字化技術全球定位系統（GPS ）地理信息技術（GIS ）遙感技術（RS ）及數字攝影測量等各種新技術在測量學中得以研究和應用。
2.1 GPS技術
全球定位系統（GPS ）是美國軍方在 1973 年開始發展的新一代衛星導航和定位軍事系統，由分布在六個軌道上的21+3個衛星組成，民用限制使用。大約1983年開始用于解決大地測量問題，它的基本定位原理是依據用戶和四顆衛星之間的偽距測量，根據衛星在適當參考框架中的已知坐標確定用戶接收機天線的坐標信號由衛星發出，基本觀測值是信號由衛星天線到接收機天線傳播的時間間隔，然后用信號傳播速度將信號傳播時間換算成距離。按照原理，只要同步觀測三顆衛星即可交會出測站的三維坐標 RTK實時動態技術是在 GPS基礎上發展起來的，能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果，并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的 GPS定位測量方式，是 GPS應用的重大里程碑 RTK測量是將 l 臺 GPS接收機安裝在已知點上對 GPS衛星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發射出去；流動站在對 GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準站電臺發射的信號，經解調得到基準站的載波相位觀測量；流動站的GPS接收機再利用 0TF （運動中求解整周模糊度）技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置 RTK測量可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度快速地測定圖根控制點界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖 同時，也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣，因此，RTK被廣泛應用于圖根控制測量，地籍房地產測繪數字化測圖及施工放樣等各種工作中。
2.2 RS技術
遙感（RS ）是不接觸物體本身，用傳感器采集目標物的電磁波信息，經處理分析后，識別目標物，揭示其幾何物理性質和相互聯系及其變化規律的科學技術一切物體，由于其種類和環境不同，因而具有反射或輻射不同波長電磁波的特性。遙感技術就是利用物體的這種電磁波特性，通過觀測電磁波，從而判讀和分析地表的目標及現象，達到識別物體及物體存在的環境條件的技術。
2.3 GIS技術
地理信息系統（GIS ）是在計算機軟件和硬件支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性以一定的格式輸入、貯存、檢索、更新顯示、制圖和綜合分析應用的技術系統，它是將計算機技術與空間地理數據分布相結合，通過一系列空間操作和分析方法，為地球科學，環境科學和工程設計，乃至政府行政職能和企業經營提供對規劃，管理和決策有用的信息，并回答用戶提出的問題。目前 GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪 地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。采用 GIS 數據庫內外一體化測圖掃描矢量化及全數字攝影測量等技術，為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息，以建立各類專業信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。
2.4 3S 技術
3S技術的集成，是 GPS， RS， GIS技術的發展，并走向集成，是當前國內外的發展趨勢在3S技術的集成中，GPS主要用于實時快速提供目標物的空間位置，RS用于實時快速提供地表物體及其環境的幾何物理信息，以及它們的各種變化 GIS則是對多種來源時空數據的綜合處理分析和應用的的平臺。
2.5 數字攝影測量技術
數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品全數字攝影工作站的出現，加上 GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量產品已經從影像圖等向 4D產品轉化，為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。
2.6地圖學技術
現在，地圖學已經朝著多層次 、多領域、多時態以及多功能的方向發展。遙感技術 、地理信息系統 技術、自動制圖技術以及多媒體技術的發展使地圖學的理論、技術和工藝發生巨大變化。地圖學技術發 展的關鍵是如何把遙感技術和其他快速更新地圖信息的手段結合，研發出實用化專題地圖設計專家系 統、地圖自動編輯制版系統以及地圖信息分析應用專家系統 。
2.7海洋測繪技術
在海洋測繪方面，海洋測繪技術向著高精度、全覆蓋以及全過程自動化的方向發展。利用衛星定位技術或卡爾曼濾波等方法可提高海洋測繪定位精度 ，研發航空航天遙感測深系統或高精度條帶式測深系統來達到全面覆蓋測量海洋信息的目標，進一步提高海洋測繪自動化過程，通過與海洋圖自動制圖技術的鏈接建立海洋圖數據庫，最終建立海洋測量信息系統。
3、現代測繪技術的作用
3.1在地理信息系統建設中起主導作用
地理信息系統 ( GI S )主要分為 2種，即基礎地理信息系統和應用地理信息系統?，F代測繪技術 主要為基礎地理信息系統建設服務，同時為應用地理信息系統建設提供地理信息平臺。GIS的重要內容是地理信息數據，必須依靠現代測繪技術獲得良好的地理信息數據。因此，現代測繪技術在地理信息系統建設 中起主導作用。
3．2為城市信息化管理提供幫助
測繪成果是對自然地理要素和地表人工設施的形狀 、大小 、位置以及屬性等測定的結果，能為城市規劃和土地管理等提供重要幫助。測繪資料是一個各等級控制點坐標和各種比例尺地形圖，其含有極豐富和詳細的地理信息，是城市信息化管理中有關地理信息的唯一來源。由于不同管理部門的職能不同，其對地理信息了解的詳細程度的要求也不一樣。例如，在城市里同一塊區域，城市規劃建設和土地管理 等管理部門需要信息量大且準確的較大比例地形圖，因為其需要了解該區域建筑物的布局以及土地使用情況，而供電供水部門需要鋪設管線，則需要細化到單體房屋類型和結構的地形圖。
3.3滿足人們對地理位置信息的需求
在現實生活中人們都使用過交通 圖等地形圖，表明地理位置信息已經成為人類生活的重要組成部分，而測繪資料是繪制地形圖的基礎，因為構建高質量地形圖的關鍵必須依靠準確詳細的測繪資料 。隨著 GI S與光盤存儲技術、可視化技術和多媒體技術的融合 ，以及與 GPS和遙感技術 ( RS)的集成，將使空間信息獲取和處理更新速度大大加快 ，使人們能夠對空間信息進行適時處理 ，例如進行車輛定位、手機定位等 ，從而極大地滿足了人們對地理位置信息的需求。
海洋測繪發展范文5
【關鍵詞】測繪；發展；探測技術；應用
測繪學是一門關于地球空間信息的學科，是采用各種方法和手段研究空間對象的定位、描述和表達，動態變化與監測，并將所獲得的各種空間信息進行加工、存儲與處理，使之綜合應用于經濟建設、國防建設、科學研究、社會發展等各個領域中所形成的一門學科。測繪科學既是地球學科的重要分支，又是一門工程應用學科，她服務于各種工程建設，包括地面、空中、地下、水下各種民用工程、礦山工程、海洋工程、軍事工程、環境工程、生態工程等領域?，F代測繪科學研究的主要對象是空間信息，而以空間信息理論為核心的測繪學科，與地學、生態、環境、城建土地管理等相關學科都有密切的聯系。現代測繪高新技術，往往是多種專業技術的綜合系統，只有將各類知識融會貫通，構成有機的知識網絡，才能適應現代科技相互交叉、滲透、移植的特點。測繪的范圍從地面擴展到整個近地空間，加之通訊、計算機網絡等信息技術，給測繪學的發展提供了廣闊的發展空間。隨著數字地球構想的實施，測繪學面臨一個歷史性的發展新機遇，傳統的或現代測繪學將以地球空間信息學的新面目立于地球科學分支學科之林，以更強的活力向前發展。
現代測繪技術主要有：（1）空間測繪技術（2）航空、衛星重力探測技術（3）航空航天遙感技術（4）地圖制圖與地理信息系統技術（5）GPS、GIS、RS的三S集成技術。測繪科學與技術下設大地測量學與測量工程、攝影測量與遙感、地圖制圖學與地理信息工程三個研究方向。
大地測量學與測量工程專業是培養具備地面測量、海洋測量、空間測量、攝影測量與遙感以及地圖編制等方面的知識，能在國民經濟各部門從事國家基礎測繪建設、陸?？者\載工具導航與管理、城市和工程建設、礦產資源勘察與開發、國土資源調查與管理等測量工程、地圖與地理信息系統的設計實施和研究、環境保護與災害預防及地球動力學等領域從事研究、管理、教學等方面工作的工程技術人才。
攝影測量與遙控專業是結合攝影測量（解析攝影測量、數字攝影測量）、地理信息系統、圖象信息處理以及遙感的系統理論和有關儀器設備的原理，培養從事攝影測量與遙感技術領域的地圖制作，建立地理信息系統，進行資源調查以及近景攝影測量生產與研究的高級工程技術人才。
地圖制圖學與地理信息工程已從傳統的地圖繪制發展成為運用現代計算機技術與信息通信工程。
現代測繪學的內容廣泛，任務涉及面大，是現代高新技術互相滲透的結果?，F代測繪學與傳統的測繪學有所不同，它不只是手段先進，方法新穎，而且其研究和服務的對象、范圍越來越廣泛，重要性越來越顯著。
如上所述，現代測繪學是一門科學性、技術性很強的學科。對于國民經濟建設、國防建設以及科學研究等領域，是一門重要的基礎科學。
在工程建設方面，工程的勘測、規劃、設計、施工、竣工及運營后的監測、維護都需要測量工作。在軍事上，首先由測繪工作提供地形信息。在戰略的部署、戰役的指揮中，除必須究和服務的對象、范圍越來越廣泛，重要性越來越明顯。如上所述，現代測繪學是一門科學性、技術性很強的學科，對于國民經濟建設、國防建設以及科學研究等領域，是一門重要的基礎科學。
測繪工作是國民經濟建設和社會發展的一項前期性、基礎性工作，是構成地理信息產業的基礎和主干。它為國家經濟建設和社會發展提供與地理位置有關的各種專題性和綜合性的基礎信息，其成果是進行資源調查、環境監測、農田建設、能源、交通、水利等大型工程建設、城鄉規劃建設、土地開發利用、重大災害監測預報和科學研究、國防建設以及國家宏觀管理決策必不可少的基礎資料。
隨著空間科學、信息科學和計算機技術的飛速發展，測繪科學技術也進入了一個新時代。目前，國內外測繪科學技術的發展出現了下列主要趨勢：
（1）大地測量自采用快速高精度空間定位技術，特別是GPS技術以來，逐步從靜態大地測量發展到動態大地測量，作用范圍從地球局部區域擴展到全球，研究對象從地球表面幾何形態深入到研究地球內部物理結構及其動力學機制，傳統大地測量理論和技術將產生重大變革。應用大地測量技術對地殼運動和海平面變化進行精確監測和研究，及時對因環境變化而產生的自然災害做出精確預報將受到普遍的重視。
（2）攝影測量的發展經過模擬攝影測量、解析攝影測量時代，已經于本世紀90年代進入到數字攝影測量時代。數字化攝影測量系統已經進入商品化的階段；將數字攝影測量系統與地理信息系統結合，促進了測繪生產過程的數字化和自動化；利用GPS確定航攝外方位元素，從而實現無地面控制點或少地面控制點的航空攝影測量，擺脫繁重的野外控制測量工作。
（3）遙感技術正朝向多種傳感器、多級分辨率、多頻譜、多時相的信息獲取和快速實時的智能化信息處理的方向發展。利用遙感技術對大陸、海洋、大氣等地球環境的變化進行長期觀測和分析，已經與遙感制圖、地球資源調查一樣成為遙感技術的主要方向。高分辨率衛星攝影系統、高分辨率成象光譜儀、合成孔徑雷達等新型傳感器及其影象信息處理系統日益受到普遍重視。
（4）地理信息系統已在某些專業得到應用并進入商品化生產的階段，計算機技術和通訊技術的迅速發展，使GIS向多樣化和分布式處理邁進。在側重信息存儲、數據庫建立、查詢檢索、統計分析和自動制圖等基本功能的基礎上，GIS逐步進入開發分析、評價、預測、決策支持模型以及增加智能化功能的發展階段。
（5）地圖學的發展呈現出多層次、多領域、多時態、多功能的特點，遙感技術、地理信息系統技術、機助制圖技術與多媒體技術的發展將使地圖制圖學的基本理論、技術方法和手段、工藝過程發生根本性的變化。研究解決利用遙感技術和其它手段快速更新地圖信息，實現地圖內容的自動綜合，以及研制實用化專題地圖設計專家系統、地圖自動編輯制版系統和地圖信息分析應用專家系統，是當今地圖制圖技術發展的關鍵。
海洋測繪發展范文6
關鍵詞：海洋測繪；多波速；測深技術；探討
中圖分類號：P229.5 文獻標識碼：A文章編號：
多波束測深聲納系統通過在指定空間預成多個波束，當目標回波信號入射到線列陣時，通過多個波束響應向量對基陣接收信號進行相位或時延加權補償，即可確定出信號的入射方向，并里用能量中心收斂法對回波信號進行處理、計算，繼而判斷出目標的方位。從以上工作原理部分的介紹可以看出， 多波束條帶測深技術是一種綜合水聲、衛星通訊、儀器儀表、計算機等多學科的復雜系統。通過對多波束測深現狀和數據處理等方面的分析，希望對我國未來海洋多波束測深做出貢獻。
一、多波束測深系統理論概述
多波束測深是水聲技術、計算機技術、導航定位技術和數字化傳感器技術等多種技術的高度集成。測深時，載有多波束測深系統的船，每發射一個聲脈沖，不僅可以獲得船下方的垂直深度，而且可以同時獲得與船的航跡相垂直的面內的幾十個水深值。多波束測深系統一般由窄波束回聲測深設備（換能器、測量船搖擺的傳感裝置、收發機等）和回聲處理設備（計算機、數字磁帶機、數字打印機、橫向深度剖面顯示器、實時等深線數字繪圖儀、系統控制鍵盤等）兩大部分組成。
二、多波束測深的工作原來和技術概況
1、 多波束測深工作原理
多波束測深聲納是一種大型組合設備，除其系統本身外，還包括定位、羅經、船姿傳感器、聲速剖面儀、數據采集工作站和繪圖儀等配套設備。多波束系統和傳統的單波束回聲測深儀從原理上講沒有本質的區別，只是多波束系統的換能器是由多個換能器單元組成的陣列，工作時能同時發射多個波束和接收多個波束，對海底進行條帶式測量。
2 、多波束測深技術概況
多波束條帶測深系統是一種高效的海底地形測繪設備，它是在單波束回聲測深儀的基礎上發展起來的。多波束測深系統是利用安裝于船的龍骨方向上的一條長發射陣，向海底發射一個與船龍骨方向垂直的超寬聲波束，并利用安裝于船底的與發射陣垂直的接收陣，經過適當處理形成與發射波束垂直的許多個預成接收波束，從而當測深系統在完成一個完整的發射接收過程后，形成一條由一系列窄波束測點組成的，在船只正下方垂直航向排列的測深剖面。
由于各波束空間上呈扇形排列，波束指向角自中央波束向邊緣波束逐漸增大，因此回波信號自中央波束開始主要為反射波，向兩側逐漸過渡到散射波。如上所述，振幅檢測法在單波束測深儀中是一種成功的海底信號探測方法，其原因是單波束測深儀的回波信號主要是反射波。在多波束測深系統中，當波束指向角不斷增大時，回波的反射波振幅將迅速減小，反射波的尖脈沖形態也將隨之趨于模糊。當波束指向角還不十分大時，減小了的反射波振幅還可以用變振幅強度處理方法來檢測，但當波束指向角足夠大時，微弱的反射波信號在背景噪聲中將變得無法檢測。因此在多波束系統的回波信號檢測方法中除了使用振幅檢測法外，一般還使用相位檢測法。相位檢測法利用相干原理，通過比較換能器兩個給定接收單元之間的相位差的方法來檢測波束的到達角。
三、多波束測深系統發展階段
1 、SEABEAM 1000系列為代表的第一代產品，它的波束數少、掃幅寬度僅6O度，集成度低，水深數據不能實時處理。
2 、SEABEAM 2000 系列、ATLASHYDROSWEEP和SIMRAD EM12為代表的第二代產品，采用了P30大規模集成電路和DSP技術，波束數達到121個，波束角寬2。，數據實時和后處理軟件成熟。
3 、SIMRADEM 120和RESON SeaBm 8150深水多波束測深系統為代表的第三代產品，采用了超大規模集成電路和速度更快的DSP板，波束數達到191個或更多，波束角寬0.5—1度，實現全姿態穩定，數據實時和后處理軟件更加成熟。
4、 近年剛出現的SIMRAD EM122深水多波束測深系統和EM710被稱為第四代產品，采用寬帶技術、近場自動聚焦和水體顯示等技術，提高了聲吶性能，波束數更多，測深點更密，集成度也更高。相比較EM120系統EM122系統標稱指標覆蓋寬度最大37 km，單次發射形成兩行共576個波束，可加密至864個測深點，波束角寬最小可達0.5×1度，該系統目前正在推廣階段。
四、多波束測深系統數據處理的發展趨勢
1、 聲速及聲線跟蹤
現有的聲速經驗模型比較多，這為深度的計算精度提高提供了寶貴的理論依據。但由于這些模型均為特定情況下的聲速計算模型，計算所得聲速彼此之間也存在著一定的差異，對波束腳印的歸位計算帶來了一定的困難。考慮多波束系統的應用范圍廣，涉及海域的水文因素變化復雜等特點，為此尋求一種適合多波束的最優聲速經驗模型已成為首要課題。
2 、多波束輔助參數的測定和濾波
多波束是一個由多傳感器組成的復雜系統，最終測量成果質量不但取決于系統自身的測量數據質量，還取決于輔助傳感器測量參數的精度，因此，開展諸如導航定位技術、聲速改正技術、潮汐改正技術以及換能器吃水改正技術等與多波束測深相關的專項技術研究，也是多波束數據處理未來面臨的主要任務。
3 、深度數據濾波
測量過程中白噪聲和海況的影響以及參數設置的不合理等，都將會導致測量數據中出現假信號，形成虛假地形，從而使繪制的海底地形圖與實際地形存在差異。為了提高測量成果的可靠性，必須消除這些假信號，因此需不失時機地展開測深異常數據的定位研究，對數據進行必要的編輯，剔除假信號，為后處理成圖做好準備。深度測量誤差不僅包含粗差和隨機誤差，還包含了系統誤差，某些情況下，系統誤差的影響還相當顯著。
4 、圖像處理
反向散射強度是多波束系統中又一類重要測量參數，由于數據量龐大，國內許多用戶很少采集這方面的數據，對其圖像的研究也少有文獻。其實，多波束聲納圖像與遙感圖像、雷達圖像等除形成機理存在差異外，圖像的處理思想基本相同。多波束圖像由于形成機理、環境噪聲等與其它圖像還存在著很大的差異，因此，在現有的圖像處理方法中研究適合多波束聲納圖像處理的最優方法是圖像數據處理研究中的一個重要問題。
5、 多波束數字信息與側掃聲納圖像信息的融合
同多波束系統一樣，側掃聲納也可對海底進行全覆蓋式測量。兩類設備的應用，對實現海底地形地貌的認識起著十分重要的作用。多波束系統既可獲得高密度、高精度的測點位置信息，又可獲得海底圖像信息，但由于分辨率的限制，一般情況下，成像質量較差；而側掃聲納則以成像為主，可獲得高分辨率的海底影像，但僅能給出描述海底地貌、地物的概略位置。多波束能夠給出海底地物的位置、大小等定量分析數據，但在對海底的定性分析方面還存在不足；而側掃聲納則可根據圖像的明暗程度反演海底地質組成，并在此基礎上，進行地質分類和定性分析，但卻難以利用概略的位置信息進行精確的量化分析。
五、結束語
基于幅度的測深算法有能量中心檢測、WMT和BDI算法三種；基于相位的測深算法分為分裂波束相位差算法和多子陣檢測算法兩種。為了得到精細而準確的海底深度數據，提高多波束測深算法的精度和性能就顯得十分關鍵。
參考文獻：
[1] 黃謨濤.多波束測深技術研究進展與展望[J].海洋測繪，2010，（3）.
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