浅谈海洋测绘技术及发展

朱林华刘业伟

朱林华刘业伟

湛江市海域使用测绘队524000

摘要：海洋测绘对我国经济社会发展以及国防设施建设有着不容忽视的作用。随着当今计算机信息网络技术的快速发展，海洋测绘技术也得到了长足发展，并且对海洋测绘事业发展的影响越来越大。通过各涉海测绘部门的大力合作，我国海洋测绘工作获得了很多重要成果，推动了国防和社会经济建设，同时也为我国海洋测绘提供保障。我国海洋测绘人才队伍通过长期发展和积累，逐步形成教学、科研和生产的全套体系，我国海洋测绘技术发展过程十分迅速，原来技术不成熟只是单一的进行海洋信息的获取，现在则将海洋信息探测与物理、电子科技等学科相融合；原来获取海洋信息的设备主要搭载在轮船上，现在则利用潜艇、航天技术等为深部探测提供良好的信息测量平台。随着信息科技的发展和中国工业进程的推进，我国的海洋探测设备水平有了很大的提高，配备了一大批具有自主知识产权的现代化海洋探测信息设备，基本实现了由手工探测到信息自动化的转变。

关键词：海洋测绘；技术；发展

一、海洋测绘是测绘学的一个分支学科

从这个分支学科的名称，我们就可以清楚地知道,海洋测绘的对象是海洋。尽管大海一片汪洋，由于海洋是由各种要素组成的综合体，因此海洋测绘的对象可以分解成各种现象。这些现象可分成两大类，就是自然现象和人文现象。自然现象是自然界客观存在的各种现象，如曲曲折折的海岸，起伏不平的海底，动荡不定的海水，风云多变的海洋上空。用科学名词来说，就是海岸和海底地形，海洋水文和海洋气象。它们还可以分解成各种要素，如海岸和海底的地貌起伏形态、物质组成、地质构造、重力异常和地磁要素、礁石等天然地物，海水温度、盐度、密度、透明度、水色、波浪、海流，海空的气温、气压、风、云、降水，以及海洋资源状况等。人文现象是指经过人工建设、人为设置或改造形成的现象，如岸边的港口设施――码头、船坞、系船浮简、防波提等，海中的各种平台，航行标志――灯塔、灯船、浮标等，人为的各种沉物―一沉船、水雷、飞机残骸，捕鱼的网、栅，专门设置的港界、军事训练区、禁航区、行政界线―一国界、省市界、领海线等，还有海洋生物养殖区。这些现象，包含有海洋地理学、海洋地质学、海洋水文学和海洋气象学等学科的内容。

二、海洋测量的特点

海洋测量的对象是海洋，而海洋与陆地的最大差别是海底以上覆盖着一层动荡不定的、深浅不同的、所含各类生物和无机物质有很大区别的水体。由于这一水体的存在，使海洋测量在内容、仪器、方法上有如下明显不同于陆地测量的特点：

由于这一水体，使目前海洋测量只能在海面航行或在海空飞行中进行工作，而难以在水下活动。因而在海洋水域没有居民地，也没有固定的道路网，除浅海区外，也没有植被。因此海洋测量的内容主要是探测海底地貌和礁石、沉船等地物，而没有陆地那样的水系、居民地、道路网、植被等要素，而且海底地貌也比陆地地貌要简单得多，地貌单元巨大，很少有人类活动的痕迹。但这并不是说海洋测量比陆地测量要简单得多，相反，海洋测量在许多方面比陆地测量要困难。

首先，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。

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。

再次，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。

海洋工程测量与陆地工程测量类似，在工程建设前和建成后都要进行测量。现以比较典型的海洋工程测量项目――港口工程测量为例予以介绍；港口工程建设前，需要进行选址、总体规划和技术设计等工作。其中码头选址不仅需要陆地地形图，还需要许多海洋测量资料。因为码头打桩或开挖填筑基础，需要水深、底质、地质构造、地震等资料；为了减轻建成后海浪冲击和泥沙淤积，需要有海流、波浪等水文资料；为确定码头高度，还要潮汐、甚至于历史上的大潮和风暴潮的资料；另外，进出港航道、泊地的选址，船坞、防波堤的建设，助航标志、系船浮筒的设置等都需要有大比例尺的水深测量资料。由于港口大都建在河口、海湾等易变海区，建港所需的资料通常都需建港前实测。

三、海洋测绘的发展策略

3.1加快提高测深技术

在水深测量上，海洋测绘虽然在近些年的发展中，取得了很大进展，但由于受先进的测量仪器价格昂贵，以及海洋测绘较之陆地测绘起步晚，在技术上相对较弱等原因的影响，在当前我国的水深测绘中，仍然主要使用单波束测深仪，对于多波束测深仪的研制还有待提高，如果主要依靠单波束测深仪，将会降低我国测深效率以及测量结果的精准性，对于我国海洋测绘业的发展是不利的。另外，虽然采用了空间遥感技术，但使用的范围还较小，目前主要在我国的浅海区域，在深海区域的使用范围以及技术的精确度均有待提高。

3.2提高GPS在海洋测绘中的精度

GPS定位系统在大地高的测量中应用较早，且测量结果较准确，但在将大地高转化为海图高的精确度上却并不高。由于海洋理论深度基准面具有跳跃变化的不稳定特点，因此，将大地高作为无缝垂直参考基准应用水对水深的测量，还需要进一步加强对于数据处理准确性的研究，以做到通过大地高的测量，能对海图高的数值有比较准确的测定，尤其在我国的远海领域，应加大对GPS精确使用范围并加快相应技术研究，以不断促进海洋测绘技术的提高。

3.3统一坐标系，提高海洋测绘精确度

当前在海洋测绘中，发达国家在一般使用地心坐标系进行测绘。地心坐标系因以地球质心为原点，较之参心坐标系在测量结果上更为精确，而鉴于各种原因，我国当前在坐标系的使用上，地方坐标系、国家坐标系以及施工坐标系的参照坐标还存在差异，且主要以参心坐标系为主，应尽快予以统一，并逐渐选择使用地心坐标系，以不断提高海洋测绘的精确度。

3.4加快网络化信息服务系统建设，重视测绘人才的培养

海洋测绘信息目前还是主要在海洋测绘、科研、管理等部门建立的局域网上实现信息共享，并没有实现社会化应用，应尝试在当前局域网的基础上，与各级海事部门实现联网，通过与国家公共信息网站的链接，实现海事测绘公共服务信息的大众化使用，并尽快建立起信息服务系统，使海洋测绘信息能为与海洋打交道的各行业人员提供帮助。另外，应继续加强对于测绘专业人才的培养力度，除通过高校培养专门的人才外，基于科技的飞速发展，应注意对在业人员的培训，以及时更新他们的知识，使测绘人员的专业技能跟上时代发展步伐，并不断得以提升。

3.5强化部门沟通与协调

当下我国海洋测绘工作比较复杂且艰苦，各部门的力量都不是很强，在能力达不到标准的状况下，必须要强化每个涉海测绘部门单位之间的沟通和合作，拧成一股绳，把分力变成强大的合力，提升海洋测绘工作效率，进一步为我国国防和社会经济发展贡献更多的工作成果。因此，有关部门应该根据相关法律法规制定和改进，明确军地双方的工作职责，将海洋测绘工作内容细致化，为实现各涉海部门的精诚合作铺平道路。与此同时，各部门要清楚各自的职责范围，避免出现职权交叉的情况，根据专业领域和测绘工作任务来开展军地分工和各涉海部门之间的任务分工。在测绘技术创新研究、装备使用、安全管理等方面进一步深化合作，扬长避短，只有如此，方可使我国海洋测绘服务保障发挥最大的优势。

3.6完善海洋测绘规划

国家有关部门要对海洋测绘工作给予更多的重视，军地两方共同合作，积极参与相关工作。由实际情况来分析研究，进而制定出一个统一的海洋测绘发展规划，设置科学恰当的阶段性实现目标，有条理有计划的推动海洋测绘事业的稳定发展。在现在海洋测绘工作面对迫切发展，同时有关部门合作参与行动的情况下，对海洋测绘工作开展统一的规划和布局，相互之间合作协调。有效降低测绘的无用功，提高共享水平。

3.7建立专业技术人才队伍

若要提高我国海洋测绘技术装备的创新能力，就必须要有相关的专业技术人才，特别是海洋测绘专业方面的。当下我国海洋测绘工作中专业技术人员比较少，人才的衔接和培养落后于时代的发展，这是目前阻碍我国海洋测绘工作顺利开展的最大绊脚石，大连舰艇学院开办的海洋测绘专业是我国海洋测绘工作起步较早的专业，像山东科技大学等地方性高校开设的海洋测绘相关专业时间很短，基本上处于初始研究阶段。武汉大学是专门培训测绘相关专业人才的重点高校，但是其中只是开设海洋测绘内容课程，并没有开设有关测绘的专业。因此，相关重点高校要努力提升海洋测绘学科在教学课程中的地位，适当开设海洋测绘相关专业，建立海洋测绘专业技术人才培养机制，这个工作亟待解决。

3.8技术装备的投入力度

增强海洋测绘技术装备的制造能力，加大相关装备的投入，进而推动海洋测绘技术的改进和创新，这是海洋测绘工作顺利开展的基本保障。加快海洋测绘高新技术的发展，改进原来的工作模式和信息采集形式，提高海洋测绘技术的升级、提升相关人员的技术综合素养。从业者和相关的技术部门要紧抓海洋测绘技术的最新进展，加大对遥感信息技术、多源传感器技术等代表国际海洋测绘的前沿科技的投入力度，借助中国航天科技的发展为海洋测绘技术的革新提供有力的平台。深化卫星遥感和海洋深水测绘等相关技术领域的协调合作。规范测绘技术标准和要求，努力推动海洋测绘的自动化智能化进程，研发先进的海洋测量装备，注重中远海综合测量船的制造。

结束语：

随着社会经济发展对水下地形测量要求的提高，传统单波测深仪已经无法满足日益增长的新需求，多波束水深测量技术的出现带来了海洋测量技术的一次重大变革。在新形势下，必将对多波束测量技术与海洋测绘工序做出进一步的调整。多波束测量技术的发展和海图数据库的建立，将会对数据库产品化产生重大影响，使得海洋测绘产品化的时间得以有效缩短，并能提高海洋测绘产品的多样性。

参考文献：

[1]马兰，孔毅.信息化海洋测绘的构想2015.9

[2]黄文骞.海洋测绘信息处理新技术2013.6

[3]张峰，金继业，石绥祥.我国数字海洋信息基础框架建设进展2017.2