第三章水下地形测绘介绍.pptVIP

进行海底地形测量，最有前途的方法还是利用具有高分辨率的声学系统。声学系统由超声波发射器、水声接收机和电视显示器所组成。 将多波束、高精度测深侧扫声纳等声呐扫测设备安装在潜航器上，也可以实现对海底的高精度测量，如我国大洋一号上的6000米水下自治机器人AUV系统安装了测深侧扫声纳、浅地层剖面仪等设备，用于大洋的海底地形地貌调查。 水下电视摄像系统、水下数字摄像系统是目前获取在水下环境清晰图像的主要方法，扫海测量中，配置水下数字摄像系统有助于障碍物性质的判断，提高扫测能力。 激光测深的原理与双频回声测深原理相似，从飞机上向海面发射两种波段的激光，一种为红光，波长为1064nm，另一种为绿光，波长为523nm。红光被海水反射，绿光则透射到海水里，到达海底后被反射回来。这样，两束光被接收的时间差等于激光从海面到海底传播时间的两倍，由此可算得海面到海底的深度。 激光测深的公式为： 式中：c 为光速；n 为海水折射率； △t为所接收红外光与绿光的时间差。 LIADR测量原理 五、机载激光测深（LIDAR） 一、水位改正 在进行水深测量时，测深仪测得的深度是由瞬时水面起算的，由于水面受水位或潮位的影响不断变化，同一地点在不同水位时测得的水深是不一致的。 因此，必须对测得的水深做水位改正，将测量水深值改正到从规定的深度基准面起算的深度。 测深与高程系统的联系，一般通过水位观测实现。应在水深测量的同时进行水位观测。在水位观测中，可根据测区的特点和测量目的选择深度基准面。 3-4 水位改正和水位观测 水位改正——将测量水深值改正到从规定的深度基准面起算的深度。 深度基准面——水下地面点竖向位置的描述可使用与陆地同样的高程系统，由此得到水下地形图。但有时需用水深描述水下地面点竖向位置，则得到用等深线表示的水深图或海图。水深计算的起算面称为深度基准面。 水位——指水面相对于某一高程基准面的高程。 水位观测——为确定水位而进行的测量。 关于深度基准面的问题： 水下地面点竖向位置的描述可以使用与陆地同样的高程系统，由此得到水下地形图。但有时需要水深描述水下地面点竖向位置，则得到用等深线表示的水深图或海图。水深计算的起算面称为深度基准面。 水深图主要服务于航运，因此深度基准面的确定非常重要。在我国海洋、港湾和河口以往主要采用最低潮面，从1956年开始采用理论深度基准面（理论上可能出现的最低潮面）；在内河及湖泊采用最低水位、平均低水位或设计水位等作为深度基准面。 设计水位又称为江河航道设计水位，其确定方法主要有三种： （1）多年最低水位平均值法。 （2）多年平均保证率法，即取多年日平均水位历时曲线上与通航保证率相应的水位。 （3） 频率法，如用流量频率法，即以不能通航的天数为准，在各年流量过程线上找出相应的流量作为随机变量，绘出理论累积频率曲线，从其上查处规定频率相应流量曲线作为设计流量，再在水位流量关系曲线上查得对应此流量的水位，即为设计水位。 水下某地面点A的水深值SA等于深度基准面位置H0与A点高程HA之差，即 SA=H0-HA 水位观测过程中采用以“点”带“面”的水位改正方法，水位改正方法主要有单站水位改正法、线性内插法、水位分带法、时差法和参数法等。 水位改正 单站水位改正法 为求得不同时刻的水位改正数，一般采用图解法和解析法。 图解法就是绘制水位—时间曲线图，横坐标表示时间，纵坐标表示水位改正数。 解析法就是利用计算机以观测数据为采样点进行多项式内插来求得测量时间段内任意时刻的水位改正数的方法。 线性内插法 线性内插法的假设前提是两站之间的瞬时海面为直线形态。此法也同样适应三站的情况，其基本数学模型为： （ 两站水位改正数模 ） （三站水位改正数模 ） 三点水位变化在不同时刻位于同一平面上。 水位分带改正法(分带法) 水位分带改正法分为两站水位分带改正、三站水位分带改正(又称三角分带)。 以两站水位分带改正法为例来介绍: 水位分带的实质就是利用内插法求得测区的水位改正数，与线性内插法不同，分带所依据的假设条件是两站之间潮波传播均匀，潮高和潮时的变化与其距离成比例。 分带条件： ① 当测区有图时，可以判断主要分潮的潮波传播是否均匀，来确定分带与否。 ② 若测区无潮波图时，可根据海区自然地理(海底地貌、海岸形状等)条件，以及潮流等因素加以分析。 分带的基本原则：