第三章水下地形测绘要点分析.ppt

第三章 水下地形测绘 水下地形测绘的目的主要通过水深测量方法获取水体覆盖下的水底地形图，为航运交通、港口码头建设、海洋渔业捕捞、水产养殖、水利设施建设、路桥建设、海洋资源开发、海底管道电缆铺设、国防军事、海洋划界等提供基础数据和图件。 水下地形测量与陆地地形测量所采用的控制测量方法是相同的，不同的是由于水体的覆盖，水下地形是看不见的，不能像陆地地形测量可以选择地形特征点进行测绘。因此，只能采取在测区均匀布设测线和测点的方式测量。水深测量的主要设备是测深声呐，即回声测深仪（简称测深仪），在一些水草茂密或测深声呐无法工作等特殊区域，偶尔也采用测深锤或者测深杆。现在，与陆地地形测量一样，水深测量的定位也主要采用GPS技术，一些传统的导航定位技术如六分仪、无线电定位系统等已逐渐被淘汰。 §3－1 精度要求与技术设计 一、精度要求 水深测量的精度主要由测点的测深精度和定位精度决定，其精度必须满足相应的国家标准、行业标准或特定测量项目的精度要求。国际上权威的测深精度标准是国际海道测量组织（IHO）制定的国际海道测量标准。在我国，水深测量的国家标准主要是《海道测量规范》、《海洋工程地形测量规范》，行业标准有《水运工程测量规范》等，这些技术标准对平面和高程控制测量的精度要求与陆地测量的要求基本相同，对测深精度的规定一般与IHO的要求一致。表3－1为1999年版国家标准《海道测量规范》规定的深度测量极限误差。对定位精度的要求，通常是根据测图比例尺和项目的特定要求来规定，尽管存在一些细微的差别，但对测深定位精度的要求基本应满足表3－2的规定。定位中心应尽量与测深中心保持一致，当二者之间的水平距离超过定位精度要求的1/2时，应将定位中心归算到测深中心。 主测线与检查线的重合点水深值比对是检查水深测量的主要指标。主、检点位图上距离1.0mm内的重合深度点，深度不符值限差规定为：在0～20m为0.4m，20m以上为水深的2％，见表3－3。当超限的点数超过参加比对点总数的25％，或图幅拼接的点位水深比对超限时应重测。 二、技术设计 技术设计首先要确定测区范围，划分图幅和确定测量比例尺，标定免测范围或确定不同比例尺图幅之间的具体分界线，明确实施测量工作中的重要技术保证措施，编写项目设计书和绘制有关附图。 1．实地勘察 2．制定技术设计书 通过实地勘察，对初步设计进行修改，制定技术设计书。技术设计书由技术说明书、控制测量、水深测量和岸线地形测量设计图及有关附图和附表组成。 技术说明书的内容为：任务的来源、性质、技术要求，测区的自然地理特点，技术设计的依据及原有测量成果的采用情况；各施测控制点的等级、标石及造埋数量，水深测量图幅、测深面积及障碍物的大致分布情况；作业所需的各种主要仪器、器材、船只类型和数量；根据测区地理气象及技术装备条件，确立不同测区的作业率，计算各种测量作业的工作量和工作天数以及时间安排；技术人员选定及分工；根据测区特点和作业技术水平，重点提出适当的作业方法和注意事项，需要时应做出具体技术指示。 技术设计书的图表内容主要包括：控制测量设计图应标出已知点和待测点的位置、名称和等级；水准测量起点和待测点名称、联测路线、测量等级等；水深测量设计图应标出测区范围、测图分幅编号、比例尺、水位观测站名称和位置及附近重要城镇和道路的名称；海岸地形测量设计图应标明测量比例尺及实测、修测范围；附表包括技术说明书中各种统计表格等。 3．测线布设 测线布设是水下地形测量技术设计的主要内容之一，测线布设主要考虑测线间距和测线方向。测线间距是水下地形测量要求的一项重要指标，测深线的间隔应顾及测区的重要性、水底地貌特征和水深等因素确定。对单波束测深仪，原则上主测线间距图上为1cm，平坦水底可以放宽为2cm，见表3－4。 测线布设的方向对采用单波束测深仪或是多波束测深仪是不同的。原则上，采用单波束测量时，主测线应垂直等深线方向布设；采用多波束测深仪时，主测线应大致平行与等深线方向布设。如图3－1所示，图中曲线表示等深线；虚线表示使用单波束测深仪时，测线与 等深线垂直方向布设，测线间距相同；实线表示使用多波束测深仪时，测线大致平行于等深线方向布设，测线间距一般是浅水密、深水稀。为了检查测深与定位是否存在系统误差或粗差，并以此衡量测深测量成果总的精度，需要布设检查线。检查线的方向应尽量与主测线垂直，分布均匀，并要求布设在较平坦处，能普遍检查主测深线。图3－1 测线布设示意图。检查线一般应占主测线总长5％～10％。 §3－2 导航定位 在进行水下地形测量时，测量船须沿着预先设计的测线行驶，并且按照规定的时间或距离获取水深值和该水深值的平面位置。在20世纪90年代以前，有多种定位方法用于水下地形测量，如断面索量距法、六分仪、交会法、极坐标法、微波测距系统和无线电定位系