_潮间带水下地形测量方法与分析
水下地形测量技术方法应用分析
水下地形测量技术方法应用分析发布时间：2022-01-21T07:47:18.684Z 来源：《中国科技人才》2021年第30期作者：吴振岭[导读] 随着科学技术的进步和时代的发展，我国水下地形测量技术已广泛应用于各个行业的各个领域。
大庆油田水务公司水文地质公司黑龙江省大庆市 163453摘要：随着科学技术的进步和时代的发展，我国水下地形测量技术已广泛应用于各个行业的各个领域。
无论是城市防洪、河道整治、港口建设、海底勘探都需要合理勘测水下地形进行准确定位。
由于水域面积大、储量大、区域连通性强，在大洋、湖泊、河流勘查中存在诸多困难。
同时，所采用的测量方法不仅复杂，而且测量数据的精度也越来越高，因此需要加大对地下地形测量技术和方法的研究。
本文阐述了水下地形测量技术并对其应用进行了分析,以期对我国水下地形测量的发展有所帮助。
关键词：水下地形；测量技术；方法应用1前言水下地形测量与陆地地形测量相似，测绘应在水域开发的初始阶段进行，但与陆地测量不同的是，应测量海洋、河流和湖泊的水下地形图。
水下地形图应用广泛，在航运、港口筹建和海域边界划分等方面发挥着重要作用。
它也是监测大陆板块运动等任务不可缺少的基础数据之一。
在分析水下地形测量技术的基础上，提出了最重要的测量方法，总结了相关内容，供有关方面参考。
2水下地形测量的特点水下地形测量是利用水下测量设备对地形进行测量，通常采用三维坐标表示。
其中点位的水深和方位的测定，水深的测量就是测量水深与水深之间的距离，这个过程不但要精确的测量深度点的平面位置，还要把地面的位置与高程连接在一起，从而达到测量水深的目的。
水下地貌测量成果的呈现方式多种多样，可以采用剖面图、水下地形图、图表等多种方式进行。
海底地形图与普通的海底地图有很大的区别，它是利用海底等高线来描述海底地形的变化，而不是以等深线来描述。
另外，水下地形的测量是在水面上进行的，因此，测量的难度较大，而且要根据实际的水流、深度等情况而变化。
海洋测绘中的水下地形测绘方法与数据处理技巧
海洋测绘中的水下地形测绘方法与数据处理技巧导言：海洋测绘是一门重要的科学技术，它涉及到对海洋的水下地形进行测绘和数据处理。
水下地形的测绘对于海洋资源的开发利用、海洋环境保护、航海安全等方面起着至关重要的作用。
本文将探讨海洋测绘中的水下地形测绘方法与数据处理技巧。
一、多波束测深技术多波束测深技术是目前海洋测绘中常用的一种水下地形测绘方法。
该技术利用多个声纳波束，以同时测量多个点，可以高效地获取水下地形数据。
多波束测深技术的优势在于其高分辨率和高测量速度。
在进行水下地形测绘时，科学家可以根据需要调整波束的方向和角度，以获得更多的数据。
同时，多波束测深技术还可以进行三维成像，从而更加直观地展示水下地形的特征。
二、剖线测深技术剖线测深技术是另一种常用的水下地形测绘方法。
该技术通过在海底或水下地形上拉设测深剖面，来获取水下地形数据。
剖线测深技术通常通过拖曳声纳仪或无人机等设备进行。
在进行测深的过程中，设备会实时记录声波的传播时间，并根据声波传播速度来计算距离。
通过多次的剖面测量，科学家可以获取到水下地形的三维数据，并进一步进行数据分析与处理。
三、数据处理与分析在测绘水下地形后，还需要进行数据处理与分析，以获取更多的信息和提高数据的可视化效果。
数据处理主要包括数据校正、插值和质量评估等。
首先，对测得的水下地形数据进行校正，消除可能出现的误差和不确定性。
接下来，通过插值技术将离散的测量点连接起来，形成连续的地形表面模型。
最后，进行质量评估，检查数据的准确性和完整性，并对不合格的数据进行处理。
数据处理的结果可以用于生成水下地形图或数字地形模型，为后续的研究和决策提供依据。
四、水下地形测绘的应用与挑战水下地形测绘在海洋资源的开发利用、海底管线的铺设、海底地震活动的研究等领域有着广泛的应用。
例如，它可以帮助科学家了解海底地表特征，寻找潜在的海洋矿产资源；同时，也能通过测绘海底地形和水文气象数据，提高海底管线铺设的准确性和安全性。
水下地形测绘技术的使用方法与实践
水下地形测绘技术的使用方法与实践近年来，随着科技的不断发展，水下地形测绘技术在海洋资源开发、环境保护、水下考古等领域发挥着越来越重要的作用。
水下地形测绘技术可以帮助我们了解海底地形特征、水文气象变化以及海洋生态环境等信息，为相关领域的研究和决策提供可靠数据支持。
本文将从技术基础、常用方法和实际应用等方面介绍水下地形测绘技术的使用方法与实践。
一、技术基础水下地形测绘技术是指通过测量和记录水下地形特征及相关数据信息，了解海底地貌、地层构造和实地情况的一种技术手段。
其主要涉及到声学、光学和卫星遥感等相关原理和方法。
1.声学方法：利用声波的传播和反射特性，通过声呐、声纳等设备发射声波，根据声波传播的时间和强度变化来推测海底地形特征。
这种方法最大的特点是能有效测量深海地形，但对于测量精度和分辨率相对较低。
2.光学方法：利用光的传播和反射特性，通过激光扫描技术等，可以获取水下地形的三维模型。
这种方法适用于测量近海浅水地形，具有较高的分辨率和精度。
3.卫星遥感方法：通过卫星对海洋表面的图像进行拍摄和记录，再通过图像处理和分析，可以间接推测出水下地形特征和变化。
这种方法适用于大范围的海域观测，但由于限制因素多，测量精度和分辨率较低。
二、常用方法水下地形测绘技术有多种常用方法，其中包括多波束测深、激光测深、声能测深等。
1.多波束测深：多波束测深技术是利用多个声波束同时接收和处理，来实现对海底地形的准确测量。
该技术具有快速、高分辨率和高精度等优点，广泛应用于海洋资源勘探和海底地形模型构建等领域。
2.激光测深：激光测深技术是利用激光束与海底相互作用的原理，通过激光扫描设备可以快速获取海底地形的三维模型。
该技术适用于浅水区域，具有高精度、高分辨率和实时性强等优势。
3.声能测深：声能测深技术是利用声波在水下传播的特性，通过声纳或声呐等设备发射声波，并记录声波的传播时间和反射强度，从而推测海底地形的方法。
该技术适用于深海区域的地形测量，但由于声波传播受到水温、盐度等因素的影响，测量精度较低。
测绘技术中的水下地形测量技术方法
测绘技术中的水下地形测量技术方法近年来，随着科学技术的不断发展，水下地形测量技术在测绘领域中扮演着愈加重要的角色。
水下地形测量技术具有广泛的应用领域，如海洋工程、河流治理、水利建设等。
本文将介绍几种常见的水下地形测量技术方法，以探索其原理、特点及应用范围。
首先，我们来了解一种常见的水下地形测量技术——声纳测深法。
声纳测深法利用声波在水中传播的原理，通过发射声波并记录回波的时间和信号强度来计算目标水下地形的深度。
由于声波的传播速度在水中是已知的，因此可以根据回波的时间确定目标地形的深度。
这种方法适用于测量深海、湖泊等特殊环境下的地形，并且具有测量范围广、精度高的优点。
它被广泛应用于海洋资源勘测、海底地质调查等领域。
其次，我们来介绍另一种常用的水下地形测量技术——激光测距法。
激光测距法利用激光器发射激光束，并通过接收器记录返回的光信号，从而确定目标地形的距离。
这种方法适合于近距离测量，并且具有高精度和快速测量的特点。
激光测距法广泛应用于水利工程、城市建设等领域，如测量河床的高程、建筑物的结构等。
然而，由于激光光束在水中传播时会发生衰减，因此在水下环境中应用时需要考虑光线的衍射和散射，以提高测量精度。
此外，水下地形测量技术中还存在一种常用方法——多波束测深法。
多波束测深法通过同时发送多个声波束，并记录回波的时间和强度，以确定目标地形的深度和形态。
多波束测深法相比于传统的声纳测深法有着更高的测量精度和分辨率。
该方法广泛应用于海洋测图、河流边界划定等领域。
同时，该方法还可以获取地形的三维数据，为后续的地形分析和建模提供了重要数据支持。
除了这些常见的水下地形测量技术方法，还有一些新兴的技术正在被应用于水下地形测量领域。
例如，无人机测量技术的发展为水下地形测量带来了新的机遇。
无人机可以携带各种传感器设备，在空中进行水下地形测量，无需直接接触水体。
这种方式不仅能够提高测量的安全性和效率，还能够获取更广阔的测量区域。
海洋测绘中的水下地形测绘方法
海洋测绘中的水下地形测绘方法在当今科技飞速发展的时代，海洋测绘成为了人类认识和探索海洋的重要手段之一。
而水下地形测绘，则是海洋测绘的重要组成部分。
本文将介绍几种常见的水下地形测绘方法。
首先，我们介绍的是声纳测量法。
声纳测量法是一种利用声波在海洋中传播的原理来获取水下地形信息的方法。
声纳测量法的原理是利用声波在水中传播的速度和反射原理，通过测量声波的往返时间，来确定水下地形的深度。
声纳测量法快速、精度较高，被广泛应用于海洋地理测绘和海底资源勘探等领域。
其次，我们介绍的是激光测深仪法。
激光测深仪法是一种利用激光束穿过水体，通过测量激光束的反射时间来确定水下地形的方法。
激光测深仪法具有测量速度快、精度高的特点，尤其适用于测量浅水区域的水下地形。
第三种方法是多波束测量法。
多波束测量法是一种通过同时发送多个声波束来获取水下地形信息的方法。
这种方法可以在短时间内获得大量的水下地形数据，提高测量效率。
多波束测量法可以通过分析不同波束之间的差异，进一步提高水下地形的精度。
除了上述方法，还有一种被广泛应用的方法是卫星测量法。
卫星测量法是一种通过使用卫星携带的测量设备，利用卫星和地球之间的测量与观测数据，来获取水下地形的方法。
卫星测量法具有覆盖范围广、数据全面的特点，被广泛应用于海洋测绘和海洋科学研究等领域。
综上所述，海洋测绘中的水下地形测绘方法多种多样，每种方法都有其特点和适用场景。
声纳测量法快速、精度高；激光测深仪法适用于浅水区域；多波束测量法提高测量效率和精度；卫星测量法具有广覆盖和全面性。
未来随着科技的不断进步，水下地形测绘方法也将不断创新和发展，为人类更好地认识和探索海洋提供更多可能。
希望本文的介绍能够为读者对海洋测绘中的水下地形测绘方法有一定的了解和认识。
水下地形测量技术方法应用分析
一～ …
一
２ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ １
水下地形测量 技术方法应用 分析
李学恒
（ 广 州 市海 洋 与 渔 业 环 境 监 测 中心 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要：本 文基 于水 下地 形测 量技 术进行 分析 ，先介 绍 了几种 常见 的水 下地 形测 量技术 ，包括人 工水 深测量技 术 、单 波束 声呐测深技术 、多波束声呐测深技 术、Ｇ Ｐ Ｓ 定位测 量技 术 ，然后探讨 了无验 潮水下地形测量和无人 测 量船测深的具体应用 ，以期为水 下地形测量 工作提供有益参考 。
洋 、河 流 、湖泊所 要测 量的是 水下 地形 图。水 下地形 图有 地形 测量 ，如交 会法 、极坐标 法 、微波测 距系统 和无线 电 着 广泛 的应 用 ，在 远洋货 运 、港湾筹 建 、海域边 界划分 、 的基础 资料 之一 。笔者基 于水 下地形 测量技 术进 行分析 ，
定位 系统 等。 目前 ，Ｇ Ｐ Ｓ 几乎完全取代 了这些传 统的定位方 都 有着 重要作 用 。也是监 控大 陆板块 运动 等任务 不可或 缺 法 ，成为水 下地 形测量 工作 中最主 要的定 位手段 ，传统 方
１ ． 水 下地 形测量概念 所谓水 下地 形测 量 ，是 在水 下运用 一定 的测 量仪器 对
Ｇ Ｐ Ｓ 接 收机 ，对所有 可见 Ｇ Ｐ Ｓ 卫星进行连续 地观测 ，并将 其 观测 数据 ，通过无 线 电传 输设 备 ，实时地 发送给用 户观 测 站 。在 流动站上 ，Ｇ Ｐ Ｓ 接 收机在接收 Ｇ Ｐ Ｓ 卫 星信号 的同时 ，
的标 尺 ，标 尺零点 高程通 过与水 准点联 测求得 。水 深测量
期间 ，按一定 时间间隔对标 尺进行读数 ， 并绘 制成水位一 时
浅议水下地形的测量方法
浅议水下地形的测量方法1 水下地形测量的特点1.1 按断面法采集水下地形测点由于水下地形的不可见性，施测时其地形点没有选择取舍的余地，且在流动的水中还容易产生重测或漏测的情况，因此按比例尺的要求水下地形点只能沿着于岸上预选好的断面方向均匀布设。
如果水面流速过大，无法沿断面布设时可采取散点法。
水下地形点的断面间隔，一般为图上1-15cm。
1.2 水下地形点的平面位置测定方法与常规测量方法有所不同生产中常用的方法：（1）断面索定位法：在测绘1：500比例尺水下地形图时，由于水面窄、测深浅、测深点的密度大，测量精度要求高，如采用其他方法很难满足要求，故多采用断面索定法（2）交会法：可分为前方交会法和后方交会法。
（3）极坐标法：为经纬仪配合平板仪的极坐标法，适用于水面不宽、流速很小、无风浪的水域上。
（4）无线电定位法：适用于水域宽广的湖泊、河口、港湾和海洋上进行的测深定位。
此方法是根据电磁波测距原理进行的。
精度高、操作方便、不受通视和气候条件的影响。
（5）GPS定位：我们将在下面重点讨论GPS定位法。
1.3 水下地形点的高程是间接求得的陆地地形特征点的高程可直接测定，而水下地形点的高程是由水面高程减去相应水深间接求取的，H=W-d其中H—图上高程：W—相应水位：d—水深。
这样，水下地形点高程测量由水位测量和水深测量两部分组成。
1.4 水下地形测量的同步性在进行谁下地形测量时，地形点的平面位置和高程（水位和水深）的测定时分别进行的，此时应特别注意平面位置、水位、水深在时间上的同步性，以保证水下地形测量的精度。
由上述可知，水下地形测量的主要内容是：测定水下地形点的平面位置，并同时进行水深测量，以及在水深测量期间的水位观测。
水下地形点测定的精度，取决于定位、测深、水位观测的质量以及三者的同步性。
2 水下地形测量常用方法2.1 水下地形测量方法（1）光学地形测量方法：光学定位法，既光学经纬仪配合测深仪定位法。
但由于地球曲率、通视及测站条件的限制精度较低，并且同时要进行水位测量。
水下地形测量方法解析
水下地形测量方法解析随着工程技术的发展，水下地形测量技术的应用更加广泛，文章结合水下地形测量的作用和技术特点进行分析，望广大同行给予指导。
标签：作用；特点；区别GPS技术1 水下地形测量的具体作用（1）很多大坝在泄洪的过程中会因大坝溢流坝段下游冲刷形成大型的冲刷坑，所以必须对冲刷坑的深度和淤泥厚度进行监测。
（2）大坝在建成后会拦截很多淤积物、垃圾、野生植物，这就会对大坝上游造成影响，从而导致大坝运行受到干扰，所以要对大坝上游的淤积变化进行监测。
（3）大坝下游的桥梁在泄洪过程中会受到水流冲刷，这样就会影响到水下桥墩的结构安全，所以必须采取措施对桥墩的水下结构进行监控，并及时补救。
2 水下地形测量的特点2.1 水下地形的完全不可预见性随着水流的冲刷，水下地形结构往往是千变万化的，所以在测量的过程中不能忽略每一个测点。
在测量过程中会因为水流的流动方向造成测量重复和遗漏的现象，所在测量前必须根据比例尺的要求在水下的每个地形点制定好断面方向，并进行均匀布测。
如果不能对断面进行布测时可以使用散点法，但要保证比例尺的设定间距。
2.2 常用的水下地形测量方法与同步性水下地形测量我们经常会用到断面索定位法、交会法、极坐标法、无线电定位法、GPS定位等方法，下面我就针对这些测量方法进行分析。
（1）断面索定位法：这种方法比较适用于1：500比例尺水下地形图。
当水面的测量面较窄、测深点的密度大时，其他的测量方法是不能满足的，所以当水下地形图确定为1：500时多采用此方法。
（2）交会法：和陆地测量一样。
水下地形测量也分为前方交会法和后方交会法。
（3）极坐标法：这种测量方法需要使用经纬仪在水面配合，如果测量水面较小、无风浪可以使用这种方法。
（4）无线电定位法：多用于大江河和海洋的测深定位，目前中种方法是测距精度最高、操作最为方便的方法，同时它受视线和气候的影响最小。
（5）GPS定位：这是我们在本文重点讨论的测量方法。
2.3 水下地形点的高程计算公式陆地测量中可以对地形进行直接的测定，但是在进行水下地形测量时要将水面高程进行刨除，这就形成了以下公式：H=W-d（H：图上高程W：相应水位d：水深）通过这个公式也反映出水下的地形高程是由水位高程和水深两个部分组成的。
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质量管理
0 引言
潮间带指大潮期的最高潮位和大潮
期的最低潮位间的海岸，也就是海水涨至最高时所淹没的地方开始至潮水退至最低时露出水面的范围，这块区域既是海生物丰富聚集的区域，也是最容易受到污染的地方。
由于水产养殖、盐田开发、围海造田、海岸防护和治理、港湾建设、旅游建设等综合开发利用及管理的需要，进行潮带间水下地形测量已经成为一项常规工作，同时为海岸工程提供大比例尺地形图。
由于潮间带处于陆地与海洋的交接处，时而被海水覆盖，时而干出，对于地形测量来说具有特殊性和困难性。
传统的河流水下地形测量使用3台经纬仪前方交会来计算目标的平面位置，再利用静水水面高程与测量的水深来求得测量点的水下高程，这种测量方法测量精度低，效率也不高。
随着GPS 技术的迅速发展, 水下测量技术也取得了很大的进步, 已趋于成熟，基本上建立了GPS+计算机+测深仪的测量模式。
1 潮间带水下地形测量的过程及方法水下地形测量前需要进行控制测量，首先收集测区的平面、高程控制点，然后布设图根控制点，构成控制网控制整个测区，用道钉做成永久标志保存。
高程控制测量采用符合水准路线测量的方法，一般采用清华山维的控制网平差软件进行平差计算。
水下地形测量由于在海上作业，缺少陆地上固定的参考物，因此需要按照航线导航，以免偏离航线。
测线一般垂直于海岸布设，实施前需要检测信标机和测深仪，以保证测量数据稳定可靠，满足规范和设计的要求。
导航测量一般使用南方测绘仪器有限公司生产的自由行和中海达测绘仪器有限公司生产测深仪软件两个
测量导航软件。
两款软件均得到过实践检
验，数据采集可靠。
根据预先布置好的测
潮间带水下地形测量方法与分析
李羽荟 史秋晶 江苏省地质勘查技术院 江苏南京 210018
线，按照导航软件提示的航向、偏航距、偏航角、起点距、终点距、航速、方位角等参数进行导航，及时提醒船家调整测船的方向与位置，进行正确测量。
水下单波束测量平面定位，采用信标机实时动态差分DGPS 接收机，接收GPS 卫星定位信号和DGPS 差分改正数对其GPS 定位数据进行实时修正，进而获得精确的定位结果。
点位精度可达分米级，保证定位精度要求。
立好临时潮位站并进行潮位测量后，进行单波束测量，测深仪的换能器都固定在测船的左侧中间部位，换能器吃水深一般为0.5米。
换能器固定杆顶部安装信标机GPS 天线，这样测点平面位置就不需做偏移改正。
利用导航软件将测深数据和定位数据按时间记录下来，测量前把笔记本电脑和测深仪时间跟卫星时间调整同步。
预先输入航线端点坐标，测量船按导航软件所显示的偏航数据随时纠正航行方向。
水深测量时船速不超过4节。
每天水深测量前和测量结束后都要进行测深仪人工比测检查，保证了数据的正确性、可靠性。
2 潮间带水下地形测量技术要点分析
控制测量收集控制点坐标后，在CORS Leica 仪器里输入GPS 点的WGS84坐标和1980年西安坐标，拟合求得测区的1980年西安坐标系的七参数。
有了七参数之后，直接用CORS 在图根点上进行数据采集，即求得控制点平面坐标。
为了防止CORS 差分信号产生漂移，在不同时段对图根点进行两次测量，如果有粗差（差分信号漂移）存在，需进行第三次测
量，选取其中两次测量值相差较小的平均
值作为测量成果。
这一要点充分利用了CORS 系统的便捷，同时控制了误差。
水深测量前要进行测深仪试航并检查，在测量前，正确安装测深仪换能器，准确量取换能器的动态吃水深。
测量时船速不大于4节，对测深仪测深作人工比测，浅水区用竹杆测量比较，深水区用检测板
测量比较，并调节灵敏度值、声速和吃水深度，使深度测量值与深度一致。
测量过程中，对仪器的工作电压、电机转速、吃水值、声速值经常进行监视，保证测深仪测深的稳定性、可靠性、准确性。
3 工程实例
某工程实例测区位于华东某地滩涂围垦示范区潮间带，单波束测区平行于岸边，边长为15公里，中间垂直于岸边边长为9公里，测区面积为一百多平方公里，测线总长度为100公里。
该地受季风影响，冬季寒冷而干燥，夏季温暖潮湿，潮差较大，平均潮差在3米以上，潮流湍急，水质浑浊，含泥量大，海流主要属于沿岸流系，具有气旋式环流的特征。
本次测量的目的是完成单波速测深100公里，按1:5万精度计算，覆盖面积约100平方公里，使用GPS 接收机1台套，水准仪1台套，测深仪、潮位仪、信标机各2台套。
整个测区共收集测区岸边的四个GPS 控制点作为平面首级控制点，并收集了地形图等基本参考资料，共布设了四个图根控制点，选在道路沿线，交通方便。
平面控制和高程控制测量误差均在允许范围内，精度满足规范要求。
两套导航系统进行了一致性检查，同一点采集平面误差都小于±5米。
外业测量结束后，对潮位仪数据、测深仪数据、导航数据、CORS 数据、水准数据和检查数据都进行了完整性检查，确保数据的完整，内业能够成图，和数据的准确，并对所有数据进行了备份。
内业针对潮位仪数据和水深数据改正进行了处理。
该测区经过测量，得到的成果显示：测区基本是泥质浅滩，测线最深处高潮时水深达到13米左右，其次是高潮时水深达到12米左右。
这两处可能是水道，所以比较深。
测区落潮后基本都干出，测线的两处为浅滩区较低凹的地方，退潮后有积水。
测线一处到岸边较深，人为施工形成，最深的地方有9米左右。
4 结语
针对情况复杂的潮间带，水下地形测
量采用GPS+计算机+测深仪的测量模式，经工程实践，这种方法代替了传统测量方法，可操作性强，精度可靠，测量结果能够反映测区的水下地形的全貌。