多波束测量技术与海洋测绘工序的调整
海洋测绘服务中的多波束测深技术在海底地貌研究中的应用
海洋测绘服务中的多波束测深技术在海底地貌研究中的应用海洋是地球表面上广阔的一片领域，而深不见底的海底世界更是人类探索的终极目标之一。
海底地貌研究作为海洋科学的重要分支，关注海底地貌的形成机制、演化过程以及对海洋环境的影响，对于揭示地球和人类未知领域的奥秘具有重要意义。
在海洋测绘服务中，多波束测深技术在海底地貌研究中具有重要的应用价值。
多波束测深技术是一种高分辨率、高精度的海底测深技术，通过多个波束同时发射和接收回波数据，可以精确测量水深以及海底地形的变化，并生成精确的三维地形模型。
多波束测深技术在海底地貌研究中的应用主要体现在以下几个方面：1. 海底地貌调查与识别多波束测深技术可以提供高分辨率的水深数据，通过对测量数据进行处理，可以重建出海底地形的三维模型。
这些三维模型可以用于海底地貌的调查与识别，帮助科学家们解读海底地貌的形成过程及其与海洋环境的关系。
海底地貌的观测和特征分析对于海洋地质、海洋生物学、海洋地球物理等领域的研究都具有重要意义。
2. 海底障碍物探测与定位海洋中存在着各种各样的海底障碍物，例如岩石、礁石、沉船等，这些障碍物对于海洋资源开发和航行安全都具有重要影响。
多波束测深技术可以提供高精度的海底地貌信息，通过分析海底地形数据，可以有效地发现和定位海底障碍物，帮助海洋工程、航海、港口建设等部门做出科学决策，确保海洋资源的有效开发和航行的安全。
3. 海底沉积物研究海底沉积物是海洋环境中的重要组成部分，其分布和特征与海洋生态环境、污染物扩散等问题密切相关。
多波束测深技术可以提供高精度的水深和地形信息，通过对测量数据中的回波信号进行分析，可以推测出海底沉积物的类型和分布。
这对于海洋环境保护、气候变化研究等领域都具有重要意义。
4. 海底地质构造研究海洋地质构造研究是海底地貌研究的重要内容之一。
通过多波束测深技术获取的高分辨率海底地形数据，可以帮助科学家们研究海底的地壳构造、断裂带、构造线aments等地质结构特征，探索海底地壳演化的规律与机制，对于理解地球内部的运动和变化具有重要价值。
使用测绘技术进行海底地形测绘的步骤与技巧
使用测绘技术进行海底地形测绘的步骤与技巧引言：测绘技术在现代的地理调查和地形测绘中起着至关重要的作用。
在这些测绘工作中，海底地形测绘是一个极具挑战性的任务，但同时也是对测绘技术的一次重要考验。
海底地形的测绘对于海洋科学研究、海洋工程建设以及资源勘探等方面的发展至关重要。
本文将介绍使用测绘技术进行海底地形测绘的步骤与技巧。
一、数据采集1. 多波束测深仪的选择多波束测深仪是进行海底地形测量的关键设备。
在选择多波束测深仪时，需考虑其测量精度、分辨率以及可行的测量深度等因素，确保能够满足实际需求。
2. 船舶的轨迹规划测绘船舶的轨迹规划对于获得高质量的海底地形数据具有重要影响。
在规划轨迹时，需要考虑到航行的速度、深度区域的变化以及数据采集的覆盖率等因素。
合理的轨迹规划能够避免数据的重复采集，提高测量效率。
3. 数据采集与记录在进行数据测量过程中，需对各项数据进行准确采集与记录。
这包括水深、船位、多波束回波强度等数据。
同时，在数据采集过程中要及时发现和修正可能的干扰，确保数据品质的准确性和可靠性。
二、数据处理与分析1. 数据清洗与去噪海底地形数据的清洗与去噪非常重要，可有效提高数据的准确性和精度。
通过去除杂乱的数据点和噪声，可以得到更为真实和可靠的地形数据，提高后续分析的效果。
2. 数据整合与拼接测深仪所测得的数据往往是点线面不规则分布的。
为了获得连续的海底地形表面，需要对数据进行整合与拼接处理。
通过将几个海底数据点链接起来，形成连续的地形数据，以便后续的地形分析。
3. 地形模型的构建地形模型是海底地形测绘的重要成果之一，具有很大的应用价值。
根据海底地形数据，可以通过插值等方法构建出真实可靠的三维地形模型，为相关领域的研究和规划提供有力支持。
三、技巧与注意事项1. 天气与海况的选择海洋环境对于海底地形测绘具有重要的影响。
需要选择适宜的天气与海况条件，确保测量过程的稳定性和可靠性。
在海况较差的情况下，应考虑采用更稳定的测量设备或采取相应的修正措施。
多波束测绘系统在现代海洋测绘中的应用研究
多波束测绘系统在现代海洋测绘中的应用研究摘要：传统测量主要采用全站仪、大电流测量仪等设备，以船舶为载体测量水深和河岸地形。
传统的方法通常具有精度低、成本高、效率低和点分布不均等缺点，这使得在水下很难准确访问数据。
基于多波系统的水下测深技术是一种新型的水下研究。
该技术实现了高效的水下数据收集和处理，并支持现代海洋学和土地测量等技术项目。
关键词：多波束测绘系统；海洋测绘；应用Application of Multi-beam Surveying and Mapping System in Modern Marine Surveying and MappingBanWeifengBohai Oil Navigation Construction Engineering Co., Ltd. Tianjin 300450Abstract: The traditional survey mainly uses total station, large current measuring instrument and other equipment to measure water depth and riverbank topography with ships as the carrier. Traditional methods usually have the disadvantages of low accuracy, high cost, low efficiency and uneven point distribution, which makes it difficult to accurately access data underwater. Underwater sounding technology based on multi-wave system is a new type of underwater research. This technology realizes efficient underwater data collection and processing, and supports modern oceanography, land survey and other technical projects.Key words: multi-beam mapping system; Marine surveying and mapping; application引言随着水下工程增加,水下工程检测也越来越受到重视。
多波束测深技术优势与海洋测绘新思路丁海健
多波束测深技术优势与海洋测绘新思路丁海健发布时间：2023-05-01T08:06:11.776Z 来源：《新潮·建筑与设计》2023年3期作者：丁海健[导读] 多波束测深技术是一种快速、高效、准确的海洋测量技术，具有测量速度快、数据精度高、信息获取全面等优点。
本文从多波束测深技术的原理、优势、应用路等方面进行了阐述，同时，为满足海洋测绘的新需求，本文提出了海洋测绘新思路，包括开展海底地形三维建模、加强无人化、探索高精度定位技术、多学科交叉融合和可持续发展等方面。
这些新思路将促进海洋测绘技术的发展，为海洋资源的开发和利用提供更好的支撑。
上海山南勘测设计有限公司 201206摘要：多波束测深技术是一种快速、高效、准确的海洋测量技术，具有测量速度快、数据精度高、信息获取全面等优点。
本文从多波束测深技术的原理、优势、应用路等方面进行了阐述，同时，为满足海洋测绘的新需求，本文提出了海洋测绘新思路，包括开展海底地形三维建模、加强无人化、探索高精度定位技术、多学科交叉融合和可持续发展等方面。
这些新思路将促进海洋测绘技术的发展，为海洋资源的开发和利用提供更好的支撑。
关键词：多波束测深、海洋测绘、声学、新思路引言：随着人类对海洋资源的认知不断提高，海洋测绘技术的重要性也越来越突出。
多波束测深技术是一种先进的海洋测绘技术，具有高效、准确、全面等特点，已被广泛应用于海洋测绘、水文地质等领域。
本文将从多波束测深技术的优势入手，结合实际案例，探讨多波束测深技术在海洋测绘中的应用，并提出一些新思路，以期为海洋测绘技术的创新提供一些有益的思路和方法。
一、多波束测深技术的原理多波束测深技术是一种基于声学原理进行海洋地形测量的技术。
该技术利用声波在水中传播的特性，通过向海洋底部发射声波信号，并测量反射回来的声波信号的时间和幅度，从而得到海底地形信息。
多波束测深技术采用多个发射器和接收器组成的阵列，可以同时进行多点测量，大大提高了测量效率和精度。
多波束测深系统在海洋工程测量中的应用研究
多波束测深系统在海洋工程测量中的应用研究在时代和科学快速发展的情况下，大部分海洋航道测试都使用了具有创新性和实际性的测量技术，在这种情况下多波束系统得到了非常广泛的应用，并且取得了非常好的效果。
基于此，本文首先对多波束系统进行介绍，之后对多波束系统的实际应用和应用实例进行深入研究，希望可以通过这种方式确保海洋航道测试的准确性。
标签：多波束系统;海洋工程;相关研究多波束系统中主要利用了条带类型的测量方法，这个系统可以对海底的实际情况进行测量，而且还能精准得出海底地貌数据。
若是可以有效对这种系统进行应用，那么就能加快地形测量技术发展的速度，而且还能提升海底测量的精准程度。
1 多波束系统概述多波束与传统的单波束相比具有一定的优势，特别是在海底构造测量的准确性和实际性方面，整体提升了海底测量的实际效果，而且也节省了工程开展的时间。
2 多波束测深系统的在海洋工程测量中的应用2.1在油田调查中的应用在一般情况下进行海上油田调查时，使用的测量设备都是单波测量设备，实际的测量过程中会受到遮挡物的影响，所以整体降低了GPS的精度，而且有时也无法进行定位。
除此之外，使用这种设备很难对桩柱附近的水深进行测量，所以在进行施工时不具有安全性。
但是在进行测量的过程中使用多波束测量系统，不光具有非常高的清晰度，而且也能在一定的距离内对油井的实际情况进行了解，准确得出实际的作业情况。
目前国内大部分油田工程采用EM3000系统，这种系统能够准确测出地图实际的阴影情况，而且还能非常清楚地看出安装后的地形状态，若是在进行施工的过程中使用单波束系统根本无法达到这种效果。
采油平台阴影地形图实际情况如图1所示。
图1 采油平台阴影地形图2.2 在锚地测量中的应用锚地测量的实际内容是，利用对海底测量得出此部分施工是否可以使用锚地操作进行。
在一般情况下，锚地施工都是依靠单波束系统进行，通过这种方式得出测量区域的深度、地貌以及地质情况，但是这种方法工作量大、耗能高以及施工时间长。
海洋测绘中的多波束测量技术
海洋测绘中的多波束测量技术海洋测绘是一门重要的技术，它为海洋资源的开发和保护提供了可靠的数据支持。
而多波束测量技术是海洋测绘中的一项关键技术，它能够提供丰富而准确的海洋地理信息。
从传统的单波束测量到如今的多波束测量技术的发展，可以说是一次技术的革命。
传统的单波束测量技术只能获得单一方向的测量数据，对于复杂的海底地形和海洋资源分布往往难以满足需求。
然而，多波束测量技术通过同时释放多束声波，能够覆盖更广的测量范围，提供更全面的数据。
多波束测量技术的原理相对简单，它利用声波在水中传播的特性进行测量。
测量船只释放多个方向的声波束，当声波遇到海底或其他物体时，会产生回波信号，这些回波信号被接收回来，并通过处理和分析，得到海底地形的数据。
多波束测量技术同时具备高频率和高精度的特点，能够获得准确的数据结果。
在海洋测绘中应用多波束测量技术有许多优势。
首先，多波束测量技术能够提高测量效率。
传统的单波束测量需要逐点测量，非常耗时。
而多波束测量技术可以在同一时间内测量多个点，大大减少了测量的时间成本。
其次，多波束测量技术能够提供更准确的数据。
多个声波束覆盖的范围更广，可以获得更多的数据点，使得地形的测量结果更加准确。
最后，多波束测量技术能够提供更丰富的地理信息。
因为多波束测量技术可以同时测量多个方向的数据，所以可以获得更多的地理特征，包括地表形态、海洋生物和植被等信息。
然而，多波束测量技术也存在一些挑战和问题。
首先，多波束测量技术需要大量的计算和处理。
由于获得的数据量较大，需要进行复杂的数据处理和分析，以获得可用的测量结果。
其次，多波束测量技术对设备的要求较高。
需要使用具有多个声波发射器和接收器的设备，这既增加了设备的成本，也增加了操作的难度。
最后，多波束测量技术在复杂环境下的应用还面临一定的困难。
比如在海洋深海、浅海和岛屿周围等复杂环境中，声波的传播会受到地形和水文条件等因素的影响，可能导致测量结果的不准确。
为了克服这些问题，科学家和工程师们不断努力改进多波束测量技术。
多波束测绘系统在现代海洋测绘中的应用探讨
多波束测绘系统在现代海洋测绘中的应用探讨摘要：海洋是一个极其复杂多变的环境，为了保障野外数据采集工作的顺利完成和减少突发事件的发生，本文对多波束测绘系统在现代海洋测绘中的应用进行简要探讨。
仅供业内同行参考。
关键词：多波束测绘系统；现代海洋测绘；应用；1多波束测绘系统概述多波束测深是海洋地质调查前期的一种重要的方法手段。
多波束测线条带覆盖宽度与水深成正比，作业效率高，可对海底进行全覆盖测量，在海洋地质调查中具有不可替代的作用。
高质量的多波束测深资料可提供可靠的海底地形地貌特征，为其他海洋调查方法手段（海底摄像、ROV、站位取样等）的开展以及后续海洋矿产资源勘探开发、研究利用和环境评价提供一定的基础支撑。
多波束资料成果质量不仅与多波束测深系统自身测量精度有关，还与其他相关辅助调查设备的测量精度、水域环境、工作参数以及数据采集现场质量监控等因素密切相关。
多波束原始数据质量将直接影响资料处理成果的质量，因此提高现场质量监控方法是获得高质量原始数据的一项重要措施。
为了获得高精度、高质量的多波束原始资料，本文主要针对多波束数据采集过程中的关键问题，探讨了多波束数据采集现场的质量监控方法。
2测绘实例的个案情况简介2.1 个案基本情况该个案的测量目的如下:1)任意角度倾斜测量采用倾斜测量的点云处理方案，对水下地形进行大冗余的倾斜扫描测量。
保障任意角度测量数据的可靠性和一致性的平差条件下，获得高精度的浅水水底大面积高精度面图像。
2)航道水深测量沿规划航线进行航线两侧150m的水深加强测量，利用本案系统的多波束探深和侧扫功能，对航线两侧的浅水水底地形深度进行详细测量，在测量过程中通过提高安装校准、数据拼接平差等内业计算精度，同时增加测量平台的通过次数，获得超过1任务中测量结果精确度的测量结果。
3)水下障碍物重点测量对发现的水下障碍物，进行基于多次通航和加大数据挖掘深度的强化重点测量，以确定水下障碍物的高度、体积、外形数据。
基于多波束测深的海洋测绘技术分析
多波束系统在数据处理方面有待提高，发展比较缓慢，造成这种情况主要是因为多波束系统进行采集数据时，海洋环境十分复杂。海洋内还存在着一些不确定的因素，给多波束数据处理带来一些问题，这些问题主要表现在几个方面：
（一）确定声速及其对声线的影响是多波束测深系统的重点。对波束脚印的归位计算带来了困难。因为考虑多波束系统的应用范围广，涉及海域的水文因素变化复杂等特点，所以寻求一种适合多波束的最优声速经验模型已成为首要课题。声速可通过直接法获得。国内一些学者对声速断面测站的布置以及声速误差对深度的影响等方面进行了初步研究，这些研究对于减小声速断面的代表性误差，提高声速精度是非常有益的。声速在海水中的传播特性决定了实际声线为曲线而非直线。因此，为了得到波束脚印的准确位置，就需进行声线跟踪。现有的声线跟踪方法严格依赖声速断面，又对声速在传播层内的变化特征进行了比较好的假设，因此，计算精度远高于简单的三角法。由于多波束原始观测数据量大得惊人，现有方法虽然保证了声线跟踪的高精度，但耗时量大、过于依赖声速断面，因此，在保证计算精度的情况下，各国学者正致力于如何提高声线跟踪快速简捷算法的研究。
（五）数字海图和海洋测绘数据库技术
数字海图和海洋测绘数据库技术可以将在电脑的光盘、磁盘等储存的不可视的数字和图形数据转换成可视化的图像。
（六）海洋地理信息系统
海洋地理信息系统是将其自身属性与空间信息作为根本，将记录下的物种关系和演变过程进行储存，它拥有强大的显示和分析功能，为海洋环境建设、海洋资源的开发与使提供资源支持。
（二）测深时，当多波束测深系统恣意发射出一个声脉冲时，船上的人不仅能够获取船下面的垂直高度，还可以同时获取与船前进方向垂直的方向上一定范围内的几十个测量值。多波束测深系统一般由窄波束回声测深设备和回声处理设备两大部分组成。多波束测深系统的辅助设施有很多，例如数字磁带机能够按照固定形式记载时间，导航，以及对每个波束测量结果进行后期的处理，并用数字打印机对一切数据实施监控；计算机能够设定一种程序，使人们在船上就可以依照这种程序对数据进行实时处理；数字绘图机可以及时地将海底地貌描绘出来；声速剖面仪实时测量声速在海水中的传播速度并传播给多波束测深系统主机进行声速改正；电罗经实时测量船的空间状态进行姿态改正等。多波束数据处理子系统,主要担任声波信号、GPS定位和潮位等测量数据的统一处理,最终完成波束足迹的坐标和深度的测量。
测绘技术中的海洋测量与水文测绘方法
测绘技术中的海洋测量与水文测绘方法近年来，随着科技的不断发展，测绘技术在海洋测量与水文测绘领域也取得了长足的进步。
海洋测量与水文测绘是指通过各种测量手段和仪器，获取和处理海洋相关数据信息，以全面了解海洋环境，为海洋资源的开发和管理提供科学依据。
下面我们将介绍一些海洋测量与水文测绘中常用的方法和技术。
一、多波束测深技术多波束测深技术是一种利用多个声束同时进行测深的方法。
传统的测深设备是通过单一声束进行测深，因此对测量效率和准确性产生一定的限制。
而多波束测深技术则能够通过多个声束的测量，快速获取大范围内的水深数据，并且能够精确测量地形的高程和坡度。
这一技术对于测绘工作的高效进行以及深海地形监测都具有重要的意义。
二、卫星遥感技术卫星遥感技术是一种通过卫星传感器获取地球表面反射、辐射等信息，并进行数据处理与分析的技术。
在海洋测量中，卫星遥感技术可以通过卫星传感器对海洋表面进行监测，包括水体温度、浊度、叶绿素浓度等参数的测量。
这些数据能够为海洋生态环境的监测与评估提供重要的信息，对于海洋资源的保护和管理有着重要的意义。
三、声纳测量技术声纳是一种利用声波进行测量的技术。
在海洋测量中，声纳技术可以通过发射声波并接收其反射回来的声波来测量海洋水深、地形和洋底地貌等数据。
声纳测量具有快速、高效和准确的特点，能够在复杂的海洋环境下进行测量工作，对于深海生物学和地质学的研究有着重要的意义。
四、无人机测绘技术无人机测绘技术是指通过无人机搭载测绘设备对目标区域进行测量与测绘的技术。
在海洋测量领域，无人机可以搭载多种传感器，如相机、激光雷达等，对海洋环境进行快速、精确的监测和测量。
无人机不受地形限制，能够在海洋各种复杂的环境中进行测量工作，对于海洋生态环境、沿海地貌等的研究具有重要的意义。
综上所述，海洋测量与水文测绘技术在科技的推动下取得了显著进步。
多波束测深技术、卫星遥感技术、声纳测量技术和无人机测绘技术等方法的应用，使我们对海洋环境有了更全面、准确的认识。
多波束测深技术优势与海洋测绘新思路
多波束测深技术优势与海洋测绘新思路崔㊀鑫㊀郝㊀纪(浙江海源地理信息技术有限公司天津分公司,天津３００１２２)摘㊀要:随着科技的进步与发展,测量技术也在不断提升进步,日益现代化.多波束具有较高的分辨率和全覆盖㊁高效率等优势,使其在航道维护㊁工程施工㊁水下目标探测等方面中得以广泛应用.本文论述了多波束测深技术的优势特点,分析其在海图测绘工序及水运工程测量方面所产生的影响,探析了海洋测绘新思路.关键词:海洋测绘;多波束测深;测绘技术０㊀引言由于海洋有其流速多變㊁水位影响因素较多㊁海底地形复杂㊁各种情况相互交叉影响等特点,使得海洋测绘面临较为复杂的情况.现今,多波束系统在海洋测绘中得以广泛应用,并在海洋紧急情况应急措施实施中发挥重要作用.１㊀多波束测深系统技术原理多波束测深系统的工作原理是利用发射换能器阵列向海底发射宽扇区覆盖的声波,利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收,通过发射㊁接收扇区指向的正交性形成对海底地形的照射脚印,对这些脚印进行恰当的处理,一次探测就能给出与航向垂直的垂面内上百个甚至更多的海底被测点的水深值,从而能够精确㊁快速地测出沿航线一定宽度内水下目标的大小㊁形状和高低变化,比较可靠地描绘出海底地形的三维特征.２㊀基于多波束测深技术的海洋测绘新思路２．１㊀海图测绘工序改进的探索海洋测绘的一个重要任务是海图的测绘.海图测绘的工序是在模拟测图阶段建立起来的,在今天数字测图时代也没有大的改变,其工序为:控制㊁水深㊁地形等的测深到海图的编辑㊁加工和出版.这一工序已跟不上时代的步伐:一是更新周期较长(繁忙港口４年,一般海区为８年),滞后于港口航道的建设速度,数据发布更新不及时,给通航保障带来不利影响;二是目前的海图测绘主要为单波束,测深为中小比例:港内１:５０００,近海１:１５０００,外海１:４００００,难以满足工程需要.多波束测深的条带覆盖宽度可达４倍以上水深,其作业效率很高,且实现全覆盖测量,数据的价值是单波束无法比拟的.因此,采用多波束进行海图测绘是可行的.结合多波束的技术特点,给出海图测绘的新思路:(１)多波束全覆盖测深,获取海底精细地形,在此基础上制作测区的D TM,以此建立海图数据库;(２)用图层管理碍航障碍物和浅区;(３)与海事及各当地港口管理部门信息共享,及时获取重要地形变化点,建立修测机制,及时更新障碍物及浅区图层;(４)建立基于海图数据库的内业出版体系,提高内业效率,丰富海图产品的种类,更好地服务社会.２．２㊀对水运工程测量的影响２．２．１㊀疏浚工程建设方面多波束测深的普及应用在水运工程测量产生了重大影响.例如,在航道疏浚工程项目中,经典的建设方案为:初设阶段采用１:５０００比例单波束测图,施工图阶段采用１:１０００或１:２０００单波束测图.这是基于多波束测深技术普及之前的思路.由于单波束测深是点和线的概念,会漏测小型障碍物,根据建设经验,常在工程的施工或验收阶段才发现,进行补充设计.这样造成工期滞后或投资误差过大,不利于工程管理,影响工程建设进度.故考虑到多波束的全覆盖特性,完全可以在初设阶段或施工图阶段就采用多波束测深,实现精准设计,将大大提高工程建设的管理水平.２．２．２㊀水下隐蔽工程检测方面多波束测深获得高分辨率的数据,实现了水下三维可视化,开辟了水下隐蔽工程的检测的新天地.水下隐蔽工程的测量监督是一个难点,传统的手段为单波束测深㊁水砣测深㊁潜水员探摸,测量结果不理想.利用多波束测深高精度㊁高密度㊁三维可视化的特点,福建省港航管理局勘测中心已经开展这方面的工作:从码头到防波堤,在施工阶段及运营阶段都取得了很好的效果,具体的案例有:厦门欧厝对台码头三维可视化检测以及浙江苍南电厂防波堤运营期检测.水下隐蔽工程可视化检测的应用思路为:(１)基槽开挖时利用泥浆密度计配合多波束测深实现基槽的细部测量;(２)基床回填整平后利用多波束测深进行三维可视测图,测出基床的肩部细节,直观地评估基床整平效果;(３)承箱安装后多波束测深结合三维扫描仪(一种测站式微型高精度多波束)对码头前趾及承箱接缝进行测量,评估承箱安装质量;(４)运营期定期用多波束扫测承箱的箱体及码头前趾的水流冲刷情况.２．２．３㊀疏浚工程量计算方面港口与航道的疏浚工程中工程量的计算涉及巨大的经济利益(水深测量误差１厘米对应的工程量为每平方公里１万立方),因此水深测量精度的微量提高对于大面积水域的疏浚工程量具有重大意义.根据«水运工程测量规范»(J T S１３１－２０１２),单波束测深数据用于计算工程量时,采用随机等间距的方式取点,该思想是利用随机等效影响的概念保障计算精度.而多波束测深可测得地表细节,利用高密度的多波束数据可精确计算工程量.然而原始的多波束测点间距为分米级,造成海量数据,不利于计算机运算,因此需要建立新的数据选取机制.主流的方格网法或等间距法选点均导致地形不同程度的失真,容易忽略地形特征点.笔者根据应用经验,提出新的数据压缩方法:地形特征值法.该方法以最原始的高密度多波束数据为基础,相邻的４个测深点构成一个四棱锥,视为一个微地形单元.设置该棱椎的几何参数作为选点门限,区分出平坦地形和复杂地形,实现选取的水深点既不冗繁,又能准确体现地形特征.这样既实现了数据大幅压缩,又保障了地形细节的真实表达,既解决数据冗繁的问题,又保障计算精度.３㊀结语综上所述,在未来的研究中应进一步对多波束系统在海洋测量中的应用进行详细的研究与分析,希望本文能够为多波束系统在海洋测量中的应用研究提供几点借鉴,并为我国海洋航道的发展提供积极的推动作用.参考文献[１]张同伟,秦升杰,唐嘉陵,王向鑫．深水多波束测深系统现状及展望[J]．测绘通报,２０１８,(０５):８２Ｇ８５．[２]温志坚．应用多波束测深系统的海洋测绘研究[J]．科技资讯,２０１７,１５(１４):７０Ｇ７１．锋绘２０１９年第４(下)期１６１㊀。
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多波束测量技术与海洋测绘工序的调整
发表时间：2018-10-30T16:49:53.313Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：唐宇方马杰
[导读] 多波束水深测量技术的出现引起了海洋测量技术的一次重大变革,但是水深测量的核心目的是海图产品的出版
浙江华东测绘地理信息有限公司浙江省杭州市 310006
摘要：多波束水深测量技术的出现引起了海洋测量技术的一次重大变革,但是水深测量的核心目的是海图产品的出版。
由于多波束数据量太大,如果不调整目前的技术体系,不仅发挥不了多波束技术的特长,相反会增大由水深测量到海图产品的时间。
基于此，本文主要对多波束测量技术与海洋测绘工序的调整进行分析探讨。
关键词：多波束测量技术；海洋测绘工序；调整
1、前言
伴随着现今社会经济的不断发展，人们对于水下进行地形测量的要求越来越高，这些年来，传统单波的测深仪已很难再满足社会不断增长新需求，因此，多波束水深测量技术的出现，为海洋的测量技术带来了一次巨大改变。
在这种新的形势之下，必须对海洋的测绘工序与多波束的测量技术进行再次调整。
2、关于多波束测深系统
多波束的测深系统是使用多波束的原理，对海底进行测量地貌与测图的一种宽条带的回声测深的系统，是计算机、数字化传感器、水声及导航定位技术等多种技术的合成。
它工作的原理是由声波利用发射与接收换能器阵再进行声波广角度的定向发射与接收，通过不同传感器对每个波束测点的空间位置进行归算，进而可以得到与航向相垂直的条带式高密度的水深数据。
测深系统所载有的处理回声的设备较多。
数字磁带机可按照所规定的格式进行数据导航、时间记录、纵横摇摆、罗经航向及各波束测得的水深与船的横向距离等相关数据，以便于后期的处理；数字打印机能够对所需要的所有数据记录进行时时监控；计算机可以预先给定一种程序，在按照这种程序对不同参数及数据在船上进行实时处理；数字绘图机能够沿这校正过的航行痕迹标绘出等深线图，及时的对海底地貌轮廓进行判读；显示器则是对系统模拟输出进行时刻得到监视，可直观的对横向深度剖面进行显示。
与单个的宽波束回声测深仪相比较，多波束测深系统拥有有波束窄、横向覆盖范围大、效率高等一些优点。
可以精确测定航行障碍物的位置及深度，适用于大面积的精确的测量如海上要航道及海上工程施工区等。
同时它又能绘制出海底的三维图，解决了使用侧扫声呐时所出现的判读困难。
更甚至有的系统还能够在冰覆盖区进行使用。
3、目前的多波测量技术与海洋测绘工序技术体系
目前海洋测绘体系已完成了数字化技术改造，目前由控制、水深、地形等的测量到海图的编辑、加工和出版，全部实现了数字化。
可是与纸质海图的工序相比，目前的海洋测绘的供需变化却不大，根本原因是由于整个技术的改造是参照纸质海图的工序实施的。
水深测量是海洋测绘的核心技术，目前由于单波束到多波束测量方式的改变，水深测量技术发生了重大的变革，实现了垒覆盖的海底地形测量。
可是，如果不考虑改变目前的测量工序和要求，不仅不会减少海图产品化的时间和扩大海洋测绘产品的多样性。
相反，由于数据量太大，却会增加海图出版机构的负担。
4、多波束测量技术与海洋测绘工序的技术调整
近年来，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；而可以全覆盖测量的多波束水下地形测量系统开始被逐渐应用到水利工程的测量领域，应发挥着越来越重要的作用。
多波束测量系统是计算机、导航定位与数字化传感器技术等多种技术的高度集成。
通过安装在测船底部的探头发射和接收声波信号，由声波在水体中的传播时间与声速乘积即可计算出水深。
探头由发射探头和接收换能器组成，有多达126个相互独立的接收换能器（定向旋转发射126个波束）；接收信号通过声纳处理器再传到计算机。
多波束系统彻底改变了传统测深方法，在波束形成理论、勘测技术、校正与处理方法上形成了自身复杂的特点，在测量中需要加以注意，否则将严重影响勘测精度。
4.1多波束测量技术的影响因素
多波束测深系统采取多组阵和广角度发射与接收，形成条幅式高密度水深数据，是计算机、导航定位与数字化传感器技术等多种技术的高度集成。
由于多波束系统横向、纵向测点都十分密集，这就需要由高精度GPS定位系统与之相配套，否则将造成测点位置错位，失去多波束系统勘测的意义，并使海底地形失真或畸变。
因此，必须严格测量各个坐标定位数据，保证测量精度，以实现最佳的测量结果。
对多波束精度的影响因素主要包括：不同水域环境的音速对波束传播的影响、GPS定位对坐标精度的影响、测船中换能器的相对位置，以及潮位改变对水深的影响等等。
以坐标系的影响为例，由于多波束测深采用广角度定向发射、多阵列信号接收和多个波束的形成及处理等技术，为了更好的说明波束的空间关系和波束海底投影点的空间位置，首先必须定义好多波束测船参考坐标系。
多波束系统的换能器不论是固定还是便携式安装，其相对测量船的位置总是不变的，因此测量船是多波束勘测最现实的参考工作平台。
考虑到波束空间角度表达的便利，一般测量船参考坐标系原点选择在换能器对称中心，船只横向左舷方向为X轴，船只纵向船头方向为Y轴，船只铅垂向下为Z 轴。
另外，运动传感器要严格安装在与船中轴平行的地方。
多波束船参考坐标系是一种三坐标轴与船固定并随着船只运动而运动的坐标系，它使得多波束各测深点的相对位置与测量船只定位系统的大地空间位置建立了联系，同时也为进行传只补偿提供了空间关系和基本方法。
因此，以上的坐标定位数据必须严格准确的测量。
通过实践试验可知，利用多波束测深系统，对声速、导航系统的定位、参考坐标系及潮位等影响因子加以注意，采用合理的测量方法以及对数据进行精细处理，完全能够测得准确可靠的水下地形图，发现水下地形的细微变化。
4.2海洋测绘工序的技术调整
由于技术工序的调整和测量重点的改变，必然导致海洋测绘方法和技术的变革，大量的成熟技术需要攻克，部分理论和方法需要修正。
信息化不等于数字化，信息化不是单一的技术问题，综合性、体系化的思维和设计方式才是信息化的本质要求。
不管是水深测量技术
还是摄影测量技术，由于最终的服务对象是海图等海洋测绘产品的出版，如果不考虑海图数据库技术的影响，必然会导致海洋测量技术发展问题的出现。
多波束测量具有全覆盖、数据量大的特点，不改变目前的水深测量工序，要由多波束测量的源数据形成一个符合海图要求的水深数据是特别困难的，会极大地增加由水深测量到海图产品的时间差。
结合NS（航海表面）和H-Cell（按海图综合的方法由NS抽取的水深点和等深线，同时叠加障碍物等要素组成的海图出版中的重要工序）的概念，同时参考NOAA（美国国家海洋大气管理局）的方式，调整了目前的水深测量工序。
具体修测体系：
（1）水深测量数据改正和计算误差，形成网格化的NS；
（2）按照自动综合方法，由NS形成水深点和等深线H-Cell；
（3）障碍物探测数据改正，形成一个障碍物H-Cell；
（4）不同的H-Cell叠加，嵌入海图的数据库，完成海图数据的修测。
由此可见，由测量数据到网格化的NS，再由NS到H-Cell，不仅改变了水深测量成果的表现形式，形成了一个服务于数据库修测或更新的水深测量工序，同时，又可以实现海底DTM等产品的出版，提高了海洋测绘产品的多样性和丰富性。
5、结语
海洋测绘体系的三个核心环节分别产品化、海洋测量及数据库，它们相互的影响，相互的依存，并共同发展。
海图数据库的完成及多波束测量技术的进步，极大地影响的数据库产品化，有效的缩短了海洋测绘产品化的时间，并且很好的提高了海洋测绘产品的多样性。
参考文献：
[1]翟国君，黄谟涛.我国海洋测绘发展历程[J].海洋测绘，2009（4）.
[2]暴景阳.海洋测绘垂直基准综论[J].海洋测绘，2009（2）.。