海洋測繪發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域

海洋測繪的發(fā)展現(xiàn)狀

　　近年來，經(jīng)過海洋測繪部門的全力協(xié)作，中國海洋測繪工作取得了很多至關(guān)重要成果，推動了國防安全和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)的規(guī)劃，從而為海洋測繪提供重要保障。

　　中國海洋測繪人才團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長時間的發(fā)展和累積，逐步完善科學(xué)研究和生產(chǎn)制造的一整套管理體系，中國海洋測繪技術(shù)發(fā)展的全過程十分迅速，原先技術(shù)性不成熟僅僅是單一化的開展海洋數(shù)據(jù)獲得，如今則將海洋數(shù)據(jù)檢測與物理學(xué)，智能科技等課程相結(jié)合，原先獲得海洋數(shù)據(jù)的機(jī)器設(shè)備主要配置在貨輪上，如今則運(yùn)用潛水艇，航天科技等為深層檢測帶來較好的數(shù)據(jù)測量平臺。

　　伴隨著數(shù)據(jù)科技的發(fā)展和我國工業(yè)技術(shù)進(jìn)程的推動，中國的海洋檢測機(jī)器設(shè)備水準(zhǔn)得到了非常大的提升，而且配置了大量具有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化海洋檢測信息設(shè)備，基本實(shí)現(xiàn)了由人工檢測到數(shù)據(jù)自動化的轉(zhuǎn)變。

海洋測繪的三個發(fā)展階段

　　1、20世紀(jì)30～50年代中期，開始對海洋進(jìn)行地球物理測量，包括海洋地震測量、海洋重力測量等。這階段利用回聲探測數(shù)據(jù)繪制海底地形圖，揭示了海洋底部的地形地貌；利用雙折射地震法獲取大洋地殼的各種地球物理性質(zhì)，證明大洋地殼與大陸地殼有顯著的差異。

　　2、1957～1970年，實(shí)施了國際地球物理年(1957～1958)、國際印度洋考察(1959～1965)、上地幔計劃(1962～1970)等國際科學(xué)考察活動，發(fā)現(xiàn)了大洋中條帶磁異常，為海底擴(kuò)張說提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，揭示了大洋地殼向大陸地殼下面俯沖的現(xiàn)象，觀測了島弧海溝系地震震源機(jī)制。

　　3、70年代以后，廣泛應(yīng)用電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)于海洋測繪中。

海洋測繪的十個應(yīng)用領(lǐng)域

　　1、碼頭、航道、錨地等工程測量。

　　包括碼頭前沿、碼頭后沿及底部、調(diào)頭區(qū)、回旋水域、進(jìn)出港航道、待泊錨地等，碼頭前沿、調(diào)頭區(qū)、回旋水域、航道區(qū)域一般需要進(jìn)行水深測量，確保船只在設(shè)計水深以上。對于一般水域測量可選擇單波束水深測量，對于疏浚、炸礁等整治區(qū)域或重要水域需要進(jìn)行多波束全覆蓋水深測量。對于錨地區(qū)域除了進(jìn)行水深測量外，還需要進(jìn)行淺地層剖面測量和側(cè)掃聲吶掃海測量，以確保錨地區(qū)域底質(zhì)符合錨抓力條件，無巖礁出露；對于海底底質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的錨地區(qū)域，還應(yīng)該進(jìn)行海洋磁力測量，并進(jìn)行清障，以確保船只拋錨的絕對安全；碼頭后沿及底部采用單波束水深測量，其目的是研究海底不斷淤積對碼頭承載力安全所產(chǎn)生的影響，確保碼頭的運(yùn)行安全。

　　2、航道整治工程測量。

　　不同的航道等級對水深設(shè)計有著要求，為確保船只的通航安全，除天然深水航道外，通常需要進(jìn)行航道整治。航道整治測量除進(jìn)行多波束全覆蓋水深測量外，還需要進(jìn)行淺地層剖面測量、側(cè)掃聲納掃海測量和工程地質(zhì)鉆孔，有條件下還建議進(jìn)行海流測驗(yàn)，以保障施工期的施工安全。用淺地層剖面測量、側(cè)掃聲納掃海測量和工程地質(zhì)鉆孔來確定設(shè)計水深以上的底質(zhì)類型分布，對巖礁區(qū)確定下一步炸礁方案，對泥沙質(zhì)底質(zhì)區(qū)域則實(shí)施航道工程疏浚。

　　3、碼頭等水下構(gòu)建物的檢測。

　　出于對碼頭運(yùn)行安全的考量，工程管理上要求對水下構(gòu)建物進(jìn)行檢測，目前常用的方法包括側(cè)掃聲吶掃側(cè)、多波束測深系統(tǒng)探測(調(diào)整探頭角度為斜向)、三維聲吶探測、水下激光掃描及水下機(jī)器人觀察等，可以采用多種方法結(jié)合。

　　4、海底管線路由調(diào)查。

　　海底管線路由調(diào)查包括施工前調(diào)查及施工后檢測，管線路由也包括光纜、電纜、光電纜、輸油管線、輸水管線等，一般需要進(jìn)行水下地形測量、淺地層剖面測量、海底面狀況側(cè)掃、水文測驗(yàn)、海水腐蝕分析、表層底質(zhì)采樣和工程地質(zhì)鉆孔等項(xiàng)目，同時開展海洋環(huán)境、海洋相關(guān)利益者、海洋功能區(qū)劃符合性及地震危險性等調(diào)查。

　　5、灘涂演變分析。

　　灘涂演變分析是海洋地質(zhì)穩(wěn)定性評價的重要依據(jù)，其中海港回淤測量也可列入其中，主要需進(jìn)行周期性的水下地形測量和海流泥沙測驗(yàn)。通過周期性的水下地形測量來給出沖涮或淤積速率，并地質(zhì)穩(wěn)定性進(jìn)行評價；通過海流泥沙測驗(yàn)，建立海區(qū)的海流泥沙數(shù)值模型，進(jìn)行場區(qū)沖淤計算、評價和預(yù)測。

　　6、海底聲學(xué)特性探測。

　　海底底質(zhì)探測除了在海洋工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛外，在海底聲學(xué)特性研究上也頗有價值。海底聲學(xué)特性是海洋地質(zhì)、水下工程地質(zhì)、海底礦產(chǎn)資源、海洋漁業(yè)和水下通訊等領(lǐng)域重要的研究內(nèi)容, 通過海底聲反射和聲散射等手段可以進(jìn)行海底底質(zhì)的聲學(xué)特征研究。

　　7、海洋遙感應(yīng)用。

　　海洋遙感技術(shù)具有速度快、范圍廣等特點(diǎn)，能夠獲取海洋的整體情況，提供更多的實(shí)時信息，開展海冰、溢油、綠潮、赤潮、海溫、水色、海洋漁業(yè)和風(fēng)暴潮等方面的應(yīng)用研究，將對我國海況預(yù)警報、海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋環(huán)境保護(hù)和海洋資源開發(fā)等領(lǐng)域產(chǎn)生積極影響。

　　8、水下機(jī)器人在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　水下機(jī)器人在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，可用于應(yīng)急水下監(jiān)測、海底觀光旅游、碼頭等構(gòu)建物觀察等；隨著我國海底管道保有量和使用年限的增加，海底管道在役檢測和修復(fù)就變得十分重要，水下爬行機(jī)器人可用于海底油氣管道的檢測和維修；海洋污損生物附著船底、浮標(biāo)和一切人工設(shè)施上，對于船只航行及設(shè)備使用壽命影響較大，需要及時清理，水下清洗機(jī)器人把水下機(jī)器人、智能定位技術(shù)以及空化射流技術(shù)結(jié)合，可以解決了吸附、定位、清理困難的問題，降低水下作業(yè)安全風(fēng)險、提高作業(yè)效率；在深海區(qū)域，AUV搭載多波束聲納對深海地形進(jìn)行測量，已經(jīng)成為海洋科學(xué)考察的重要作業(yè)形式，適用于深海水下大面積探測與數(shù)據(jù)采集作業(yè)，將得到更高分辨率的多波束數(shù)據(jù)。

　　9、水面無人艇在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　隨著我國參與水面無人艇研發(fā)的單位不斷增加以及智能裝備的發(fā)展，水面無人艇已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從環(huán)境感知到目標(biāo)識別再到數(shù)據(jù)融合和航線規(guī)劃的能力，在海洋中的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑷找鎻V泛。水面無人艇能夠在復(fù)雜、敏感海洋環(huán)境下開展作業(yè)，能夠在海洋測繪、海洋調(diào)查、海上事故應(yīng)急響應(yīng)、海洋環(huán)境監(jiān)測、油氣管線和海洋牧場巡檢、海洋軍事活動等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

　　10、電子海圖應(yīng)用。

　　e-航海已經(jīng)成為海上出行更多人的選擇，通過云數(shù)據(jù)中心獲取最新海圖、航行警通告、實(shí)時潮位、氣象等信息，實(shí)現(xiàn)了船舶的智能導(dǎo)航。目前，國內(nèi)相關(guān)單位已經(jīng)著手進(jìn)行e-航海航保信息標(biāo)準(zhǔn)化研究和應(yīng)用技術(shù)研究，提供數(shù)字化海圖改正、數(shù)字航標(biāo)、數(shù)字動態(tài)潮汐等，解決了多種航海圖書資料的在線發(fā)布與更新問題，探索出了應(yīng)用新模式。

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