测绘信息与工程JournalofGeomaticsAug.2009;34(4)25:100723817(2009)0420025203:P229文献标志码:B海洋测量的进展及发展趋势赵建虎1李娟娟1李萌2(1武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号,430079;2湖北省电力建设第一工程公司,武汉市中山路388号,430061)摘要对海洋测绘的现状及最新进展进行了分析,并就其发展趋势给予了探讨。关键词海洋测绘;物理海洋测量;几何海洋测量随着现代科技的发展和作业内容的延伸,海洋测绘在测量手段的现代化、立体化及学科交叉增强及学科界限模糊两个方面发生了深刻变革。传统海洋测量仅局限于基于船载设备的点测量,如单波束测深系统,难以实现“面”扫测,新兴的海洋扫测系统如多波束和测深测扫声纳的出现,使水深测量这一基本工作实现了对海底的全覆盖扫测和呈现[1,2]。同时,LIDAR系统、航空重磁力测量以及水深遥感的发展和应用,使海洋测量呈现现代化、立体化的态势[3,4]。海洋测量内容随着工程需求的拓展,涉足领域越来越广[4]。卫星遥感、扫测技术、水下摄影、水下电视等非接触式测量技术在海洋测量中的广泛应用,使得遥感技术与海洋测量密切相关。基于声波的高精度水深测量和定位对水下波束的声速精度要求越来越高,风暴潮的频繁出现、潮汐潮位在现代海洋测量中的重要性日益增强等都决定了海洋水文与海洋测量密不可分;与海洋测绘相关的物理学、计算机学、电子学等与海洋测绘的交叉融合在海洋测量中越来越显著,这些不但改变了传统海洋测量的现状,也打破了已有海洋测绘的结构体系。1海洋测量的现状现代海洋测绘包含的内容十分广泛,按过程顺序分为测量、呈现和管理。海洋测量按性质可划分为海洋物理测量和几何测量。1.1物理海洋测量物理海洋测量主要是对海洋底部地球物理场性质的测量。应用物理学的测量手段,可调查海洋的地质构造和矿产分布。主要测量方法有地震测量、重力测量、磁力测量、海底热流测量和海洋放射性测量及声学测量。物理海洋测量包括海洋重力测量、海洋磁力测量、海洋水文测量以及海水面的测定。海洋重力测量是在海上测量重力加速度的工作。近年来,海洋重力测量在如下方面获得了长足的发展:重力测量系统的主体技术得到改进;DGPS的广泛应用,提高了重力测量中的导航定位精度;广泛采用光纤陀螺技术,提高了平台的灵敏度、稳定性和使用寿命;消除了交叉耦合效应的影响;数字化控制重力弹簧或摆的调平、平台的调平,使仪器变得更轻便、更易维护,测量精度更高。卫星测高技术拓宽了海洋重力测量的领域和范围,能覆盖全球大洋,提供足够精度和分辨率的海洋大地水准面起伏,而由其恢复的重力场精度和分辨率已接近于海上船载重力测量精度水平[3,4]。海洋磁力测量是测定海上地磁要素的工作。卫星、航空器和海洋船只等所采集的海洋地磁测量数据,对于直接寻找海底磁性矿产和研究海洋基底构造与海底扩张等科学问题具有不可替代的作用。近几年来,海洋磁力测量的主要技术进步表现为:传感器由传统的磁通门式、核子旋进式过渡到铯光泵式,提高了测量的灵敏度、精度、采样速率和稳定性;联合DGPS、压力深度仪、声学高度计、超短基线定位系统、浪潮仪和ADCP(AcousticDopplerCurrentProfiler)等辅助设备,提高了传感器定位和环境噪声改正的精度;出现地磁总场或水平分量的梯度测量技术,增强了目标探测的能力。海洋水文观测是海洋调查中重要的作业内容,与现代海洋测绘的实际需求密切相关。随着走航式温盐深计的出现,动态情况提取不同水层的温度和盐度,为立体海洋温度、盐度分布研究提供了丰富的数据,彻底改变了当前点测量的局限。透明度仪的采用改变了白色光盘人工观测精度低和不准确的问题。在遥控、遥报潮位观测和GPS在航潮位测量方法出现后,潮位观测自动化和精确性均得到很大程度的提高。海流的流速和流向目前通过测站式或走航式ADCP测定,相对传统方法,ADCP加快了测量速度,体现了三维流速和流向的特性,提高了测量精度和范围。海水面的测定包括海面形态的测定和平均海水面的确定。前者对海洋测量和海洋科学研究有着重要的作用,后者对大地测量有着重要意义,平均海水面的形状即大地水准面。传统的验潮站办法亦能测定海洋沿岸几个点的水位情况;而对整个海面形状的测定只有借助于卫星...