福建省測繪學會

福建省海洋測繪學科發(fā)展研究報告

福建省測繪學會

海洋測繪是發(fā)展海洋經濟的前期性、基礎性工作。該報告對海洋測繪學科內涵進行了定義，詳細介紹了福建省海洋測繪學科發(fā)展現狀和存在的差距，分析了海洋測繪新方法及其應用，并展望我省海洋測繪工作需求，為加強海洋測繪工作、建設海洋經濟強省提出了對策建議。

福建省海洋測繪海陸基準信息處理學科報告

0　引言

海洋測繪作為測繪科學技術的一個重要分支，在科學研究、國民經濟建設和國防建設等方面起著重要的作用。隨著衛(wèi)星技術、通訊技術、計算機技術、數據處理技術等現代科學技術的發(fā)展，海洋測繪經歷了一次跨越性的轉變，突破了傳統(tǒng)海洋測繪的時空局限，進入以信息化測繪為主體、以計算機技術為支撐、以“3S”（GPS、GIS、RS） 技術為代表的現代海洋測繪的新階段［1-2］。進入 21世紀以來，海洋測繪出現了重大變化，服務對象逐步由主要為水面船只航海安全服務向全方位、多層次服務轉化，信息獲取和表示的方式逐步由積木組合式向集成綜合式轉化， 信息服務形式逐步由三維靜態(tài)向四維動態(tài)轉化。這些變化對海洋測繪工作提出了新的要求。

福建省地處臺灣海峽西側，海域廣闊，海岸線長 3000多千米，居全國第二位，海域面積達13多萬km2，是我國重要的海洋大省之一。海洋是福建發(fā)展的優(yōu)勢所在、潛力所在、未來所在。2012年11月，《福建海峽藍色經濟試驗區(qū)發(fā)展規(guī)劃》獲國務院正式批準［3］，提出“到2020年，福建全面建成海洋經濟強省”。福建海洋經濟發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，面臨新的重大歷史機遇。作為一個有著漫長海岸線的沿海省份，福建省在發(fā)展海洋經濟方面具有得天獨厚的區(qū)位和資源優(yōu)勢，在推進實施國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略、建設海洋強國中肩負重要歷史使命。2013年以來，隨著“一帶一路”國家戰(zhàn)略的提出和實施，福建在“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”建設中有著獨特的優(yōu)勢。發(fā)揮海洋測繪在海洋經濟發(fā)展中的前期性、基礎性作用，為發(fā)展海洋經濟、開展海洋科學研究、構建數字海洋和防災減災提供完整、即時的海洋基礎地理信息數據，是我省建設海洋經濟強省的必由之路，具有廣泛而深遠的現實意義。

1　學科定義及發(fā)展概述

海洋測繪是研究海洋定位，測定海洋大地水準面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、磁力、海洋環(huán)境等自然和社會信息的地理分布及編制各種海圖的理論和技術［4］。海洋測繪是測繪學的一個分支學科，它的對象是海洋。海洋測繪是海洋測量和海圖繪制的總稱，其任務是對海洋和海島及其鄰近陸地和江河湖泊進行測量和調查，獲取海洋基礎地理信息，編制各種海圖和航海資料，為航海、國防建設、海洋開發(fā)和海洋研究服務。海洋測繪的主要內容有：海洋大地測量、水深測量、海洋工程測量、海底地形測量、障礙物探測、水文要素調查、海洋重力測量、海洋磁力測量、海洋專題測量和海區(qū)資料調查以及各種海圖、海圖集、海洋資料的編制和出版，海洋地理信息的分析、處理及應用［5］。

海洋測繪橫跨了海洋學和測繪學兩大學科［6］，形成了一個相對獨立的學科體系。面對不同的需求，海洋測繪與海洋學、測繪學相互獨立，相互影響，平行發(fā)展。海洋測繪與多種學科緊密聯系，海洋測繪與（陸地）測繪的有關理論和方法有密切關系，但它是根據海上工作條件的特點，對測繪理論和方法進行創(chuàng)造性的運用，尤其是海洋測繪所用的儀器設備與陸地測繪有明顯區(qū)別?，F代海洋測繪技術的基礎是無線電電子學和計算機科學，航海技術和導航技術是海洋測繪工作中的重要組成部分。此外，對海洋學特別是海洋環(huán)境的了解成為海洋測繪工作者必須掌握的知識。

海洋測繪經過長期的發(fā)展，已從開始的單一水深測量和編制航海圖發(fā)展到海岸地形測量、灘涂地形測量、水深測量、底質探測、掃海測量、水文測量、重力測量、磁力測量、工程測量及航海圖、專題圖、航海書表編制等。隨著信息化時代的到來，測繪數字化、智能化、自動化的發(fā)展目標得以實現。與科學技術變革相一致，海洋測繪信息化將是必然的［7］。水深測量由逐點測定發(fā)展到線連續(xù)測定，推進多波束測深系統(tǒng)的應用，將測深發(fā)展到面連續(xù)測定，能夠大幅度提高工作效率和水深測量密度。同時，數據采集由模擬型向數字型轉變，實現信息獲取實時化、規(guī)范化，信息采集平臺多元化，信息管理與使用正規(guī)化，數字型信息產品多樣化。海圖生產由手工繪制向計算機輔助制圖和計算機自動制圖轉變，海圖載體改變單一的紙質狀態(tài)，海圖使用向電子化方向發(fā)展，推動基于海洋地理信息系統(tǒng)的各種海圖應用系統(tǒng)廣泛應用。陸海一體化現代高精度三維測繪基準系統(tǒng)的建立，改變了傳統(tǒng)的平面與高程控制測量方法，為趨向動態(tài)化和實時化的海洋測量技術發(fā)展提供了最基礎的空間基準支持，為“數字海洋”建設提供統(tǒng)一的數據基準。

2　福建省海洋測繪發(fā)展現狀

2.1海洋測繪工作現狀

福建省海洋測繪發(fā)展與國家同步，經歷了開創(chuàng)與起步、發(fā)展與提高、開拓與改革、創(chuàng)新與跨越的發(fā)展歷程，從最初簡陋的測繪操作到今天的智能化操作，測繪產品從紙質發(fā)展為信息化數字產品，內容格式從簡單到復雜，精度從粗略到精細，產品應用從單一到多樣。在當前信息化發(fā)展時代，海洋測繪行業(yè)取得了不菲的成績，但還需要采取積極工作方式，以不斷促進海洋測繪業(yè)的全面信息化發(fā)展。近年來，我省已取得的海洋測繪和海洋調查成果主要有：

2.1.1測繪基準方面

福建已建成的較為完整的陸域測繪基準框架已延伸到沿岸部分海島?，F有的大地測量基準成果是整個陸海統(tǒng)一基準框架的組成部分，也是海洋基礎測繪基準建設的基礎。福建省陸域測繪基準框架包括了平面定位和高程基準等方面。福建省沿海部分控制測量成果包括沿海水準路線、GNSS控制點和連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（CORS）站。沿海驗潮站維持了福建省沿海深度基準的穩(wěn)定性。

國家測繪局于1992年～2004年施測的國家A、B級GPS網，在福建境內有GPS A級網點30個，B級網點25個。2003年福建省測繪局組織完成的福建省C級GPS網由475個控制點組成，提供了網點的WGS-84大地坐標系和1980西安坐標系及 1954年北京坐標系坐標，同時分別確定了福建省準確、可靠的 WGS-84坐標系統(tǒng)至 1954年北京坐標系統(tǒng)及WGS-84坐標系統(tǒng)至1980西安坐標系統(tǒng)的坐標轉換參數。

2008年～2013年，福建省測繪地理信息局組織完成的福建省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（FJCORS）共建有基準站點71個，提供了各站點的高精度地心坐標和高精度實時定位數據。

國家測繪局在福建省沿國道和部分省道布設的水準線路方面，1992年～1998年施測的一等水準布設8條路線，路線總長度約1430km，共583個水準點；2003年～2004年施測的二等水準布設21條路線，路線總長度1800km，共450個水準點。

2010年～2013年，福建省海洋與漁業(yè)廳新建了13個長期驗潮站，使用二、三等水準測量連測了驗潮站基本水準點、校核水準點。新建的驗潮站彌補了現有驗潮站不足的缺點，基本可以代表福建沿海重要岸段的海域特征，使得全省驗潮站實現合理化布局。

2009年～2012年，國家重大測繪專項“海島（礁）測繪工程”一期工程在福建省境內建立沿岸陸地和海島衛(wèi)星定位連續(xù)運行站4座，大地控制點埋石74個，水準連測標石埋設143個，水準路線30條，陸地水準聯測數據成果196個，9處海島（礁）跨海高程傳遞，5個長期驗潮站調試數據處理與分析，119個大地控制點衛(wèi)星定位點數據處理，9個海島（礁）三角點衛(wèi)星定位聯測數據處理。

目前，福建省連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)部分基準站與國家、省級長期驗潮站并置，總數達到6個。

2.1.2基礎地理信息成果方面

2002年起，福建省陸續(xù)開展了省、市、縣三級海域行政界線勘測、全省海岸線修測，以及福建省近海海洋綜合調查與評價專項等研究項目，包括福建省海島與海岸綜合調查、海島與海岸帶遙感調查、海域使用現狀調查、主要港灣海洋環(huán)境調查等專題調查研究。

2007年～2009年，國家近海海洋綜合調查與評價專項在福建近海（領?；€以內水域）進行1∶250000比例尺的單波束地形勘測。其中，在閩江河口區(qū)-羅源灣一線、廈門灣外-泉州灣一線進行了 1∶50000比例尺的多波束地形勘測，覆蓋面積約2600km2，有效多波束測線近30000km。

2009年～2012年，國家重大測繪專項“海島（礁）測繪工程”一期工程在福建省管轄海域獲取了部分海洋基礎測繪成果：9個海島周邊 10m以淺水深測量成果，海島測圖成果（1∶10000圖幅176幅，1∶5000圖幅390幅，1∶2000圖幅60幅）以及部分船測重力測量成果和航空攝影影像數據及文檔資料。

2005年及之后，海軍航保部出版和改版福建各海灣1∶5000～1∶250000比例尺海圖計40余幅。

2010年～2012年，全省海島（礁）地名普查工作提供了全省海島（礁）的標準名稱及分布位置。

2012年～2014年，我省測繪地理信息部門實施激光雷達（LIDAR）航空攝影測量，獲取了約10000km2灘涂地形數據，并制作1∶10000比例尺數字高程模型。采用單波束地形測繪獲取了福清灣和海壇海峽、閩江口等2個主要港灣約1000km2 1∶10000比例尺水下地形DLG數據和水深圖數據。

2.1.3 工程測量方面

2000年以來，我省航道勘測隊伍完成的海洋測繪工程測量項目主要有：興化灣岸線利用規(guī)劃控制測量，寧德港區(qū)岸線利用規(guī)劃控制測量，福州港（寧德、福州）、湄洲灣港（莆田、泉州）、廈門港（廈門、漳州）三大港航道維護測量，溪南半島水深測量和三維高程模型制作，寧德港沙埕港區(qū)開放航道水深掃測，羅源灣30萬噸級進港航道測量，閩江南港航道整治工程測量，閩江口航道增深工程測量，福清灣航道掃測，江陰航道掃測，908專項DX30區(qū)塊多波束海底地形勘測，湄洲灣一期和二期深水航道掃海、福煉青蘭山30萬噸級原油碼頭進港航道疏浚工程掃海，湄洲灣深水航道滿足LNG通航安全需要掃海測量，泉州灣深水航道掃測，晉江圍頭灣填海造地工程測量，廈門至金門航道掃測，廈門港三期和四期航道工程掃測，古雷港區(qū)航道掃測。

2.1.4水文要素測量方面

2004年以來，我省航道、水利、海洋研究單位完成的水文測驗項目有：沙埕港水文測驗，三都港水文測驗，福州港大規(guī)模水文泥沙調查及深水港址選擇水文測驗，興化灣（全灣）數值模擬和物理模型試驗研究水文測驗；圍頭灣整體物理模型水文泥沙測驗，廈門港水文泥沙測驗，廈門港航道相關潮位特征及主航道乘潮水位研究工程，連江定海灣浮式防波堤消波效果觀測與波浪數據分析研究等工程。

2.1.5應急保障測繪方面

近年來，由于物流量的增加，航道繁忙，不時有交通事故發(fā)生，我省海洋測繪單位及時進行應急搶險救災測繪，確保港口航道通航安全。測繪單位在主管部門配合下，對事故現場進行掃測、定位，在確定沉船、水下集裝箱等障礙物位置后，解除航道警戒，保障了船舶正常通航與安全。

以上海洋測繪成果和活動推動了我省海洋經濟發(fā)展，應用于海洋產業(yè)（如港口工程建設、海上航運、濱海旅游、修造船業(yè)、海上風電、海洋礦產等）、沿海工業(yè)園區(qū)建設（如臨海工業(yè)園區(qū)、平潭綜合實驗區(qū)、臺商投資區(qū)等）、海洋管理和國防建設等領域。

雖然近年來我省海洋測繪取得一系列成果，但我省海洋測繪工作與海洋經濟發(fā)展需求之間還存在較大差距，由于歷史原因，福建省海洋測繪資料不齊全，嚴重影響著我省沿海的經濟社會發(fā)展。福建省陸域基礎地理信息數據較為豐富，已基本建立現代化測繪基準體系，多源、多分辨率3D測繪地理信息數字產品已覆蓋全省陸域。但全省未建立海洋測繪規(guī)劃體系，至今尚未開展系統(tǒng)的海洋基礎測繪工作，全省海洋測繪統(tǒng)一協調不夠，未建海洋測繪成果共建共享體制機制。海域未建立統(tǒng)一的大地基準體系，平面控制網、高程控制網尚未全面覆蓋海島（礁）。在以往涉及福建海域所做的測量和調查工作中，除了我國近海海洋綜合調查與評價專項中地形地貌調查進行的多波束調查之外，大多數調查工作存在調查范圍小、調查比例尺偏小等問題，特別是在海島（礁）、潮間帶和近岸水下地形等方面的基礎地理信息缺乏，已造成海洋基礎地理信息資源的結構性短缺。全省海洋基礎地理信息數據庫及海域地理信息公共服務平臺尚未建立，海洋地理信息資源匱乏，無法滿足福建海洋經濟發(fā)展及海洋管理的需求，嚴重制約了我省對海洋資源的規(guī)劃、管理和開發(fā)利用。

2.2海洋測繪隊伍建設現狀

目前，我省從事海洋測繪的隊伍不多，海洋測繪資質總數46家，其中甲級3家、乙級7家、丙級22家、丁級14家，分布在測繪、交通、水利水電、城鄉(xiāng)勘測、海洋研究等行業(yè)。當前，我省海洋測繪隊伍之間技術力量差異很大，相對來說，甲級和大部分乙級資質測繪單位人才結構比較合理，一般擁有享受教授（研究員）待遇的高級工程師、高級工程師、工程師、助理工程師、技術員等各層次專業(yè)技術人員及注冊測繪師，能夠承擔海洋測繪專業(yè)各子項的大部分內容。丙、丁級海洋測繪受測繪資質分級標準的限制，承擔海洋測繪業(yè)務范圍小，大多數只能承擔海域權屬測繪和江河湖海等內陸水域簡單的水下地形測繪。

福建省內高校尚未開設海洋測繪專業(yè)教育，也沒有開設海洋測繪的職業(yè)培訓。海洋測繪從業(yè)人員一般由測繪單位組織進行短期培訓，采用師徒形式的實地作業(yè)方式培訓。院校與企事業(yè)單位針對海洋測繪的學術交流和技術溝通渠道缺乏。測繪單位引進的省外海洋測繪專業(yè)技術人員由于種種原因并非全部從事海洋測繪事務。各種因素綜合導致了我省海洋測繪高端技術人才缺乏，能夠熟練應用、掌握現代測繪高新技術的人才不多，能從事測繪理論指導生產實踐的人才尤其稀缺。

2.3海洋測繪生產技術成果

隨著海洋測繪的手段和獲取的信息越來越豐富，海洋測繪信息處理技術水平不斷提高、海洋測繪成果精度不斷提升、新理論和新方法也在不斷充實和發(fā)展。新技術、新設備及時應用在我省海洋測繪生產中，更為方便地獲取信息化成果，應用范圍廣泛。

我省海洋測繪生產活動新設備、新技術主要應用成果綜述如下：

2.3.1多波束測深系統(tǒng)

與傳統(tǒng)的單波束回聲測深儀相比，多波速測深系統(tǒng)具有水深全覆蓋無遺漏掃測，測量范圍大、速度快，測深精度和分辨率高等優(yōu)點，適用于2m～500m海域的海底地形地貌測繪。多波束測深系統(tǒng)在高樁碼頭掃測中具有單波束無法比擬的優(yōu)勢，采用垂直地形模式波束導向技術解決高樁碼頭等類似建筑物的掃側，但碼頭壁水體噪聲較大，如何剔除假信號需仔細處理，同時增加測線布設密度，掃測結果更好；在監(jiān)測疏浚進度方面也要優(yōu)于傳統(tǒng)的單波束測深儀，高密度的數據對疏浚工程量計算有更高的準確性，但在重復測量中，多波束系統(tǒng)在安裝和校準時，各次測量應盡可能地保持一致，使各次測量數據在比較時能夠消除系統(tǒng)性誤差的影響。多波束測量的高精度和高密度數據可以分辨水下地形地貌的細微結構和變化，這為對水深測量有較高要求的水下工程以及研究海底地形地貌的變化問題等提供了有力的手段［8］。多波束掃測系統(tǒng)由于能對所測水域進行全覆蓋測量，其掃測寬度最多可以達到12倍實時水深值，能夠獲取足夠多的數據，以反映海底地貌情況。多波束測深系統(tǒng)掃測效率極高，既可為海底地形、地貌及淺層結構提供重要數據，又可對各種河道以及水下建筑施工、突發(fā)事故的應急等情況對水下目標進行探測，為打撈目標提供基本資料。目前已逐漸替代軟式、硬式拖底掃海，被沿海測繪界廣為接受。應用多波束掃測系統(tǒng)在海上工程疏浚及炸礁工程進行掃海工作時，經常要避讓船只，繞行漁網或礁石，應實時監(jiān)控測深數據的覆蓋情況和測深信號的質量，當信號質量不穩(wěn)定時，應及時調整多波束發(fā)射與接收單元的參數，使波束的信號質量處于穩(wěn)定狀態(tài)；如發(fā)現障礙物或者儀器信號不穩(wěn)定導致測量區(qū)域內水深漏空或相鄰測深線的重疊帶寬度超限，應在現場從不同方向利用多波束中間區(qū)域的波束加密測量。在炸礁區(qū)或礁石區(qū)掃測中，如遇孤立礁石且與海底周圍地貌高差過大的情況，應加布井字型測線［9］。

2.3.2CORS技術

位置定位是海洋測繪的重要組成，導航衛(wèi)星為海洋測繪提供了快速高效的精密定位，協助完成了常規(guī)測量技術難以企及的許多海洋工程項目。連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（CORS）利用覆蓋區(qū)域內的一個或多個參考站全天候不間斷觀測，流動站與參考站組成長距離同步觀測，由控制中心網絡RTK軟件計算和播發(fā)誤差改正信息，流動站實時確定未知點坐標，同時實時知道定位精度。與常規(guī)測繪方法（傳統(tǒng)測量、GPS RTK等） 相比，它具有以下明顯特點：作業(yè)覆蓋范圍廣、全天候不間斷連續(xù)服務，可用性高、應用便利、精度有保證［10］。利用基于CORS的網絡RTK技術進行無驗潮測量，能夠消除常規(guī)海洋測繪中的部分誤差（如潮汐觀測誤差、定位誤差及動態(tài)吃水的誤差），減少外業(yè)因素對作業(yè)過程的過多干擾。采用CORS 作業(yè)方式可以降低外業(yè)數據采集的勞動強度和成本，提高了作業(yè)效率，極大提高水下測繪成果精度，具有良好的應用前景。何書鏡通過實例介紹了利用FJCORS 進行的水下測繪應用結果表明滿足精度要求，驗證了其在水下測繪的適用性［11］。

2.3.3測繪成果應用技術

海洋測繪的成果以水深圖、水下地形圖等形式體現，通過水深測量、旁側聲納掃測、淺地層剖面探測等多項方法實現。鄭勇玲利用高精度數字式測深儀對廈門港海滄港區(qū) 10號泊位建成后的港池進行5年水深地形檢測，并結合該區(qū)沉積物柱狀樣的粒度特征，分析研究區(qū)地形演變特征和沖淤變化特性，該項研究可為港池維護及泥沙淤積計算提供實踐經驗［12］。盧惠泉等人依據多項物理探測所獲取的資料，結合其它自然環(huán)境及歷史資料，對海壇海峽海纜路由區(qū)內海底工程地質條件進行了分析和研究，為選擇一條最佳的路由通道提供依據［13］。吳承強等人利用泉州灣地形圖、地貌圖對海岸地形地貌特征進行了詳細分析，表明泉州灣水深大體在0～20m，等深線走向基本平行于海岸線，局部地形變化劇烈，地貌類型可分為潮間帶地貌和海底地貌（水下岸坡），且呈灘槽（水道）相間展布的特征［14］。

3　我省海洋測繪新技術應用

3.1連續(xù)運行基準站網維持海陸一體化空間基準技術

國家測繪基準體系是國民經濟、社會發(fā)展和國防建設的重要基礎，主要包括大地基準、高程基準、重力基準和深度基準。測繪基準是進行各種測量工作的起算依據和起算面，是確定地理空間信息的幾何形態(tài)和時空分布的基礎，是表示地理要素在真實世界的空間位置的基準，對于保證地理空間信息在時間域和空間域上的整體性具有重要作用［15］。在海洋上，無法利用傳統(tǒng)的大地測量方法均勻地布設大地測量控制點，以建立海洋測繪需要的參考基準。隨著高精度衛(wèi)星導航定位技術的出現，衛(wèi)星定位技術被廣泛應用于海洋定位和海洋測繪，并用來建立各種類型的高精度海洋定位基準體系。當前，連續(xù)運行衛(wèi)星定位參考站綜合服務系統(tǒng)建設在全國范圍內得到廣泛開展，基于連續(xù)運行基準站網（CORS）的相關技術在測繪基準的建設、維護中得到廣泛的應用。海陸一體化現代測繪基準體系作為國家測繪基準體系的重要組成部分，基準體現在連續(xù)運行基準站與驗潮站并置，用于維持坐標系統(tǒng)和高程基準。沿岸及島嶼設置連續(xù)運行基準站與驗潮站并置的站點，通過數值內插等技術途徑，以網格形式構建海圖深度基準標量場模型以代替連續(xù)無縫海圖深度基準模型。借助GNSS測量驗潮站點的地心坐標，以網格傳遞形式，使得相應的深度基準面以連續(xù)運行基準站網構成其維持框架并且維持海洋測繪的定位基礎框架。

3.2長距離跨海高程傳遞技術

福建省沿海島嶼眾多，受設備和技術能力限制，一段時期以來，1985 國家高程基準無法精確傳遞到海島上，這對海陸一體化空間基準構建帶來很大的不利影響?？绾８叱袒鶞蕚鬟f的方法通常有靜力水準法、動力水準法、GPS水準法及常規(guī)大地測量法4種。靜力水準法技術要求高，花費昂貴，我國未曾應用過。動力水準法（即驗潮法）需要長時間連續(xù)的潮位觀測資料，周期較長且需要建立驗潮站。GPS水準法和常規(guī)大地測量法（常用的有精密水準測量和三角高程測量）在我國應用較多，已成功應用于海島（礁） 跨海高程傳遞和青島海灣大橋、杭州灣跨海大橋等重、特大跨海工程的長距離跨海高程傳遞。利用GPS水準結合重力大地水準面將其傳遞的高差與大地測量幾何水準結果進行內符合比較，以及對海洋學潮位觀測法的傳遞結果進行外部檢核。比較結果表明，其傳遞的高程基準可以滿足工程建設對高程精度的要求。GPS水準結合重力大地水準面進行長距離跨海高程基準引測是一種廉價、高效、可靠的方法。當陸海重力資料在密度和分布較好的情況下，可望以更高的精度傳遞高程［16］。采用GPS大地高結合高精度海域大地水準面的方法時，應注意：跨海地區(qū)電離層與對流層相對復雜，跨海點的衛(wèi)星定位觀測時間應按照B級網的觀測精度進行，才能保證跨海高程傳遞的精度［17］。當跨距長度大于10km時，應測量跨海觀測點垂線偏差。垂線偏差的測定采用大地天文測量方法，天文觀測按二等天文觀測的有關規(guī)定執(zhí)行，天文測量與跨海高程測量時間間隔應小于1 年。

3.3海洋遙感測深、圖像精校正和LIDAR技術

遙感測深的主要技術有SAR、多光譜及高度計。SAR的測深原理是根據水下地形 SAR成像模式，建立水下地形與SAR影像的映射模型（數學物理正問題），然后根據求解數學物理反問題的方法，由SAR影像探測水下地形。對SAR影像需要進行圖像增強和信息分離，通過海表面SAR影像的紋理特征分析，將反映多種海洋和大氣動力過程的多尺度運動綜合信息加以處理，把圖像中的水深信息分離出來。多光譜的測深原理是根據可見光穿透海水的主要波段藍綠波段的波譜特性，將遙感圖像的像素灰度值，轉化成光輻射強度，經過大氣校正，把與大氣的成分和厚度有關的天空和大氣光輻射強度的影響除去，并利用統(tǒng)計方法濾掉隨機變化的海面反射輻射強度，獲取反映水體及水底光學性質的海面以下的向上輻射強度。然后根據水深定性分析方法，利用物理光學理論分析輻射傳輸過程，通過光譜反射率與水深的關系，建立水深遙感算法，把水深反演出來。光學測深技術應用于極淺水區(qū)，其置信范圍在20m［18］。

應用航天、航空遙感圖像提取海岸線，進行島礁、灘涂等淺水區(qū)域的測繪是當今海洋測繪的一個重要發(fā)展方向。如何有效地應用各種資源衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、雷達衛(wèi)星為海洋測繪提供全天候不間斷、多波段、多時相、多分辨率的遙感信息，并與現有的海洋測繪信息共同發(fā)揮作用，則需要解決好海洋遙感圖像的幾何精校正。目前用于遙感圖像的幾何精校正方法主要以傳統(tǒng)方法為主，嚴重依賴于地面控制點，要求有足夠數量并盡可能均勻分布。針對海洋遙感圖像地面控制點少，且分布不均勻的特點，已有研究表明，空間投影［18］、影像糾正法［19］在解決缺少控制點的海洋遙感圖像的幾何精校正方面有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

航空三維激光掃描探測（LIDAR）集激光測距技術、計算機技術、IMU/DGPS技術于一體， 是一種嶄新的革命性的測量工具，在三維空間信息的實時獲取方面產生了重大突破。LIDAR綜合運用連續(xù)運行參考站衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)以及數字計算機處理技術結合似大地水準面精化成果，實現直接利用 POS機載系統(tǒng)精確定位定向數據制作各種比例尺DEM、等高線、高程注記點圖、DOM和DLG產品，減少了基站布設工作，減輕了地面控制和外業(yè)測量工作，從而大大減少了測圖外業(yè)工作量，并實現了無地面控制測圖能力［20］。LIDAR技術在我省沿海灘涂、海島礁高精度測圖的應用解決了傳統(tǒng)航測必須在測圖區(qū)域布設一定數量控制點而實際人跡難以到達的難題。

3.4海洋測量信息處理與多元化表示

由于服務對象的信息化，海洋測繪應實現信息化。海洋測量信息處理由早期的水深圖板制作紙質海圖，發(fā)展成測量手段多樣、測量信息眾多的綜合性海洋探測。作業(yè)模式由手工操作到自動化操作，測量方式實現了由點測量到面測量，數據采集由模擬型向數字型發(fā)展。多波束測深系統(tǒng)、側掃聲納、雙頻測深儀、海底淺層剖面儀等海洋測量設備已全面實現了數字型記錄和輸出。虛擬現實技術的引入， 使海洋測量信息的表示方式由二維靜態(tài)形式向三維動態(tài)顯示轉化，真實感強的海域三維地理景觀的虛擬再現已取得了較大的進展，目前海洋測量信息的表示方式已呈多元化的趨勢，信息獲取和表示方式正由單一系統(tǒng)累加向多系統(tǒng)集成轉化，從多種角度、以多種分辨率展現海洋的全貌［18］。

4　我省海洋測繪工作的發(fā)展思路和對策建議

目前，建設海洋強省的戰(zhàn)略部署對海洋測繪工作提出新的要求，海洋測繪工作需緊密配合我省海洋建設規(guī)劃，推進實施國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略，建設海洋強國。為此，應依據我省現階段海洋測繪的實際需求，進一步加強我省海洋測繪工作。

4.1建立健全海洋測繪管理體制

在福建省測繪地理信息主管部門統(tǒng)籌協調安排下，進行海洋基礎測繪工作。建立健全全省陸海統(tǒng)一的現代化測繪基準體系，豐富海洋地理信息資源，摸清全省海洋地理信息資源家底，實現海洋測繪信息化，提升海洋測繪保障服務能力，滿足海洋經濟發(fā)展對海洋測繪的需求；完善海洋測繪管理體制，統(tǒng)籌規(guī)劃協調海洋測繪工作，形成測繪地理信息主管部門統(tǒng)籌協調，各部門各司其職、各負其責、密切協作的工作格局，理順海洋測繪的管理體制；啟動海洋測繪相關法規(guī)條例制定工作，科學界定海洋測繪的內涵與外延，合理劃分測繪地理信息主管部門和軍隊測繪主管部門的職責分工，確立統(tǒng)一的海洋測繪基準和海洋測繪系統(tǒng)，明確海洋基礎測繪管理職責與組織實施機制，監(jiān)理海洋測繪成果管理與更新機制，解決無法可依、多頭管理的現有海洋測繪管理體制；加強海洋測繪軍地協作，建立地方測繪地理行政主管部門與軍隊海洋測繪部門之間良性互動機制，從組織實施、技術、規(guī)范標準等方面，加深軍地測繪技術的互補和融合，在確保軍事設施安全和保密的前提下，在測繪管理、測繪技術、測繪成果等方面實現信息資源共享，加強軍隊與地方海洋測繪在規(guī)劃和年度計劃方面的協調，合理劃分海洋測繪保障站點，形成軍民結合的海洋測繪保障新格局，提高保障效率，避免重復投入；建設海洋測繪技術支撐體系和質量監(jiān)督管理體系，為海洋測繪提供技術支撐和質量管理。

4.2加快海洋測繪人才培養(yǎng)和重視海洋測繪后勤保障

加快海洋測繪人才培養(yǎng)，提升海洋測繪理論水平，確保海洋測繪技術方法先進。與開設海洋測繪的相關高等院校、職校建立聯合培養(yǎng)培訓人才的新機制，提高人才的專業(yè)素質技能和人才培養(yǎng)的針對性、時效性。重視海洋測繪后勤保障，強調安全生產教育、后勤支持和應急保障，開展對擬正式投入使用的相關技術、生產工藝、安全生產保障措施的試驗，建立功能齊全、裝備先進的海洋測繪基地，以滿足海洋測繪在技術試驗、數據采集加工與服務、后勤、應急保障服務及培訓教育等方面的需求。

4.3推動海洋測繪裝備建設

按照信息化測繪技術體系建設的要求，推動海洋測繪裝備建設，使海洋測繪逐漸走向自動化、高效化、精準化。通過配備海洋測繪綜合測量船、無人機航測系統(tǒng)、機載激光測深系統(tǒng)，利用高精度GNSS定位技術、多波束測深技術、激光雷達技術，大幅度提高海洋測繪數據和海洋理化參數的采集能力。重點解決數據實時化獲取、自動化處理、集成化管理、網絡化服務等方面的技術裝備。加強對測繪技術裝備資源的統(tǒng)籌整合和優(yōu)化集成，逐步形成布局合理、功能齊備、技術先進的海洋測繪現代化裝備體系，推動海洋測繪業(yè)務流程和生產組織方式的優(yōu)化，提高工作效率，進一步提升測繪的應急保障服務能力。以無人機、輕型飛機或小型飛機為平臺，裝備數碼航攝儀、機載激光雷達系統(tǒng)等影像數據獲取系統(tǒng)，提高基礎航空攝影能力。加快多波束、單波束測深儀等水下地理信息數據獲取裝備的建設。推進重點海島的省級衛(wèi)星連續(xù)運行基準站的服務功能，提高現代高精度導航定位技術在海洋測繪野外作業(yè)中的服務功能。逐步建立由高分辨率多傳感器遙感衛(wèi)星、基礎航空攝影、地面測量系統(tǒng)、水下測量系統(tǒng)等組成的天空地多平臺一體化、全天候、全天時的基礎地理信息數據獲取體系。建設基于集群計算機、大型服務器、高速存儲傳輸網絡的地理信息自動處理、存儲系統(tǒng)，包括航空航天影像自動化處理系統(tǒng)，機載激光雷達數據處理系統(tǒng)等，實現無控制點或稀少控制點數據處理、多源數據綜合處理、海量數據處理等能力。

4.4建設陸海統(tǒng)一的測繪基準體系

建設較為完善的陸海統(tǒng)一的現代化測繪基準體系，增設沿海連續(xù)運行衛(wèi)星定位參考站，建立沿海和海島重力基本網，加密重力點重力測量，布設?。ㄊ校┘壯睾：Ｓ虼蟮乜刂凭W，進一步精化省級陸海統(tǒng)一的似大地水準面，將福建省測繪基準體系覆蓋到近海海域。利用海洋似大地水準面確定衛(wèi)星定位大地控制點和水準點高程，并利用水準高差對各點高程進行平差，構成與陸地一致的各島嶼高程基準框架。根據福建沿海現有 CORS站分布，新建部分島嶼參考站，并與現有CORS站進行測算。在收集已有成果資料基礎上，在重點開發(fā)海島上布設GNSS C級點，并連測已有陸域水準點與已有長期驗潮站。 使用等級水準測量連測沿岸陸地衛(wèi)星定位大地控制點、海島衛(wèi)星定位大地控制點。

4.5建成海洋基礎地理信息數據庫

獲取潮間帶、海島（礁）、內水海域水下地形基礎地理信息數據，實施500m2以上1374個海島1∶2000～1∶5000地形測量，500m2以下海島（礁）841個精確定位；制作全省潮間帶1∶25000比例尺數字高程模型和正射影像圖；獲取13個主要港灣及其余內水海域水下地形數據。獲取近岸經濟發(fā)展急需的重點開發(fā)海島1∶2000比例尺數字線劃圖、數字高程模型及數字正射影像圖。提高多類型、多尺度航空航天遙感影像對我省潮間帶及海島的覆蓋，擴展基礎地理信息的海域覆蓋，基本實現基礎地理信息對全省潮間帶、重要海島和主要港灣的覆蓋。建設海洋基礎地理信息數據庫，采用計算機網絡與通信技術、GIS技術等高新技術手段，建立海洋系列數據庫，包括3D產品數據庫、專題數據庫、地名數據庫、大地成果數據庫及元數據庫等，初步建成海洋基礎地理信息數據庫，實現多源、多尺度海量數據的有效組織和管理，建立海洋基礎地理信息公共服務平臺。

5　發(fā)展展望

以信息技術為主要標志的科技進步日新月異，促使傳統(tǒng)的海洋測繪事業(yè)發(fā)生革命性的變革。小型化、自動化、數字化和智能化將是海洋測量儀器的發(fā)展方向，以船只、飛機和衛(wèi)星為平臺的立體測量框架逐漸成為海洋測量的發(fā)展模式，綜合要素的測量成為主要的測量方式，測量數據的處理與成圖將會更加完善和標準化，海洋測繪數據庫的建設將更具有現實性和完善性，數字海圖的生產體系、質量控制體系和發(fā)布體系將更加健全，地理信息系統(tǒng)和電子海圖的應用將變得越來越普遍。隨著我省海洋基礎測繪的開展和海洋測繪新技術的研究及新設備的應用，拓展了海洋測繪學科內涵，適應了海洋經濟建設的需要，逐步滿足我省發(fā)展海洋經濟、建設海洋強省的需求。

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課題組成員：

1、何書鏡，福建省測繪院，副主任，高級工程師，報告執(zhí)筆人。

2、姜建慧，福建省測繪院，院長，教授級高級工程師。

3、連鎮(zhèn)華，福建省測繪院，總工程師，教授級高級工程師。