茅克勤

摘 要：海島礁測量作為海洋空間資源測量中的重要組成部分，區(qū)別于傳統(tǒng)的陸域測量，其作業(yè)成本、作業(yè)難度也遠高于近岸測量。隨著浙江“兩區(qū)”戰(zhàn)略的深入實施，準確獲取海島礁地理空間信息，并進一步掌握全省海島礁分布特征、數(shù)量、面積已成為科學(xué)管理海洋、優(yōu)化配置海洋資源的重要的基礎(chǔ)性任務(wù)。該文就當前主流的海島礁測量技術(shù)展開研究探討，并重點就無人機技術(shù)在海島礁測量中的應(yīng)用進行了展望。

關(guān)鍵詞：海島礁 測量 無人機 地理空間信息

中圖分類號：P22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（c）-0073-01

浙江作為海洋大省，海島數(shù)量居全國首位，隨著浙江省“兩區(qū)”戰(zhàn)略的實施，浙江明確了構(gòu)建“一核兩翼三圈九區(qū)多島”的海洋經(jīng)濟發(fā)展格局。保護利用海洋資源已成為重點關(guān)注的環(huán)節(jié)，海洋空間資源相關(guān)的基礎(chǔ)工作得到進一步重視。海島礁作為海洋空間資源的重要組成，其測量定位存在一定難度，主要表現(xiàn)為：一是海島礁測定與潮位密切相關(guān)，測量時機難以準確把握；二是歷年本底數(shù)據(jù)匱乏，基礎(chǔ)工作較為薄弱；三是往往地處偏遠、基礎(chǔ)設(shè)施不夠完備，造成工作時人力成本居高不下。要克服上述問題，必須選擇測量響應(yīng)迅速、基礎(chǔ)設(shè)施依賴低、人員投入需求少的測量技術(shù)。

1 海島礁測量的三大基準分析

海島礁的測量基準主要有平面控制基準、高程及深度基準、重力基準。

平面控制基準。由陸域范圍的平面控制網(wǎng)以統(tǒng)一的參考橢球向海域、海島礁延伸，形成的海陸一體的平面控制網(wǎng)，從而作為海島礁測量的平面控制基準。鑒于海島礁控制點尚未完全覆蓋到位，需與現(xiàn)行的2000國家大地坐標系大地基準進行有效銜接，并對現(xiàn)有的海洋控制網(wǎng)進行適當?shù)难a充、加密。

高程及深度基準。陸域范圍內(nèi)主要用高程基準對地物的高度、海拔進行刻畫，目前，應(yīng)用較廣的高程基準為1985年國家高程一期和二期，全國使用統(tǒng)一的起算點；而深度基準原先用于海圖繪制，將理論最低潮面作為起算點。由于不同海域理論最低潮面存在差異，深度基準在全國沒有統(tǒng)一的原點。當前，浙江省正致力于構(gòu)建海陸一體的水準基準，將大地水準網(wǎng)與驗潮站進行聯(lián)測，但尚未形成真正統(tǒng)一的高程及深度基準。

重力基準是指絕對重力值已知的重力點，作為相對重力測量的起始點。我國于1985年重新建立的國家重力基準由6個基準重力點，46個基本重力點和5個因點組成，稱為1985年國家重力基本網(wǎng)。當前，海域重力數(shù)據(jù)來源較多，有陸地重力、船測重力、航空重力等，各種數(shù)據(jù)測定標準存在一定差異，亟需進一步融合統(tǒng)一，形成適用海島礁測量的重力基準。

2 海島礁岸線的確定

海島礁潮位和海岸線判定是海島礁測量中的難點所在。海岸線并非實際存在的曲線，通常指的海岸線是陸地與海洋間的分界線，結(jié)合海島礁定義，應(yīng)以高潮時水位的痕跡線作為海島礁岸線。然而，自然形成的痕跡線，按地區(qū)、時段存在差異，并隨海岸類型、岸線走向、地貌特征的變化而不同。在浙江省海域，有些島嶼痕跡岸線的高程不符值可達2～5m。因而，無論采用現(xiàn)場測量還是遙感影像判繪等方法，海島礁岸線的判定都少不了人工干預(yù)，對痕跡岸線的判斷會產(chǎn)生一定的差異。在現(xiàn)有情況下，應(yīng)盡量選擇高潮位時段測量海島礁，以減少類似誤差。

3 海島礁測量中的主要技術(shù)手段

3.1 GPS-RTK技術(shù)

GPS-RTK技術(shù)已廣泛應(yīng)用于地籍測繪與地形測量中，其成熟、可靠的運行保障以及24h全天候的衛(wèi)星作業(yè)模式已成為現(xiàn)代測量必不可少的技術(shù)手段。浙江省目前已經(jīng)建成了基本覆蓋全省范圍的省級ZJCORS系統(tǒng)，CORS系統(tǒng)其實質(zhì)是一種基于連續(xù)運行固定基站的網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)系統(tǒng)。在CORS基站30km的覆蓋半徑內(nèi)，開展海島礁測量工作，可實現(xiàn)5～10cm的定位精度。因此，GPS-RTK技術(shù)是目前海島礁測量中最為便捷、且技術(shù)要求較低的測量手段；然而，對于個別海島，如臺州大陳島，在實踐過程中出現(xiàn)CORS信號不暢等情況，無法正常作業(yè)。

3.2 遙感技術(shù)

應(yīng)用遙感技術(shù)，可以大大降低前期的人工投入。利用全色遙感影像，能翔實展現(xiàn)海島礁的地形地貌，強化顯示效果；利用不同波段的遙感影像，可較為準確地判定、提取海島礁的岸線，當前較為流行的高分辨率遙感影像，如Quickbird、WorldView等，均能達到亞米級分辨率。但是，遙感衛(wèi)星的運行軌跡相對固定，到達某一地物上空的時間穩(wěn)定，很難在高潮位時獲取某一海島的空間信息，這也造成了在海島測量中很少應(yīng)用遙感技術(shù)。

3.3 無人機技術(shù)

無人機技術(shù)具有續(xù)航時間長、影像實時傳輸、高危地區(qū)探測、成本低、高分辨率、機動靈活等優(yōu)點，江蘇連云港、遼寧大連已應(yīng)用低空無人機開展了海域動態(tài)監(jiān)測，但目前應(yīng)用于海島礁測量仍然較少。其主要原因是海島礁測量對于無人機的續(xù)航時間、穩(wěn)定性、起降限制等有著更為嚴格的要求。

4 無人機技術(shù)在海島礁測量中應(yīng)用展望

在浙江省海洋空間資源測量中，已開展了無人機監(jiān)測的初步探索實踐。由于浙江省海島礁眾多，其中無居島海島礁占據(jù)一半左右，往往出現(xiàn)人員登島困難的情況，外業(yè)安全存在隱患，無法正常開展現(xiàn)場測量，無人機技術(shù)將很好地克服上述問題，為海島礁監(jiān)視監(jiān)測、無居民海島保護與利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。

無人機自身的特點決定了其在海島礁測量中的獨特應(yīng)用優(yōu)勢，在無人機技術(shù)趨向熱門的今天，在不久的將來，無人機技術(shù)必將成為海島礁測量的重要技術(shù)手段。

5 結(jié)語

海島礁測量有別于一般的陸域測量，需要不斷的技術(shù)進步與創(chuàng)新，以提升其測量的效率和準確性。在完善相關(guān)理論和技術(shù)規(guī)程的同時，更需引入低空無人機等先進技術(shù)，以提升其測量數(shù)據(jù)的更新頻率，解放人力投入。該文僅結(jié)合浙江省海島礁測量的實踐工作及現(xiàn)勢需要，就相關(guān)技術(shù)手段進行研究探討，對于無人機技術(shù)在海島礁測量中的應(yīng)用做了初步展望，今后將在這方面作進一步的深入研究與實踐，以獲取更豐富的支撐數(shù)據(jù)。

參考文獻

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