海洋測量技術(shù)的研究進(jìn)展與展望

刁克山

【摘要】近幾年來，我國在海洋測量技術(shù)方面取得了較大的進(jìn)展，對于海洋測量技術(shù)的關(guān)注也愈加深入。本文將著重介紹海洋測量技術(shù)的概念、現(xiàn)狀，研究進(jìn)展以及對于未來前景的展望。

【關(guān)鍵詞】海洋測量；測量設(shè)備；數(shù)據(jù)處理

引言

地球——別稱為藍(lán)星，緣于地球表面的十分之七都被湛藍(lán)的大海所籠罩。海洋不僅占據(jù)著廣闊的地球面積，也孕育古老的生命。也有說法說人類亦是起源于海中的。大海儲藏著人們所必需的各類資源，也蘊含了許多未曾發(fā)現(xiàn)的秘密。自古以來，人類對于大海的探索腳步就不曾停歇。到了當(dāng)代社會，伴隨科技的快速發(fā)展，對于大海的探索手段日新月異。這些探索手段覆蓋了許多專業(yè)的科研領(lǐng)域——包含生物學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)地貌學(xué)、氣象學(xué)和物理學(xué)在內(nèi)的種種學(xué)科。

海洋測量就是基于探索海洋的目的而生的一門技術(shù)。海洋測量屬于測繪科學(xué)研究，是當(dāng)中的一個重要構(gòu)成元素。測繪是對地域和空間分布的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣、量測、處理、分析、解釋、描述、分發(fā)、利用和評價，海洋測量也正是對海洋幾何場和物理場參數(shù)進(jìn)行采集、精密量測和描述，目的就是探索海洋，為人類提供來自海洋空間的信息。計算機技術(shù)以及信息獲取手段的進(jìn)步令海洋測量技術(shù)也獲得了成長與改進(jìn)。

與此同時，海洋測量的內(nèi)容也愈加廣泛，運用到的學(xué)科和技術(shù)也愈來愈多。計算機技術(shù)、空間技術(shù)、通信技術(shù)這些學(xué)科和海洋測量交叉相融，給予了海洋測量全新的活力；海洋水文——包括風(fēng)暴、潮汐、海上龍卷風(fēng)等對海洋測量的影響越來越大；衛(wèi)星遙感、掃測技術(shù)、水下攝影以及水下電視這些新興的遙感技術(shù)亦應(yīng)用于海洋測量。海洋測量已經(jīng)不是一項單獨的技術(shù)，而是一項混合多種手段的技術(shù)。

一、海洋測量技術(shù)的研究進(jìn)展

（一）新興海洋測量的技術(shù)研究

1.多波束測深技術(shù)

多波束測深技術(shù)源自二十世紀(jì)七十年代，是一項海底地形測量技術(shù)，具有效率高、精度準(zhǔn)確、分辨率清晰這些特點。

同過去傳統(tǒng)的單波束測深技術(shù)有所差異，多波束測深技術(shù)量測的范圍更加大，測量的速度也更加快，并且準(zhǔn)確度高，能夠?qū)⒂涗洈?shù)字化，成圖自動化。多波束測深技術(shù)比起將測深改進(jìn)成了面狀（原本只是點線狀），而且深入發(fā)展成了立體測圖和自動成圖。海底地形測量技術(shù)因此提升到了一個比較高的水平上。

二十世紀(jì)八十年代，我國就開始著力于研發(fā)多波束測深技術(shù)，受限于某些因素，并未投入實際使用。等到二十世紀(jì)九十年代，我國研發(fā)出了具有實用價值的多波束測深系統(tǒng)來進(jìn)行實際使用，并且還從國外引入了一些多波束測深系統(tǒng)，應(yīng)用于海洋工程測量、海洋資源調(diào)查和水下考古眾多領(lǐng)域。

2.機載激光測深技術(shù)

二十世紀(jì)七八十年代間，澳大利亞的科研所首次在海洋測量中使用了激光，這是海洋測量技術(shù)歷史上的一個里程碑——這項工作開辟了一個新領(lǐng)域，即機載激光測深技術(shù)。機載激光測深技術(shù)能夠以非?？斓乃俣葋磉M(jìn)行淺水測深，非常具有發(fā)展?jié)摿?。并且這項技術(shù)使用起來比較靈活方便，效率也十分高。

二十世紀(jì)八十年代中期，我國進(jìn)行了機載激光測深的原理實驗，當(dāng)時并沒有投入實際應(yīng)用當(dāng)中，一直等到九十年代才開始實際應(yīng)用。當(dāng)前，我國在機載激光測深技術(shù)研發(fā)上的著力點是提高激光器的發(fā)射頻率，以及研究最淺測深能力。

（二）海洋測量的現(xiàn)狀

1.物理海洋測量

物理海洋測量，是運用物理學(xué)相關(guān)的測量手段，來測量海洋底部的地質(zhì)構(gòu)造、礦物分布等等物理場性質(zhì)。物理海洋測量的手段有海洋重力測量，海洋磁力測量，海洋水文測量和海水面的測定。

海洋重力測量，顧名思義，是測量重力加速度，只不過和一般的重力測量不同，是運用GPS、光纖陀螺技術(shù)等測量海上的重力。

海洋磁力測量則是要使用衛(wèi)星 、航空飛行器和海上航船等方法，來測定海上的地磁要素。通過這種手段測量得到的地磁數(shù)據(jù)有助于找尋深海之下的磁性礦物，研究海下的基質(zhì)組成以及海底擴張這些問題。

海洋水文觀測包含了海洋水文要素的分布情況以及變化規(guī)律，通俗來講，就是水深多少，水溫多少，鹽度如何等等。這是在探索海洋時必須得到的數(shù)據(jù)信息，也直接影響了海洋測量。

海水面的測定即是測量海面的形態(tài)，以及明確平均水平面的信息。測量海面形態(tài)有助于深入地海洋測量和相關(guān)的海洋研究，確定平均海平面則是有助于測量大地平均面。

2.幾何海洋測量

幾何海洋測量所包含的項目則相對更多，例如海洋大地測量 、海洋定位 、海底地形地貌測量等。

海洋大地測量是一項主要應(yīng)對海面形狀變化的研究。海洋定位則依據(jù)在海面上和海水中的不同，分別采用衛(wèi)星定位和水聲定位兩種不同的方法。海底地形地貌的精確測量得益于多波束測深技術(shù)，以及水下GPS的高精度運用。

二、對海洋測量技術(shù)的展望

隨著社會進(jìn)入信息化、自動化時代，對于各類地理信息的獲取得到了越來越多的重視，海洋測量這個能夠有效獲取、分析海洋空間信息的方法自然也是受到了很多關(guān)注，投入許多研發(fā)資金與時間。當(dāng)前我國在海洋測量技術(shù)的研發(fā)上已經(jīng)獲得了較好的成果，但是與國外領(lǐng)先的國家比較的話，尚有差距，仍然需要長足的進(jìn)步，主要在測量技術(shù)裝備方面、數(shù)據(jù)分析和處理方面、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面、信息產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面這些方面都應(yīng)當(dāng)加大研究。

海洋測量技術(shù)未來的總體發(fā)展趨勢必然是向著高精度 、全覆蓋 、全過程自動化這些方向發(fā)展。根據(jù)我國的實際情況和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，未來有以下這些方面可以加大研究力度，以求得更大的進(jìn)步：海洋大地測量基準(zhǔn) 、大地水準(zhǔn)面及海洋無縫垂直參考基準(zhǔn)面的研究；水下綜合定位與導(dǎo)航技術(shù)；AUV/ ROV 關(guān)鍵測繪技術(shù)；海洋遙感信息技術(shù)；多源多傳感器信息的融合技術(shù)研究；數(shù)字海洋技術(shù)；海平面變化 、海洋災(zāi)害監(jiān)測及預(yù)報技術(shù)。雖然離發(fā)達(dá)國家的水平尚有差距，但相信假以時日，我國的海洋測量技術(shù)也當(dāng)躋身世界科研前列。

而海洋測量技術(shù)作為一門方興未已的技術(shù)，它的發(fā)展代表了人類自古以來對于大海的探索精神，是人類對于陸地之外的海洋版圖的好奇心的具象化。海洋與人類息息相關(guān)，它不僅僅是人類一個未開發(fā)的資源儲存地，而是地球上數(shù)以億計的生物的家，也是人類的一個家。因此海洋測量技術(shù)除了需要進(jìn)行技術(shù)研究、創(chuàng)新和發(fā)展，還需要兼顧人文、環(huán)保等各個方面，不能涸澤而漁。只有這樣，海洋測量技術(shù)才能夠真正長久地得用于全人類。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃謨濤，翟國君，歐陽永忠，陸秀平，王瑞，申家雙，任來平，徐廣袖. 海洋測量技術(shù)的研究進(jìn)展與展望[J]. 海洋測繪，2008，05：77-82.