arcgis基本操作及在土地調(diào)查中的應(yīng)用

1、海洋測(cè)繪,大連九成測(cè)繪信息有限公司裴書琦2015.4.13,主要內(nèi)容,1、概念2、海洋測(cè)量的特點(diǎn)3、任務(wù)4、測(cè)繪基準(zhǔn)5、測(cè)繪方法6、控制測(cè)量7、深度基準(zhǔn)面8、測(cè)深原理,9、水底信號(hào)識(shí)別技術(shù)10、測(cè)線布設(shè)11、海洋測(cè)量作業(yè)過(guò)程簡(jiǎn)述12、作業(yè)規(guī)范13、河道測(cè)量特點(diǎn)14、中海達(dá)測(cè)深儀操作介紹附件：RTK三維水深測(cè)量作業(yè)要求案例,1、概 念,（1）、海洋測(cè)繪學(xué)：研究海洋定位、海洋大地水準(zhǔn)面和平均海面、海底和海面地

2、形、海洋重力、磁力、海洋環(huán)境及海圖編制的理論和技術(shù)的學(xué)科。（2）、海洋測(cè)繪：以海洋水體和海底為對(duì)象所進(jìn)行的測(cè)量和海圖編制工作。主要包括：海洋大地測(cè)量、海底和海面地形測(cè)量、海道測(cè)量、海洋工程測(cè)量、海洋專題測(cè)量和海圖編繪等。海洋測(cè)繪屬于測(cè)繪學(xué)科中的二級(jí)學(xué)科。,（3）、海洋大地測(cè)量：利用人造衛(wèi)星和其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)對(duì)海洋進(jìn)行的大地測(cè)量，主要包括在海洋范圍內(nèi)建立大地控制網(wǎng)、進(jìn)行重力測(cè)量、海面和水下定位以及測(cè)定海洋平均海面等。（4）、海洋大地測(cè)

3、量學(xué)：研究和確定海面地形、海底地形和海洋重力場(chǎng)及其變化的大地測(cè)量學(xué)分支。（5）、海面地形：平均海水面對(duì)于大地水準(zhǔn)面的起伏。（6）、大地水準(zhǔn)面：與平均海水面（無(wú)潮夕、海流和大氣壓變化引起的擾動(dòng)）最密合,的重力等位面。（7）海洋大地網(wǎng)：由一系列布設(shè)在海洋領(lǐng)域的測(cè)量控制點(diǎn)所構(gòu)成的大地網(wǎng)。（8）、海洋水準(zhǔn)測(cè)量：通過(guò)測(cè)定海水密度、海面大氣壓、海水流速等海水物理特性，確定海面地形的測(cè)量技術(shù)和方法。（9）、海底控制點(diǎn)：布設(shè)在海底的控制點(diǎn)。

4、（10）、海上定位：確定海上船體位置的測(cè)量技術(shù)和方法。（11）、海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)：由美國(guó)海軍研制和建立的利用多普勒頻移測(cè)量技術(shù)導(dǎo)航和定位的衛(wèi)星系統(tǒng)。,2、海洋測(cè)量的特點(diǎn),（1）、測(cè)量工作的實(shí)時(shí)性 海洋測(cè)量的工作環(huán)境是在起伏不平的海面上，大多為動(dòng)態(tài)測(cè)量。無(wú)法重復(fù)觀測(cè)，精密測(cè)量施測(cè)難度較大，無(wú)法達(dá)到陸地測(cè)量的精度水平。（2）、海底地形地貌的 不可視性測(cè)量人員不能通過(guò)肉眼觀測(cè)到海底，海底探測(cè)一般采用超聲波等儀器進(jìn)行探測(cè)，無(wú)法達(dá)到陸地測(cè)

5、量的完整性。,（3）、測(cè)量基準(zhǔn)的變化性海洋測(cè)量采用的深度基準(zhǔn)面具有區(qū)域性（因?yàn)榇嬖诤Ｃ娴匦危?，無(wú)法像陸地測(cè)量那樣在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行統(tǒng)一。（4）、測(cè)量?jī)?nèi)容的綜合性海洋測(cè)量工作需要同時(shí)完成多種觀測(cè)項(xiàng)目，需要多種儀器設(shè)備配合施測(cè)，與陸地測(cè)量相比，具有綜合性的特點(diǎn)。,3、任務(wù),根據(jù)海洋測(cè)繪的目的，可將海洋測(cè)繪任務(wù)劃分為兩類：（1）科學(xué)性任務(wù)其目的包括為研究地球形狀提供更多的數(shù)據(jù)資料，為研究海底地質(zhì)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供必要的資料，為海洋環(huán)境研究

6、工作提供測(cè)繪保證。（2）實(shí)用性任務(wù)按國(guó)家《測(cè)繪法》規(guī)定，由軍事測(cè)繪主管部門負(fù)責(zé)管理海洋基礎(chǔ)測(cè)繪工作。,實(shí)用性任務(wù)包括：海洋自然資源的勘探和離岸工程、航運(yùn)、救援與航道、近岸工程、漁業(yè)捕撈、海底電纜鋪設(shè)、輸水管道架設(shè)以及其他海底工程中的測(cè)繪任務(wù)。 普通測(cè)繪單位所進(jìn)行的一般都是近海工程項(xiàng)目中的測(cè)繪工作。如大連九成測(cè)繪信息有限公司近年來(lái)承擔(dān)了長(zhǎng)興島經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、普灣新區(qū)等處的近海掃海工程及1:500海底地形圖測(cè)繪工作。控制測(cè)量方面2

7、010年承擔(dān)了大、小長(zhǎng)山島跨海大橋項(xiàng)目的施工控制網(wǎng)測(cè)量工作,大橋已于2014年建成通車。

8、

9、

10、

11、

12、 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 020新建

13、港口碼頭的改擴(kuò)建147，、,4、測(cè)繪基準(zhǔn),海洋測(cè)繪基準(zhǔn)是指測(cè)量數(shù)據(jù)所依據(jù)的基本框架，起算數(shù)據(jù)、起算面的時(shí)空位置及相關(guān)參數(shù)。包括大地測(cè)量基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)、深度基準(zhǔn)和重力基準(zhǔn)等。1、平面基準(zhǔn)（1）海道測(cè)量 平面基準(zhǔn)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，投影采用高斯-克呂格投影和墨卡托投影（測(cè)圖比例尺≤1:5萬(wàn)時(shí)）兩種。（2）近岸工程,平面基準(zhǔn)一般采用1980西安坐標(biāo)系或當(dāng)?shù)氐牡胤阶鴺?biāo)系。（3）海洋控制測(cè)量 采用2000國(guó)家大

14、地坐標(biāo)系。定義：大地基準(zhǔn)---用于大地坐標(biāo)計(jì)算的起算數(shù)據(jù)，包括參考橢球的大小、形狀及其定位、定向參數(shù)。應(yīng)說(shuō)明的是：海洋測(cè)繪根據(jù)測(cè)繪目的的不同，平面控制可采用不同的基準(zhǔn)。2、垂直基準(zhǔn)我國(guó)的垂直基準(zhǔn)分為陸地高程基準(zhǔn)和海域的深度基準(zhǔn)兩部分。,定義：高程基準(zhǔn)---由特定驗(yàn)潮站平均海面確定的測(cè)量高程的起算面以及依據(jù)該面所決定的水準(zhǔn)原點(diǎn)高程。 深度基準(zhǔn)---計(jì)算水體深度的起算面。 也是海圖基

15、準(zhǔn)面， 海圖及各種水深資料的深度起算面。（1）陸地高程基準(zhǔn) 1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，起算水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.260 m。（2）海域深度基準(zhǔn)采用理論最低潮面，深度基準(zhǔn)面的高度從當(dāng)?shù)睾Ｃ嫫鹚悖话銘?yīng)與國(guó)家高程基準(zhǔn)聯(lián)測(cè),（實(shí)際很難進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，只能同GPS擬合高程、三角高程計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較）。對(duì)遠(yuǎn)離大陸的島礁，其高程基準(zhǔn)可采用當(dāng)?shù)仄骄Ｃ?。例如，在上述的大小長(zhǎng)山島跨海大橋建設(shè)項(xiàng)目中，高程基準(zhǔn)就采用了當(dāng)?shù)?/p>

16、驗(yàn)潮站的平均海面數(shù)據(jù)，依此起算，進(jìn)行了二等水準(zhǔn)測(cè)量?？绾８叱虃鬟f采用徠卡TCA 2003全站儀進(jìn)行了三角高程測(cè)量。 以下為海測(cè)的兩大任務(wù)：定位和測(cè)深,5、測(cè)繪方法,1、定位海洋定位主要有天文定位、光學(xué)定位、無(wú)線電定位、衛(wèi)星定位和水聲定位等手段。（1）天文定位：借助于天文觀測(cè)，確定船只的航向及經(jīng)緯度，目前已很少應(yīng)用。（2）光學(xué)定位：借助于光學(xué)儀器，如經(jīng)緯儀、六分儀、全站儀等實(shí)施海上定位，主要有前方交會(huì)、后方交會(huì)、側(cè)方交會(huì)

17、和極坐標(biāo)法。（3）無(wú)線電定位：通過(guò)在岸上控制點(diǎn)安置無(wú)線電收發(fā)機(jī)（電臺(tái)），在船上設(shè)置無(wú)線電收發(fā),、測(cè)距、控制、顯示，測(cè)量出無(wú)線電波的相位差，求出船臺(tái)至岸臺(tái)的距離差，從而計(jì)算船位。（4）衛(wèi)星定位：衛(wèi)星定位屬于空基無(wú)線電定位方式，為目前海上定位的主要手段。包括GPS、 GLONASS、 Galileo和北斗系統(tǒng)。（5）聲學(xué)定位（水聲定位）：采用水下聲學(xué)技術(shù)利用水下聲標(biāo)作為海底控制點(diǎn)。通過(guò)精確聯(lián)測(cè)其坐標(biāo)，可直接為船舶、潛艇和各種海洋工程提

18、供導(dǎo)航定位服務(wù)，對(duì)水下工程具有重要的應(yīng)用價(jià)值。下面詳述水下聲學(xué)定位的原理和方法。,水下定位主要采用聲學(xué)定位手段。光線在海水中傳播的距離不遠(yuǎn)，通常只有幾米到幾十米。而聲波在水中的表現(xiàn)要比光波優(yōu)秀得多，通過(guò)頻率的變換，無(wú)論是幾米、幾十米的淺海、還是幾千上萬(wàn)米的深海，聲波都可以穿透，因此海洋中以聲信號(hào)為主。聲速同水的狀況（溫度、鹽度和壓力）有關(guān)，在海水中為1500m/s左右。在傳播過(guò)程中，聲波速在介質(zhì)常數(shù)不相同的兩個(gè)水層界面處將產(chǎn)生反射、折

19、射和某種程度的反向散射，并導(dǎo)致聲線彎曲和傳播速度發(fā)生改變，折射遵循Snell法則。 通過(guò)聲波的傳播路徑推求目標(biāo)的坐標(biāo)（位置），這就是水下目標(biāo)的聲學(xué)定位。用于水下目標(biāo),定位的聲學(xué)系統(tǒng)稱為水聲定位系統(tǒng)，通常由船臺(tái)設(shè)備和若干水下設(shè)備組成。船臺(tái)設(shè)備包括一套具有發(fā)射、接收和測(cè)距功能的控制、顯示設(shè)備和安裝在船底或船后“拖魚”內(nèi)的換能器及水聽器陣。水下設(shè)備主要是聲學(xué)應(yīng)答器陣列，即固定設(shè)置在海底的位置已準(zhǔn)確測(cè)定的一組應(yīng)答器陣列。①換能器：是

20、一種水聲轉(zhuǎn)換器，能根據(jù)需要使聲振蕩和電聲振蕩相互轉(zhuǎn)換，為發(fā)射（或接收）信號(hào)服務(wù)，起著水聲天線的作用。最常使用的是磁致伸縮換能器和電致伸縮換能器。②水聽器：本身不發(fā)射信號(hào)，只能接收聲信號(hào)。,通過(guò)換能器將接收的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入到船臺(tái)或岸臺(tái)的接收機(jī)中。③應(yīng)答器：既能接收聲信號(hào)，還能發(fā)射不同于所接收聲信號(hào)頻率的應(yīng)答信號(hào)。它是水聲定位系統(tǒng)的主要水下設(shè)備，也可作為海底控制點(diǎn)的照準(zhǔn)標(biāo)志（即水聲聲標(biāo)）。 水聲定位系統(tǒng)通常有測(cè)距和

21、測(cè)向兩種定位方式。①測(cè)距定位方式水聲測(cè)距定位由船臺(tái)發(fā)射機(jī)通過(guò)安置于船底的換能器向水下應(yīng)答器（位置已知）發(fā)射聲脈沖信號(hào)（詢問(wèn)信號(hào)），應(yīng)答器接收該信號(hào),后隨即發(fā)回一個(gè)應(yīng)答聲脈沖信號(hào)，船臺(tái)接收機(jī)記錄發(fā)射詢問(wèn)信號(hào)和接受應(yīng)答信號(hào)的時(shí)間間隔，即可計(jì)算出測(cè)船至水下應(yīng)答器之間的距離。②測(cè)向定位方式 測(cè)向定位船臺(tái)上除安置換能器外，還在船的兩側(cè)各安置一個(gè)水聽器，利用它們接收到的信號(hào)相位差可確定船臺(tái)與水下應(yīng)答器的方向。 水聲定位系統(tǒng)按聲基線

22、的距離或激發(fā)的聲學(xué)單元的距離進(jìn)行分類，可分為3種主要類型：長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)、短基線定位系統(tǒng)和超短基線定位系統(tǒng)。應(yīng)答器之間的距離構(gòu)成了“基線”。長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)的基線長(zhǎng)度往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米至幾千米，,短基線和超短基線系統(tǒng)的基線距離分別在20 ～50m之間及10cm以下。長(zhǎng)基線系統(tǒng)（圖A）包含兩部分，一部分是安裝在船只上或水下機(jī)器人上的收發(fā)器，另一部分是一系列已知位置的固定在海底的應(yīng)答器。通過(guò)測(cè)量收發(fā)器與應(yīng)答器之間的距離，采用測(cè)量中的前方或后方交

23、會(huì)對(duì)目標(biāo)定位，所以系統(tǒng)與深度無(wú)關(guān)，也不必安裝姿態(tài)、電羅經(jīng)設(shè)備，系統(tǒng)的工作方式是距離測(cè)量。短基線系統(tǒng)（圖B）的水下部分僅需要一個(gè)應(yīng)答器，而船上部分是安置于船底部分的一個(gè)水聽器基陣。換能器之間的距離一般超過(guò)10m，,換能器之間的距離已精確測(cè)定，并組成聲基陣坐標(biāo)系。測(cè)量方式是由一個(gè)換能器發(fā)射，所有換能器接收，得到一個(gè)斜距觀測(cè)值和不同于這個(gè)觀測(cè)值的多個(gè)斜距值?；囎鴺?biāo)系與船坐標(biāo)系的相互關(guān)系由常規(guī)測(cè)量方式確定。系統(tǒng)根據(jù)基陣相對(duì)船坐標(biāo)系的固定關(guān)系

24、，結(jié)合外部傳感器觀測(cè)值，如GPS、動(dòng)態(tài)傳感器單元MRU、羅經(jīng)Gyro提供船的船位、姿態(tài)和船艏向值，計(jì)算得到海底點(diǎn)的大地坐標(biāo)。系統(tǒng)的工作方式是距離測(cè)量。,長(zhǎng)、短基線定位系統(tǒng)聲學(xué)原理圖,超短基線系統(tǒng)（圖C）的所有聲單元（ ≥3）集中安裝在一個(gè)收發(fā)器中（探頭/聲頭/換能器），組成聲基陣。聲基陣中的聲單元之間的相互位置精確測(cè)定，組成聲基陣坐標(biāo)系。聲基坐標(biāo)系與船坐標(biāo)系之間的關(guān)系要在基陣安裝時(shí)精確測(cè)定，包括二者X、Y、Z偏差和姿態(tài)偏差角度（橫搖Ro

25、ll、縱搖Pitch、水平旋轉(zhuǎn)Yaw/Gear）。為了得到目標(biāo)的絕對(duì)位置（地理坐標(biāo)），水面船只/聲基陣的位置、姿態(tài)以及船的艏向必須知道。系統(tǒng)的工作方式是距離和角度測(cè)量。,超短基線定位系統(tǒng)聲學(xué)原理圖,2、測(cè)深海洋測(cè)深的本質(zhì)是確定海底表面至某一基準(zhǔn)面的距離。目前世界上常用的基準(zhǔn)面為深度基準(zhǔn)面、平均海面和海洋大地水準(zhǔn)面。前一種是指按潮汐性質(zhì)確定的一種特定深度基準(zhǔn)面，即狹義上的深度基準(zhǔn)面，這也是海洋測(cè)深實(shí)際用到的基準(zhǔn)面。 實(shí)際工作中

26、應(yīng)注意測(cè)區(qū)的不同，規(guī)定使用的基準(zhǔn)面也不同。例如采用當(dāng)?shù)鼗鶞?zhǔn)面、或仍采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。測(cè)量基準(zhǔn)面的采用應(yīng)與項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求一致，涉及到工程建設(shè)各階段的使用，例如工程地質(zhì)勘察、土方量計(jì)算等。,海洋測(cè)深的方法和手段主要有測(cè)深桿、測(cè)深錘（水鉈）、回聲探測(cè)儀、多波速測(cè)深系統(tǒng)、機(jī)載激光測(cè)深系統(tǒng)。（1）測(cè)深桿：適用于水深淺于5m的水域。為木質(zhì)和竹質(zhì)，直徑3～5cm，長(zhǎng)3～5m，底部設(shè)有直徑5～8cm的鐵質(zhì)圓盤。（2）測(cè)深錘（水鉈）：適用于8～

27、10m水深且流速不大的水域測(cè)深。是由鉛砣和砣繩組成，其重量視流速而定，砣繩一般長(zhǎng)10～20m，以10cm為間隔。（3）回聲探測(cè)儀（測(cè)深儀）：是根據(jù)回聲測(cè)深原理設(shè)計(jì)的水深測(cè)量?jī)x器，分為單波速、,多波速、單頻或雙頻測(cè)深儀。其中多波速測(cè)深系統(tǒng)又稱“聲吶列陣測(cè)深系統(tǒng)”或“條帶測(cè)深系統(tǒng)”，是一種可同時(shí)獲得測(cè)線垂直方向上連續(xù)多個(gè)水深數(shù)據(jù)的“回聲測(cè)深系統(tǒng)”。（4）機(jī)載激光測(cè)深系統(tǒng)：又稱“機(jī)載主動(dòng)遙感測(cè)深系統(tǒng)”，是由飛機(jī)發(fā)射激光脈沖測(cè)量水深的系統(tǒng)。

28、機(jī)載部分由激光測(cè)深儀、定位與姿態(tài)設(shè)備組成，用于采集水深數(shù)據(jù)；而地面部分進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由計(jì)算機(jī)、磁帶機(jī)等軟硬件系統(tǒng)設(shè)備組成，并對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和綜合分析。（5）RTK三維水深測(cè)量,定義： ① RTK三維水深測(cè)量----采用RTK三維定位技術(shù)實(shí)時(shí)獲得測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)及RTK水位模式下的水深測(cè)量。② RTK水位----利用RTK定位設(shè)備所獲得的測(cè)點(diǎn)處的實(shí)時(shí)水位。RTK三維水深測(cè)量是在陸岸已知點(diǎn)（四等水準(zhǔn)點(diǎn)精度）上架設(shè)基準(zhǔn)站，船上采用三

29、腳架架設(shè)天線，流動(dòng)站安裝后應(yīng)量測(cè)確定GPS天線、姿態(tài)傳感器、換能器在船體坐標(biāo)系中的相對(duì)位置（坐標(biāo)差）。作業(yè)前應(yīng)在測(cè)區(qū)附近的控制點(diǎn)上對(duì)RTK測(cè)量結(jié)果進(jìn)行檢查比對(duì)，限差平面坐標(biāo)互差不應(yīng)大于50mm，高程互差不大于30 √D mm。作業(yè)要求 見附件,作業(yè)中應(yīng)嚴(yán)格控制船速，避免突然加速、減速和大角度轉(zhuǎn)彎。在氣象、海況惡劣，影響RTK解算時(shí)應(yīng)停止作業(yè)。測(cè)量后還要將RTK測(cè)得的水位與長(zhǎng)期水位站、測(cè)區(qū)遠(yuǎn)端驗(yàn)潮儀的水位進(jìn)行比較，求得水位

30、差值，并對(duì)RTK水位進(jìn)行修正。在數(shù)據(jù)處理中應(yīng)首先進(jìn)行粗差剔除。RTK三維水深測(cè)量適合于近岸水運(yùn)工程測(cè)量。（6）側(cè)掃聲吶：利用海底地物對(duì)入射聲波反向散射的原理探測(cè)海底形態(tài)和目標(biāo)。,6、控制測(cè)量,海洋測(cè)量中的控制測(cè)量分為平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。是在國(guó)家大地網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展的,海控點(diǎn)的密度應(yīng)以滿足水深測(cè)量、海岸地形測(cè)量為原則。水深測(cè)量一般使用回聲探測(cè)儀。 平面控制測(cè)量1、平面控制點(diǎn)等級(jí)按《海道測(cè)量規(guī)范》GB 1

31、2327-1998中關(guān)于平面控制精度的規(guī)定，海洋測(cè)量控制點(diǎn)分為3個(gè)等級(jí)。,（1）?？匾患?jí)點(diǎn)（以H1以表示）；（2）?？囟?jí)點(diǎn)（以H2以表示）；（3）測(cè)圖點(diǎn)（以Hc以表示）。2、起算點(diǎn)要求其中?？匾患?jí)點(diǎn)的起算點(diǎn)不低于國(guó)家四等點(diǎn)精度，?？囟?jí)點(diǎn)的起算精度不低于?？匾患?jí)點(diǎn)。3、控制點(diǎn)精度相對(duì)鄰近起算點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差：H1為±0.2m，H2為±0.5m。4、測(cè)量方法,常規(guī)大地測(cè)量、衛(wèi)星定位測(cè)量等方法。

32、 高程控制測(cè)量1、測(cè)量方法（1）三、四等水準(zhǔn)測(cè)量、等外水準(zhǔn)測(cè)量；（2）三角高程測(cè)量（3）GPS高程擬合2、要求采用GPS高程擬合方法時(shí)，已知水準(zhǔn)點(diǎn)間距離不大于15km，點(diǎn)數(shù)不少于4個(gè)。應(yīng)采用等外水準(zhǔn)測(cè)量精度進(jìn)行驗(yàn)潮站水準(zhǔn)點(diǎn)與驗(yàn)潮站水尺之間的聯(lián)測(cè)。,7、深度基準(zhǔn)面,1、深度基準(zhǔn)面的確定前述已提到：海洋測(cè)深的本質(zhì)是確定海底表面至某一基準(zhǔn)面的差距。確定深度基準(zhǔn)面的原則是： ①充分考慮船舶航行安全； ②保證航道或水域水深資源的利

33、用率； ③相鄰區(qū)域的深度基準(zhǔn)面應(yīng)盡可能一致。例如在《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》中對(duì)深度基準(zhǔn)面有具體、明確的技術(shù)規(guī)定。1956年后，我國(guó)采用理論最低潮面作為海圖深度基準(zhǔn)面，深度基準(zhǔn)面的高度從當(dāng)?shù)仄骄Ｃ嫫鹚?，理論最低潮面按?guī)范中給出的公式計(jì)算。在測(cè)量中，瞬時(shí)海面與海底表面的差距，通常由海上船只用測(cè)深儀直接測(cè)得；瞬時(shí)海面與深度基準(zhǔn)的差距，由驗(yàn)潮站或隨船儀器觀測(cè)獲得。,驗(yàn)潮站的水位應(yīng)規(guī)算到深度基準(zhǔn)面上。長(zhǎng)期驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面可沿用已有的深度基準(zhǔn)，

34、由陸地高程控制點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)。短期驗(yàn)潮站和臨時(shí)驗(yàn)潮站深度基準(zhǔn)面的確定可采用幾何水準(zhǔn)法、潮差比較法、最小二乘曲線擬合法等。測(cè)深定位點(diǎn)點(diǎn)位中誤差限值：1、測(cè)圖比例尺＞1:5000 ， 圖上1.5mm2、測(cè)圖比例尺≤ 1:5000 ， 圖上1.0mm水深測(cè)量的深度誤差限值：水深范圍（m）： H ≤20 H ＞20深度誤差限值（m）： ±0.2 ±0.1H,

35、8、測(cè)深原理,單波速測(cè)深原理,單波速測(cè)深也叫回聲測(cè)深，換能器是垂直安裝在測(cè)量船兩側(cè)或船底。其基本原理是在探測(cè)儀器一個(gè)測(cè)深周期內(nèi)僅發(fā)射一個(gè)聲波脈沖，利用收發(fā)換能器發(fā)射和接受它所產(chǎn)生的聲波來(lái)進(jìn)行測(cè)量。發(fā)射換能器通過(guò)電聲轉(zhuǎn)換，將電能轉(zhuǎn)換成聲波，按照一定的方式發(fā)射出去。接收換能器將接收到的信號(hào)，根據(jù)壓力的大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。為了使發(fā)射出去的聲能聚集在預(yù)定的空間（海底及其海底目標(biāo)），發(fā)射系統(tǒng)必須形成一定波速角（見上圖），,并在發(fā)射波束內(nèi)定時(shí)發(fā)出生脈

36、沖；測(cè)深儀記錄器以接收到波速內(nèi)最先到達(dá)的回波來(lái)計(jì)時(shí)，再按回聲測(cè)深原理，在儀器設(shè)計(jì)聲速一定的情況下獲得深度數(shù)據(jù)Z，即：上式中，v為聲波在水中的傳播速度； t為聲波往返海底的時(shí)間。 單波速測(cè)深儀數(shù)字化記錄聲圖上的水深值，是由換能器底面至海底的深度值。換能器浸沒(méi)在海水中，由于測(cè)深儀設(shè)計(jì)聲速、轉(zhuǎn)速與實(shí)際的聲速、轉(zhuǎn)速不同，以及換能器的安裝等原因，,需要對(duì)其進(jìn)行吃水改正、基線改正、轉(zhuǎn)速改正及聲速改正等。目前

37、，對(duì)各項(xiàng)改正一般采用綜合處理，求取總改正對(duì)測(cè)量深度的影響，通常采用的方法有校對(duì)法、水文資料法。校對(duì)法適用小于20m的水深。利用校準(zhǔn)工具如帶有刻度電纜的水聽器、帶有刻度纜繩的比對(duì)板等，對(duì)于換能器下面一定深度處，讀取校對(duì)工具的入水深度，與測(cè)深儀的讀數(shù)相比較，差值為測(cè)深儀總改正數(shù)⊿Z。水文資料法適用于大于20m（20 ～ 200m）的水深并計(jì)算深度改正數(shù)。利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（包括各水層的溫度、鹽度、深度）等,分別依據(jù)相應(yīng)的公式求取各改正數(shù)，最后

38、求取測(cè)深儀總改正數(shù)。作業(yè)中測(cè)深改正計(jì)算規(guī)范中有相應(yīng)的附表規(guī)定。作業(yè)中測(cè)深換能器應(yīng)安裝在距測(cè)量船船首1/3～1/2船長(zhǎng)處。每次測(cè)深前、后應(yīng)在測(cè)區(qū)對(duì)測(cè)深儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)。 多波速測(cè)深多波速測(cè)深是一個(gè)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，主要由多波速聲學(xué)系統(tǒng)、多波速采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)系統(tǒng)和外圍輔助傳感器等組成。,其中換能器為多波速的聲學(xué)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)波速的發(fā)射和接收，多波速采集系統(tǒng)完成波速的形成和將接收到的聲波信

39、號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并反算其距離或記錄聲波往返換能器和海底的時(shí)間；外圍設(shè)備主要包括定位傳感器（GPS）、姿態(tài)傳感器（如姿態(tài)儀）、聲速剖面面儀CTD）、和電羅經(jīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量船瞬時(shí)位置、姿態(tài)、船向的測(cè)定，以及海水中聲速傳播特性的測(cè)定；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以工作站為代表，綜合聲波測(cè)量、定位、船姿、聲速斷面和潮位等信息，計(jì)算波速腳印的坐標(biāo)和深度，并繪制海底地形圖。,9、水底信號(hào)識(shí)別技術(shù),雖然回聲測(cè)深的原理很簡(jiǎn)單，但水中的情況卻是很復(fù)雜的，有干擾回波，有魚

40、群出沒(méi)或雜物的回波，水底的反射條件又各不相同，在淺水區(qū)還有可能出現(xiàn)二次、三次回波，如何從眾多復(fù)雜的雜波中跟蹤得到真正的水底回波信號(hào)，需要采用相關(guān)的技術(shù)。例如下面的“水底門跟蹤技術(shù)”，也叫“時(shí)間門跟蹤技術(shù)”，如下圖所示：,水底門跟蹤技術(shù)圖,依圖所示，工作原理如下： 由于水底的變化是比較平坦的，兩次測(cè)深之間（約0.1秒），水深變化不會(huì)太大，我們假定二次深度的變化量為±10﹪，則我們就在上次正確回波時(shí)刻前（10﹪ 

41、5;Z）到后（10﹪ ×Z）開一道時(shí)間門，只有在時(shí)間門內(nèi)的回波才認(rèn)為是正確的回波，這±10﹪就叫時(shí)間門寬度，一旦時(shí)間門內(nèi)沒(méi)有回波，就逐漸擴(kuò)大時(shí)間直到全程搜索回波，直至重新捕捉正確的回波。------------------------------------------------------------ 以下為換能器及安裝示意圖：,換能器及安裝圖,10、測(cè)線布設(shè),測(cè)線是測(cè)量?jī)x器及其載體的探測(cè)路線，分為計(jì)劃測(cè)線

42、和實(shí)際測(cè)線。水深測(cè)量一般布設(shè)為直線，又稱測(cè)深線。測(cè)深線分為主測(cè)深線和檢查線兩大類。在水運(yùn)工程測(cè)量中，測(cè)深檢查線規(guī)定宜垂直于主測(cè)深線布設(shè)，單波速檢查線長(zhǎng)度不宜小于主測(cè)深線總長(zhǎng)度的5 ﹪，多波速測(cè)深檢查線長(zhǎng)度不得少于總測(cè)線長(zhǎng)度的1 ﹪。另外，測(cè)深檢查線與主測(cè)深線相交處，單波速測(cè)深不同作業(yè)組相鄰測(cè)段或同一作業(yè)組不同時(shí)期相鄰測(cè)段的重復(fù)測(cè)深線的重合處，圖上1mm范圍內(nèi)水深點(diǎn)的深度比對(duì)互差如下：,當(dāng)水深H ≤20 m時(shí)，互差⊿H ≤0.4 m；

43、 水深H ＞20 m時(shí)，互差⊿H ≤0.02H m.測(cè)線布設(shè)主要是測(cè)線間隔和測(cè)線方向。測(cè)深線的間隔應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)的水深、底質(zhì)、地貌起伏狀況，以及測(cè)圖比例尺和測(cè)深儀器的覆蓋范圍而定，以滿足需要和經(jīng)濟(jì)為原則。單波速測(cè)深儀，主測(cè)深線間隔一般為圖上10mm；多波速探測(cè)系統(tǒng)的主測(cè)線布設(shè)應(yīng)以海底全覆蓋并有足夠的重疊帶為原則。其檢查線應(yīng)當(dāng)至少與所有掃描帶交叉一次，以檢查定位、測(cè)深和水深改正的精度，兩條平行的測(cè)線應(yīng)至少保持20﹪的重疊。,11、海洋測(cè)

44、量作業(yè)過(guò)程簡(jiǎn)述,1、儀器設(shè)備：GPS-信標(biāo)機(jī)、測(cè)深儀、電腦筆記本、海洋成圖軟件、其他輔助設(shè)備。2、測(cè)量準(zhǔn)備1）儀器測(cè)試包括GPS穩(wěn)定性試驗(yàn)、測(cè)深儀器穩(wěn)定性試驗(yàn)、單波速（多波速）安裝校準(zhǔn)和其他儀器測(cè)試的方法和要求，并在已知GPS點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)。2）測(cè)線布設(shè)包括主測(cè)線、檢查線等測(cè)線的布設(shè)和間距。,3）船舶靜、動(dòng)態(tài)吃水測(cè)量。3、測(cè)量過(guò)程注意事項(xiàng)：在屏幕操作控制臺(tái)上按既定航線航行，并注意是否有偏離。4、測(cè)深數(shù)據(jù)處理1）定位、姿態(tài)、

45、航向、潮位、聲速等原始數(shù)據(jù)檢查和粗差剔除。2）探測(cè)測(cè)深數(shù)據(jù)濾波、剔除虛假信號(hào)。3）數(shù)據(jù)編輯定位、姿態(tài)、航向、潮位、聲速等各項(xiàng)合并和改正。具體是：定位數(shù)據(jù)合并---將GPS接收機(jī)獲得的WGS-84,坐標(biāo)系定位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，再合并到一個(gè)水深點(diǎn)上。姿態(tài)改正（坐標(biāo)系統(tǒng)變換）---將姿態(tài)傳感器實(shí)測(cè)的船舶姿態(tài)和航向進(jìn)行姿態(tài)改正。吃水改正---對(duì)實(shí)測(cè)水深進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)吃水改正，根據(jù)換能器相對(duì)船體位置按幾何關(guān)系求解。

46、聲速改正---多波速測(cè)深對(duì)實(shí)測(cè)水深進(jìn)行剖面改正，可根據(jù)聲速剖面進(jìn)行分帶改正；單波速測(cè)深僅影響測(cè)點(diǎn)的深度。潮位改正---利用實(shí)測(cè)或推算潮位數(shù)據(jù)，采用單站、多站分帶、航跡推算潮位等方法對(duì)水深數(shù)據(jù)進(jìn)行改正，將瞬時(shí)海面深度改至規(guī)定基準(zhǔn)面。安裝校準(zhǔn)參數(shù)改正---根據(jù)安裝和測(cè)試的結(jié)果,配置船坐標(biāo)文件，進(jìn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)改正。4）水深數(shù)據(jù)的篩選一般選取最淺水深為圖載水深。5 精度評(píng)估利用主檢測(cè)量法進(jìn)行水深測(cè)量的準(zhǔn)確度評(píng)估。計(jì)算主測(cè)線和檢查線在

47、交叉點(diǎn)處的水深偏差，統(tǒng)計(jì)95 ﹪置信度的標(biāo)準(zhǔn)偏差和均方差，以此作為準(zhǔn)確度評(píng)估的依據(jù)。,12、作業(yè)規(guī)范,（1）、《海道測(cè)量規(guī)范》GB 12327-1998（2）、《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》JTS 131-2012（3）、《工程測(cè)量規(guī)范》GB 50026-2007（4）、現(xiàn)行《海圖圖式》（5）、《水運(yùn)工程測(cè)量圖式》（6）、現(xiàn)行1:5000 1:10000地形圖圖式（7）、現(xiàn)行1:500 1:1000 1:2000地形圖圖式,13

48、、河道測(cè)量特點(diǎn),1、海洋測(cè)量的方法、儀器同樣適用于內(nèi)陸江河、湖面和水庫(kù)等水域測(cè)量。2、河道測(cè)量的主要目的是清淤疏通河道。3、河道測(cè)量應(yīng)繪制橫斷面圖和縱斷面圖。橫斷面的距離間隔從幾十米到幾百米不等，應(yīng)按具體設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行；縱斷面要測(cè)繪河流深泓線處的高程并形成縱斷面線。4、在河道測(cè)量中，應(yīng)注意上下游處的高程在斷面圖中不能出現(xiàn)矛盾。,14、中海達(dá)測(cè)深儀操作介紹,目前作業(yè)中主要使用中海達(dá)測(cè)繪儀器公司和南方測(cè)繪公司研制的軟件，用于實(shí)時(shí)測(cè)量。

49、儀器：現(xiàn)以中海達(dá)HD-310/HD370/HD380型測(cè)深儀及機(jī)內(nèi)海洋測(cè)量軟件為例，介紹如下：因機(jī)內(nèi)配有海洋測(cè)量軟件，將GPS接口到串口（COM1或COM2）就可以進(jìn)行水上測(cè)量作業(yè)，這樣可以省去一臺(tái)電腦和一套測(cè)量軟件。測(cè)深軟件獲取到水深值由測(cè)量軟件直接調(diào)用。操作需運(yùn)行桌面的“NAV370測(cè)量軟件”，之后出現(xiàn)主界面即開始作業(yè)。1、設(shè)置操作步驟,1）、測(cè)量界面新建任務(wù)。2）、測(cè)量界面端口配置。把GPS連接到COM1后，設(shè)置好波特率。

50、3）、測(cè)量界面選擇好定位數(shù)據(jù)方式。例如選用“NMEA-0183 $GPGGA V2.0”格式。4）、測(cè)量界面進(jìn)入測(cè)量方式。5）、測(cè)深界面環(huán)境設(shè)置中選擇好高頻測(cè)深還是雙頻測(cè)深。測(cè)量軟件會(huì)根據(jù)這個(gè)設(shè)置選擇記錄。6）、測(cè)深界面開始“測(cè)深”或“記錄”。7）、開始測(cè)量記錄。,注：在“開始測(cè)深”階段，按“測(cè)深”時(shí)，系統(tǒng)開始發(fā)射和接收，并顯示回聲圖像。水深輸出口也有相應(yīng)格式的水深輸出。只測(cè)深時(shí)不進(jìn)行圖像記錄；如果是正式成果，就用“記錄”鈕，進(jìn)

51、入“記錄”時(shí)文件對(duì)話框要求輸入記錄文件名稱，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)日期，生成一個(gè)不重復(fù)的文件名。,2、水深測(cè)量資料后處理使用“水深資料后處理軟件”將外業(yè)測(cè)量軟件采集的原始資料（*.ss文件）編輯成圖。軟件功能如下：1）將原始采集的資料（*.ss）根據(jù)成圖要求的密度篩選編輯成需要的文件（*.HTT）。2）進(jìn)行測(cè)深儀改正、動(dòng)態(tài)吃水改正。3）進(jìn)行水位改正（非RTK無(wú)驗(yàn)潮作業(yè)時(shí)）。4）將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成需要的格式。5）其他輔助性功能。注：運(yùn)行

52、桌面的水深資料后處理選項(xiàng)，,出現(xiàn)界面后，首先要獲取你測(cè)量時(shí)使用的任務(wù)（*.NAW），然后確定使用的坐標(biāo)系統(tǒng)和投影參數(shù)。=============================1、在海洋測(cè)量開始前應(yīng)根據(jù)《測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定》CH/T 1004-2005編制技術(shù)設(shè)計(jì)書。2、在海洋測(cè)量結(jié)束后應(yīng)編制技術(shù)總結(jié)或掃海測(cè)量報(bào)告。 前者應(yīng)依據(jù)《測(cè)繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》CH/T 1001-2005編寫，并應(yīng)有附表。后者可依據(jù)《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范

53、》JTG 131-2012編寫。,附件：RTK三維水深測(cè)量作業(yè)要求,1、 RTK三維水深測(cè)量作業(yè)時(shí)應(yīng)將RTK-DGPS所測(cè)大地高轉(zhuǎn)化為相應(yīng)高程起算面上的高度，沿岸可利用已知高程點(diǎn)進(jìn)行高程擬合。2、在沿海采用增設(shè)海上臨時(shí)水位站，對(duì)控制網(wǎng)未覆蓋測(cè)區(qū)的RTK水位進(jìn)行修正時(shí)，具體作業(yè)要求應(yīng)滿足下列要求：,① RTK在整個(gè)測(cè)區(qū)均能穩(wěn)定工作。②在控制網(wǎng)覆蓋范圍之外的測(cè)區(qū)遠(yuǎn)端放驗(yàn)潮儀，與岸邊長(zhǎng)期水位站同步驗(yàn)潮，并采用“潮差比法”或“弗拉基米爾法”

54、等確定臨時(shí)水位站的深度基準(zhǔn)面。③兩水位站同步觀測(cè)期間，在長(zhǎng)期水位站和臨時(shí)水位站附近分別利用RTK進(jìn)行同步觀測(cè)水面高程，并于不同時(shí)段記錄數(shù)據(jù)。④將RTK測(cè)得的水位與長(zhǎng)期水位站、測(cè)區(qū)遠(yuǎn)端驗(yàn)潮儀的水位進(jìn)行比較，求得水位差值，并對(duì)RTK水位進(jìn)行修正。⑤一般海區(qū)，該差值按線性變化，對(duì)于航道等,帶狀測(cè)區(qū)，在長(zhǎng)期水位站至測(cè)區(qū)遠(yuǎn)端之間，進(jìn)行分帶改正，以50mm變化量進(jìn)行區(qū)域劃分，分段對(duì)RTK水位進(jìn)行改正。3、基準(zhǔn)站和流動(dòng)站應(yīng)符合以下規(guī)定：①G

55、PS天線安裝在其載體的最高處，高出大的金屬物體表面1m以上，且遠(yuǎn)離大的金屬物件。② GPS天線避開本船雷達(dá)天線輻射波束的直接輻射。③ GPS天線應(yīng)遠(yuǎn)離本船發(fā)信機(jī)天線。④必要時(shí)，在流動(dòng)站天線下適當(dāng)位置設(shè)置反射信號(hào)屏蔽裝置。,⑤差分?jǐn)?shù)據(jù)鏈天線架設(shè)應(yīng)保持盡量高度并應(yīng)考慮到防雷擊的要求。⑥RTK流動(dòng)站在安裝完成后應(yīng)精確測(cè)定GPS天線、姿態(tài)傳感器、換能器在船體坐標(biāo)系下的相對(duì)位置關(guān)系，讀數(shù)至0.01m，獨(dú)立量測(cè)兩次，水平方向上的距離兩次測(cè)量

56、互差應(yīng)小于50mm，豎直方向上的距離兩次測(cè)量互差應(yīng)小于20mm，在限差范圍內(nèi)取其均值作為測(cè)量成果。4、系統(tǒng)校準(zhǔn)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）水準(zhǔn)測(cè)量項(xiàng)目開始前應(yīng)將流動(dòng)站架設(shè)到未參與轉(zhuǎn)換計(jì)算的等級(jí)控制點(diǎn)上進(jìn)行檢測(cè)比對(duì)，平面坐標(biāo)互差≤ 50mm，高程互差≤ 30 √ D mm,，D為基準(zhǔn)站到檢查點(diǎn)的距離，小于1km時(shí)以1km計(jì)。采用網(wǎng)絡(luò)RTK時(shí)，高程互差不應(yīng)大于0.1m。(2）選擇一水深小于測(cè)區(qū)內(nèi)的最大水深且水下地形平坦的水域進(jìn)行RTK三維水

57、深測(cè)量，分別采用RTK水位和水位站水位進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并比對(duì)相同點(diǎn)的水深，水深比對(duì)應(yīng)滿足下列要求：①互差小于等于0.10m的點(diǎn)數(shù)占比對(duì)總點(diǎn)數(shù)的80 ﹪；②互差小于等于0.20m的點(diǎn)數(shù)占比對(duì)總點(diǎn)數(shù)的95 ﹪。,5、RTK三維水深測(cè)量時(shí)應(yīng)測(cè)定導(dǎo)航延時(shí)，并進(jìn)行延時(shí)改正，也可采用PPS技術(shù)消除導(dǎo)航延時(shí)的影響。6、條件許可時(shí)，外業(yè)測(cè)量宜避開中午時(shí)段。7、進(jìn)行RTK三維測(cè)量時(shí)，RTK定位數(shù)據(jù)的更新率不應(yīng)小于10Hz。8、 RTK三維水深測(cè)量