春交会︱侧扫声呐在围填海项目及其竣工验收测量中的应用
国地科技组织开展的“2020年春季技术交流会”正在云端开展，多位行业专家和业务骨干在本次交流会中分享最新技术动态与优秀项目案例经验。为加强行业技术交流，推动技术融合与创新，本公众号将陆续推出优秀报告以飨读者，敬请关注。
一、实施背景
根据《海域使用管理法》 《海域使用权管理规定》 《填海项目竣工海域使用验收管理办法》等有关法律、法规，所有填海造地项目和含有填海用海类型的建设项目，自然资源主管部门都需要对海域使用权人实际填海界址和面积执行国家有关技术标准规范、落实海域使用管理要求等事项进行全面检查验收。海域使用权人在填海竣工后，需委托第三方测量单位进行实地测量及编制《填海竣工海域使用验收测量报告》。本文将从以下几方面谈谈侧扫声呐在填海竣工验收测量中的实际应用。
二、项目意义
为了加强对填海项目的监督管理，规范填海项目竣工海域使用验收工作，更好地掌握填海项目用海类型、用海方式、用海面积和用海范围，为自然资源主管部门对项目验收及换发不动产使用权证提供科学依据，同时对超出批复界址线外的填海部分进行行政处罚提供基础数据。特别是在目前国家对围填海实行严控政策及对海洋生态环境保护的大环境下，对围填海项目进行测量并尽可能地提高测量的精准度就显得尤为重要。
三、常见的填海方式
目前常见的填海方式有两种：
在陆上的钢筋混凝土构件预制场建造多个矩形钢筋混凝土沉箱，然后用拖船将沉箱在海上漂浮托运至围堤建造的预定位置，在沉箱内充填泥沙使沉箱下沉并连接固定成围海堤坝，多见于直立式码头。
沉箱式填海
在海上建立围堰后用泥沙吹填到围堰内，并在围堰靠海一侧采用抛石或扭王块进行加固。
四、主要测量工作内容
测量填海工程竣工后实际填海界址(包括平面坐标和高程) 。
对经实测或由实测资料推算的界址点、界址线与主管部门批复的界址点、界址线进行对比分析，确定填海项目实际界址与批准界址之间的偏差（距离、方位），同时为实际填海的面积计算提供数据基础。
（3）绘制宗海界址图、宗海位置图等相关图件，编制《填海海域使用竣工验收测量报告》
五、测量方法
根据 《海籍调查规范》（2008年7月）：围海造地用海依下列界址线界定 “填海用海岸边以填海造地前的海岸线为界，水中以围堰 、堤坝基床或回填物倾埋水下的外缘线为界” 。
验收测量外业由于测量设备不同分为陆域测量和海上测量两部份：
01
陆域测量采用GPS RTK系统测量界址平面坐标和高程，尤其在直立式码头 、堤岸处；
RTK测绘区域示意图
结合GNSS系统和RTK技术进行陆域外业数据采集
02
海上测量采用侧扫声呐系统，通过扫测获得的高精度海底声学影像，识别人工堤坝（护岸）基床外缘线，并确定其外缘线界址点坐标。
堤坝基床外缘线示意图
美国EdgeTech公司4125型侧扫声呐系统︱图片来源于网络
六、声呐在填海竣工测量中的应用
名词解释：侧扫声呐是一种主动声呐系统。其原理是向测量船航向的垂直方向一侧或两侧发射一个水平开角很小、垂直开角很大的短声波脉冲，开角约为20°～60°。脉冲到达海底后，根据海底距换能器的远近，被不断反射，并按反射信号的强弱程度画出灰度变化不均的声呐图像，具有采集数据密度大、分辨率高、识别能力好，能够区分目标物底质特征，覆盖范围大，测量效率高等优点。
现通过《亚婆角上湾旅游项目》对侧扫声呐在填海竣工验收测量中的应用进行叙述：
1、广东省人民政府批准亚婆角上湾旅游项目建设填海造地用海34.5043公顷并颁发海域使用权证书。
2、本次验收测量采用RTK测量和水上侧扫声呐测量综合确定填海海域界址线的技术方法。
外缘边界界址点判别方式示意图
01
填海区与陆地接壤部分采用08法定海岸线作为北侧边界界址线；
02
东侧与本次验收范围接壤的边界，采用相邻权属的国土证边线及主管部门批复边线作为东侧界址线；
03
采用陆域RTK直接采集到的数据是潮间带侧界址线的一部分（绿色字体部分）；
04
侧扫声纳扫测的解析结果是水下所有有斜坡构造的堤坝外缘线（蓝色字体部分），解析结果直接输出成AutoCAD平面坐标线型文件。
东、西侧填海区基床外缘线地貌解析图
把上述四部分数据拼合到一起就组成了完整的围填海界址线，根据所形成的图形，此项目填海海域竣工验收形成新界址点共计219个，利用新形成的界址点与主管部门批复的界址点叠加对比，即可分析出项目是否存在超填及批而未填等情况。
根据新形成的界址点与主管部门批复的界址点叠加后分析计算，批复面积为34.5043公顷，实测的填海造地面积为34.6683公顷，批而未填的区域面积为0.0764公顷，超填面积为0.2404公顷。
实测填海界址与批复界址面积对比分析图
结论：
综上所述，陆地RTK测量和海上侧扫声呐扫测都存在一定局限：
01
海上测量不能取得潮间带浅水区的资料；
02
陆地测量无法直接测量海域人工堤坝基床外缘线；
所以最终实际填海界址应当综合陆域测量结果和海上测量结果确定，经过多年的项目实践经验及专家评审，目前采用RTK测量和水上侧扫声呐测量两者结合的技术方法，是现今作为填海竣工海域使用验收测量的最优方法。
七、侧扫声呐的其它应用
侧扫声呐系统除了作为填海竣工海域使用验收测量的主要技术手段之外，还广泛应用于海洋、港口、河流、湖泊等水域的水下工程选址，飞机残骸、沉船（车）、集装箱、化学品桶、通航障碍物等水下目标的搜寻探测，以及海底底质分类、海洋调查、海洋科学研究及考古等领域，因此侧扫声呐系统也有水下扫描仪之称。
公司简介：
广州蓝图地理信息技术有限公司成立于2004年，是一家专业从事自然资源空间数据采集与处理、地理信息系统研发和时空大数据集成分析与应用一体化综合技术服务的高新技术企业，为国地科技全资子公司。
公司具有甲级测绘资质、系统集成四级资质、高新技术企业、软件企业认定、ISO9001质量管理体系以及多项软件著作权和发明专利等自主知识产权，组建了广东省自然资源时空大数据工程技术研究中心，具有较强的科研实力和重大项目生产实施能力。公司承担的项目多次荣获“中国地理信息科技进步奖”、“广东省国土资源（广东）科学技术奖”及“广州市优秀测绘地理信息工程奖”等奖励。由于公司近几年的快速发展和在技术创新方面的优秀表现，2019年度入选了中国地理信息协会“中国最具活力中小企业”及中国测绘协会“科技创新型优秀单位”榜单。
责任编辑：林冬娜、邓小云
文章审核：梁文毫
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