经验交流▏海洋测绘基准的需求及现状
构建测量基准是开展海洋测绘工作的一个重要前提。在海洋上,人们难以通过陆地测量的技术有效地布设精度较高的控制点,唯有借助相应的辅助性测量方法,把陆地的测量基准向海岸线延展,从而建立符合海洋测量要求的基准。
一、海洋测绘基准的需求
人类在海洋上开展渔业、航行、海洋工程等活动时,均要对水深、水下地形以及水文要素等有清楚地了解,需要进行海洋测绘工作,而测绘前必须确立一个基准。与陆地测绘类似,海洋中的岛屿也应当建立从某个面计算的高程,且高程要尽量贴近陆地表示法,这就要求相关测绘人员探索一套传递岛屿高程的方法。
海洋是资源丰富的宝藏。近年来,世界各国政府均将发展的目标从陆地逐渐转向海洋。我国与相关国家的海洋界限问题依然没有完全解决,我国大部分海域已经公布了领海基线,但与朝鲜相邻的辽东半岛以及与越南相邻的北部湾沿岸,仍有部分领海基线没有全部公布。为了维护国家海洋合法权益,必须依托于先进的海洋测绘技术,而这项工作要在科学的基准框架下展开。
维护祖国领土完整是我国军事部门职责所在。为了提升我国远程设备发射的命中率,需要获取全面的高程、水深、高精密的海洋重力场的数据信息。登陆与抵抗登陆也需要更好地掌握地区的海岸地形条件,以及岛屿、滩涂的变化规律,这些均要依托于高精度的高程、水深等测量数据。
海底世界蕴藏丰富的自然资源,党的十九大提出了陆海统筹、推进海洋强国建设的发展战略。山东半岛蓝色经济区以及全国14个海洋经济示范区等以海洋经济为主题的经济区的建设,均体现了政府在海洋经济发展中倾注的心血。
探索和了解海洋是开发利用、维护海洋的重要前提,为了及时、便捷、精准地履行政府赋予的管理职能,必须依靠一个标准的坐标系统。
在“数字地球”背景下,我国加快了空间数据基础性设施的建设。目前,2000 国家大地坐标、北斗卫星定位、1985国家高程基准等系统诸多测绘工作基础性设施的投入使用,让我国陆地基准步入世界领先行列,而我国在建设海洋垂直基准上却相形见绌。为了进一步推动国家空间数据设施的有序发展,必须建立大地测量基准下可覆盖整个国土的海陆空大地测量控制网络。
二、海洋测绘基准现状
⑴现阶段我国政府部门在SBL及LBL方面的研究均获得了较大的突破,对GPS定位、声学技术进行有机结合,相继研发了长基线定位系统和差分水下GPS定位系统。其中,后者主要运用了差分定位的理论,极大地削弱了声线传播误差导致的影响。然而,差分水下GPS系统在海平面上的浮标数量极少,影响了定位精确度,特别是高程精度,系统整体性能以及实用化水平同样有待提高。另外,我国又在水下控制网络基准传播方式方面进行了一系列的研究,并提出“以优化海面GNSS浮标、AUV的控制图形及利用控制网络的相关模型的方式,研究水下控制网的布测、高精度信息的处理方案”,力求提升水下控制网络的精度。
⑵在海洋测绘工作中,垂直基准一般分为深度、高程两种基准。当前海洋深度基准则采用理论最低潮面为测量的理论深度基准面。理论深度基准面是以离散验潮站点作为维持框架。各水深点处的深度基准确定是隐含在离散站点的水位改正过程中的,因此,不同的验潮站点组合将产生不同的深度基准面。
在大区域水位控制实施过程中,由于涉及的验潮站众多,深度基准面的定义存在一定的差异(如水位观测时段长短不一、采用的主要分潮数不一致),以及各局部区域的水位改正都是基于该区域内或邻近的验潮站,这将造成深度基准面在整个大区域内的空间分布不连续、相邻测区间的水深成果不能无缝拼接。
同样,因利用的基准面不同,使得海洋测量的数据需要经过相应的转换,才可符合相关的基准要求,这就对成果数据的无缝拼接造成了一定的影响。为了有效地降低不同的数字成果在垂直线上的拼接难度,有必要深入地了解海洋测量工作中垂直基准的选择、各个基准面之间的关系、基准面的转换方法等,从而为海岸带的地形图设计与精密拼接水深图提供有利的支持。另外,确实海底大地控制网络,并且偏远海岛上的控制点也极为匮乏。
⑶随着我国海洋经济的大力发展以及海洋经济区的建设,我国自然资源部门越来越重视海洋测绘基准的建立。目前,山东省已完成山东沿海高程/深度基准转换模型构建,浙江省建成了全省陆海统一的三维测绘基准体系。江苏省陆海统一大地基准建立工作以及广东省陆海统一空间定位基准框架建设工作亦在开展中,陆海统一框架的建设不仅可以填补海岸带及近岸水域基础地理信息数据,有利于沿海城市对相关的海岸带进行更好地使用、管理。同时,能够让全国的海洋测绘成果更加丰富,为全国蓝色经济区战略实施和海洋经济发展提供测绘服务保障。但是,以上省份陆海统一框架服务范围皆为海岸带近海区域,并不能满足一些偏远海岛及海域的开发、管理需求。同时,全国范围内陆海测绘基准并不统一、基础设施建设也十分薄弱。因此,强化国家海域无缝垂直基准面、基础设施的建设势在必行,以期为我国海洋测绘工作提供有力的支持。
三、结束语
总之,我国建设海洋测绘基准处于初步发展时期,海洋测绘基准的建设仍有很长的路要走。鉴于此,我国海洋管理部门应当对此予以高度重视,并加强海洋测绘基准的研究,促进国家海洋事业健康地发展。
【作者简介】文/朱亚兵,男,1991年出生,广州人,广东省国土资源测绘院,助理工程师,研究方向为海洋测绘;本文来自《住宅与房地产》(2019年6月),参考文献略,用于学习与交流,图片系我平台加载,版权归作者及出版社共同拥有,转载也请备注由“溪流之海洋人生”微信公众平台整理。
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