海洋测量技术的研究进展与展望

刁克山

【摘要】近几年来，我国在海洋测量技术方面取得了较大的进展，对于海洋测量技术的关注也愈加深入。本文将着重介绍海洋测量技术的概念、现状，研究进展以及对于未来前景的展望。

【关键词】海洋测量；测量设备；数据处理

引言

地球——别称为蓝星，缘于地球表面的十分之七都被湛蓝的大海所笼罩。海洋不仅占据着广阔的地球面积，也孕育古老的生命。也有说法说人类亦是起源于海中的。大海储藏着人们所必需的各类资源，也蕴含了许多未曾发现的秘密。自古以来，人类对于大海的探索脚步就不曾停歇。到了当代社会，伴随科技的快速发展，对于大海的探索手段日新月异。这些探索手段覆盖了许多专业的科研领域——包含生物学、化学、地质地貌学、气象学和物理学在内的种种学科。

海洋测量就是基于探索海洋的目的而生的一门技术。海洋测量属于测绘科学研究，是当中的一个重要构成元素。测绘是对地域和空间分布的有关数据进行采样、量测、处理、分析、解释、描述、分发、利用和评价，海洋测量也正是对海洋几何场和物理场参数进行采集、精密量测和描述，目的就是探索海洋，为人类提供来自海洋空间的信息。计算机技术以及信息获取手段的进步令海洋测量技术也获得了成长与改进。

与此同时，海洋测量的内容也愈加广泛，运用到的学科和技术也愈来愈多。计算机技术、空间技术、通信技术这些学科和海洋测量交叉相融，给予了海洋测量全新的活力；海洋水文——包括风暴、潮汐、海上龙卷风等对海洋测量的影响越来越大；卫星遥感、扫测技术、水下摄影以及水下电视这些新兴的遥感技术亦应用于海洋测量。海洋测量已经不是一项单独的技术，而是一项混合多种手段的技术。

一、海洋测量技术的研究进展

（一）新兴海洋测量的技术研究

1.多波束测深技术

多波束测深技术源自二十世纪七十年代，是一项海底地形测量技术，具有效率高、精度准确、分辨率清晰这些特点。

同过去传统的单波束测深技术有所差异，多波束测深技术量测的范围更加大，测量的速度也更加快，并且准确度高，能够将记录数字化，成图自动化。多波束测深技术比起将测深改进成了面状（原本只是点线状），而且深入发展成了立体测图和自动成图。海底地形测量技术因此提升到了一个比较高的水平上。

二十世纪八十年代，我国就开始着力于研发多波束测深技术，受限于某些因素，并未投入实际使用。等到二十世纪九十年代，我国研发出了具有实用价值的多波束测深系统来进行实际使用，并且还从国外引入了一些多波束测深系统，应用于海洋工程测量、海洋资源调查和水下考古众多领域。

2.机载激光测深技术

二十世纪七八十年代间，澳大利亚的科研所首次在海洋测量中使用了激光，这是海洋测量技术历史上的一个里程碑——這项工作开辟了一个新领域，即机载激光测深技术。机载激光测深技术能够以非常快的速度来进行浅水测深，非常具有发展潜力。并且这项技术使用起来比较灵活方便，效率也十分高。

二十世纪八十年代中期，我国进行了机载激光测深的原理实验，当时并没有投入实际应用当中，一直等到九十年代才开始实际应用。当前，我国在机载激光测深技术研发上的着力点是提高激光器的发射频率，以及研究最浅测深能力。

（二）海洋测量的现状

1.物理海洋测量

物理海洋测量，是运用物理学相关的测量手段，来测量海洋底部的地质构造、矿物分布等等物理场性质。物理海洋测量的手段有海洋重力测量，海洋磁力测量，海洋水文测量和海水面的测定。

海洋重力测量，顾名思义，是测量重力加速度，只不过和一般的重力测量不同，是运用GPS、光纤陀螺技术等测量海上的重力。

海洋磁力测量则是要使用卫星 、航空飞行器和海上航船等方法，来测定海上的地磁要素。通过这种手段测量得到的地磁数据有助于找寻深海之下的磁性矿物，研究海下的基质组成以及海底扩张这些问题。

海洋水文观测包含了海洋水文要素的分布情况以及变化规律，通俗来讲，就是水深多少，水温多少，盐度如何等等。这是在探索海洋时必须得到的数据信息，也直接影响了海洋测量。

海水面的测定即是测量海面的形态，以及明确平均水平面的信息。测量海面形态有助于深入地海洋测量和相关的海洋研究，确定平均海平面则是有助于测量大地平均面。

2.几何海洋测量

几何海洋测量所包含的项目则相对更多，例如海洋大地测量 、海洋定位 、海底地形地貌测量等。

海洋大地测量是一项主要应对海面形状变化的研究。海洋定位则依据在海面上和海水中的不同，分别采用卫星定位和水声定位两种不同的方法。海底地形地貌的精确测量得益于多波束测深技术，以及水下GPS的高精度运用。

二、对海洋测量技术的展望

随着社会进入信息化、自动化时代，对于各类地理信息的获取得到了越来越多的重视，海洋测量这个能够有效获取、分析海洋空间信息的方法自然也是受到了很多关注，投入许多研发资金与时间。当前我国在海洋测量技术的研发上已经获得了较好的成果，但是与国外领先的国家比较的话，尚有差距，仍然需要长足的进步，主要在测量技术装备方面、数据分析和处理方面、基础设施建设方面、信息产品开发应用方面这些方面都应当加大研究。

海洋测量技术未来的总体发展趋势必然是向着高精度 、全覆盖 、全过程自动化这些方向发展。根据我国的实际情况和国内外的研究现状，未来有以下这些方面可以加大研究力度，以求得更大的进步：海洋大地测量基准 、大地水准面及海洋无缝垂直参考基准面的研究；水下综合定位与导航技术；AUV/ ROV 关键测绘技术；海洋遥感信息技术；多源多传感器信息的融合技术研究；数字海洋技术；海平面变化 、海洋灾害监测及预报技术。虽然离发达国家的水平尚有差距，但相信假以时日，我国的海洋测量技术也当跻身世界科研前列。

而海洋测量技术作为一门方兴未已的技术，它的发展代表了人类自古以来对于大海的探索精神，是人类对于陆地之外的海洋版图的好奇心的具象化。海洋与人类息息相关，它不仅仅是人类一个未开发的资源储存地，而是地球上数以亿计的生物的家，也是人类的一个家。因此海洋测量技术除了需要进行技术研究、创新和发展，还需要兼顾人文、环保等各个方面，不能涸泽而渔。只有这样，海洋测量技术才能够真正长久地得用于全人类。

参考文献：

[1]黄谟涛，翟国君，欧阳永忠，陆秀平，王瑞，申家双，任来平，徐广袖. 海洋测量技术的研究进展与展望[J]. 海洋测绘，2008，05：77-82.