海南沿海首版港口航道图测量

◎ 彭力雄 广州海事测绘中心



海南沿海首版港口航道图测量

◎ 彭力雄 广州海事测绘中心

摘 要：为进一步做好中国沿海港口航道测绘工作，切实履行航海保障职责，对海南各港口新增及调整港口航道图共12幅，覆盖海南各港口，更好服务港航部门和航海用户。本文讨论首版图测量过程中的若干问题，详细分析测量过程中有关技术问题，提出问题的解决办法。

关键词：港口航道图 水位控制 障碍物探测

1.引言

海南岛是我国第二大岛，位于我国南部，北以琼州海峡与广东省划界，西临北部湾与越南相对，东濒南海与台湾省相望，东南和南边在南海中与菲律宾、文莱和马来西亚为邻。

海南省共有5个对外开放港口（国家一类口岸），即：海口港、三亚港、洋浦港、八所港、清澜港。其中以海口港为主枢纽港，洋浦港、八所港、三亚港和清澜港为区域性重要港口。铺前、新村、新盈、潭门、青葛、博鳌、乌场等为一般港口，这些港口进出口货物较少，属渔商共用港口。2011年前交通运输部海事局在海口港、三亚港、洋浦港、八所港、清澜港等重要港口出版发行港口航道图，并依据一定的更新周期定期测量制图，较好地满足航海用户的需求，但在铺前、新村、新盈、潭门等小港口没有海图覆盖，无法保障船舶航行安全。

2.海南海图目录规划与调整

为进一步做好中国沿海港口航道测绘工作，切实履行航海保障职责，为海事管理及科学、合理编制中国沿海港口航道图目录提供依据，交通运输部海事局于2011年组织对辖区的港口航道、沿海航路、海图需求等情况进行了深入的调研。在实施该项工作中，本着强化服务、拓展空间、实现海事测绘跨越式发展的思路，并依照部局海事测绘“十二五”发展规划及2015-2020年远景目标开展工作，收集所有港口航道、陆岛运输和民用渡口相关资料及海图用户意见与建议，根据该次调研成果，科学、合理规划海图目录。2013年，为进一步完善航海图书，实现一港一图的目标，再次对目录进行调整。综合两次调整目录情况，对海南各港口新增及调整图幅共12幅，覆盖海南各港口，更好服务港航部门和航海用户。

图1　海南港口航道图分布（红色为首版或调整图幅）

图幅规划与测量完成情况统计：①新增图幅11幅：2011年1幅，2012年5幅，2014年2幅，2015年3幅。②2011年修改八所港图幅，并于2014年测量更新出版。本文讨论11幅首版图测量过程中的若干技术问题，并以2015年度完成的《儋州湾》、《神头港区》、《乌场港及坡头港》为例，详细分析测量过程中有关技术问题，提出问题的解决办法。

3.水深测量

3.1测区踏勘

由于该批次图幅均为新开系列首版图，因此测前需要对测区进行实地详细踏勘及调查，检查和校核已知成果资料的可利用性和检验图上技术设计在实施时的可能性。为全面掌握测区水文地质、通航环境等情况，中心组织力量走访国家海洋局、海南各地港务局、海事局等管理部门，并深入港航企业、码头调查研究，收集测区控制点、验潮站、障碍物、锚地、码头、潮流及地形岸线变化等情况，对所收集资料的可靠性及精度进行全面分析，为后期测量的顺利开展做了充分的资料准备，同时也为测绘成果服务打下了良好的基础。

3.2水位控制

水位站布设密度应能控制全部测区的水位变化。相邻水位站之间的距离应满足最大潮高差不大于1 m、最大潮时差不大于2 h、潮汐性质基本相同。首版测量图首版图测量无可避免会碰到验潮站不足、因年代久远水准点破坏或无法找到的问题，因基础数据缺乏，在相邻两水位站潮汐曲线相似性较强（即潮型数、日不等、涨落潮历时等基本相同）的测区，可采用曲线比较传递法用于水位推算或缺测数据插补。临时水位站的深度基准面，可根据邻近潮汐性质相同的两个长期水位站或短期水位站的深度基准面以内插法求取，当两站潮差差值大于0.1m，且两水位站潮汐性质基本相同时，可采用“潮差比法”传算临时站的深度基准面，在《乌场港及坡头港》中，使用乌场港临时验潮站和坡头港临时验潮站进行联合水位控制，坡头港水位由乌场港三天同步观测得出。

3.3水深测量与航行障碍物探测

3.3.1水深测量

采用单波束与多波束系统结合测量，测区内锚地与煤码头港池采用多波束扫测，其它区域采用单波束测量。水深测量采用多波束扫海时，测深线按平行航道或码头方向布设，按照全覆盖的原则，最大间隔不超过水深的2.5倍。内业处理中按图上4mm取样，检查线按图上4mm取样。布线原则：按照全覆盖原则和多波束系统性能，测量测深线布设根据测区水深减去探头吃水的2-2.5倍计算测线间距，布设测深线，所有的多波束测线两端都延长100米，以让电罗经充分稳定下来。相邻测线保证100%的重叠率，保证扫测水域全覆盖及对海底地貌的高分辨率采样。

平面定位采用TRIMBLE DGPS实时差分定位，水深值采用Hydrotrac回声测深仪采集数据与多波束进行比对。测船导航、单波束数据采集、改正、内业处理均使用HYPACK测量软件，多波束数据采集采用QINSy 8.0系统，内业处理采用Caris hips and sips 8.1进行，最终成图采用CASS 9.1版本软件进行编绘。水深数据经过以下多项改正：a.时延改正；b.声速改正；c.三维涌浪改正；d.动态吃水改正；e.潮汐改正。多种科学措施综合运用，更好地提高了水深数据的精度，保证了航道、港池的通航尺度掌握，为海上交通安全打下基础。

3.3.2航行障碍物探测

整合利用卫星定位系统、多波束扫测系统和侧扫声呐系统，使用星站差分GPS进行定位。侧扫声呐系统对海底地形和水下物体进行探测，多波束测深系统对重要通航水域进行全覆盖扫测，评估障碍物对船舶安全航行的影响，探测要素完整、全面。测量设备包括Trimble SPS351 DGPS卫星定位系统、SEABAT8101多波束测深系统及Klein HydroScan旁侧声纳系统。使用设备均为目前国际一流的海洋测绘仪器，也是当前最有效的扫测海底障碍物的手段。

多种扫测系统进行有效的结合，极大地提高了定位的精确度，扫测准确率达到100%。通过实时接收声呐数据，显示软件上生成海底侧扫声呐图像。通过对图像的人工判读，依据水深图和相关资料，剔除无关地物，最终确定侧扫系统获得的障碍物。保证了通航水域全覆盖扫测，避免了传统单波束点线测量的漏空缺陷。

3.4流速流向测量

验流要求及方法。验流（潮流）时间：半日潮港海区选择在家农历初一、初二、初三或十六、十七、十八。日潮港区可以从潮汐表中选取最大潮日期进行。必须测出最大涨、落潮流的流速、流向及时间，说明转流时间与高低潮潮时的关系。

4.地形岸线数据与处理

陆部的基本资料包括最新出版的地形图、矢量数据、外业实测数据、卫星或遥感影像数据等。

卫星或遥感影像数据：卫星遥感覆盖面广，不存在以往因自然或社会因素所造成的制图资料空白；而且根据用户需求订购某区域最新影像，可缩短成图周期，降低制图成本；通过对同时相段、不同波段、不同精度的影像进行融合，还能直观地反映地理环境，增加了可读性。要做好影像控制点的选取工作，尽量选取那些易读易判易测的图控点，均匀分布在影像四周及中间。对于那些非同一时段拍摄的影像数据要分区进行配准和纠正。

实测地形岸线数据，采用全站仪、GPS、RTK-GPS接收海南CORS 差分信号等测量方法，自动化程度高，精度好，一般用于对新建的码头和变化的岸线进行修测。测量前在已知控制点对仪器进行点校核，每次出测前对仪器进行比对，保证测量精度。

收集矢量数据：与自有系统格式不一致，需经过格式转换，但要注意在转换过程中，数据属性的丢失及变形，如曲线变折线、节点增多、字符乱码等情况。

5.结束语

实现中国海事测绘“十二五”规划中的“对沿海港口全覆盖测量，开展公用干线航路测绘” 重要目标，及时了解及掌握各港口航道、航路的现状与发展，合理规划调整《中国沿海港口航道规图总目录》，发行满足用户需求的航海图书资料具有十分重要意义。海南首版港口航道图发行后为船舶的航行安全提供了现势可靠的航行资料，为航运管理、海事管理、港口规划建设和海洋研究提供完善的基础技术资料，扩大了海事测绘影响力，社会效益显著。

参考文献：

［1］海道测量规范GB 12327-1998国家质量技术监督局， 1998.

［2］沿海港口航道测量技术要求 JT/T954-2014 中华人民共和国交通运输部，2015.