海洋测绘考试提纲.docx

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海洋测绘考试提纲

1.海洋地形分为:

海岸带、大陆边缘和大洋底。

海岸带:

是海陆交互的地带,是在波浪潮汐和海流等作用下形成的。

组成:

海岸、海滩及水下岸坡。

大陆边缘:

是大陆和大洋连接的边缘地带。

组成：

大陆架、大陆坡、大陆隆及海沟。

大洋底:

是大陆边缘之间的大洋全部部分。

组成：

大洋中脊，大洋盆地。

海岸:

就是陆地和海洋相互作用,相互交界的地带。

海岸线:

是近似于多面平均大潮高潮的痕迹所形成的水陆分界线。

2.海洋资源:

海洋能；海洋矿物资源，海洋生物资源。

3.海洋测绘:

是海洋测量和海图绘制的总称，是一门对海洋表面及海底的形状和性质参数进行准确的测定和描述的科学。

主要内容:

海洋大地测量、水深测量、海洋工程测量、海底地形测量、障碍物探测、水温要素钓场、海洋重力测量、海洋磁力测量、海洋专题测量、海区资料调查；以及各种海图、海图集、海洋资料的编制和出版，海洋地理信息的分析处理及应用。

海洋测绘的任务:

①科学任务:

1.为了研究地球形状提供更多的数据资料;2.为研究海底地质的构造运动提供必要的资料;3.为海洋环境研究工作提供测绘保障。

②实用性任务:

主要指的是对各种不同的海洋开发工程，提供它们所需要的海洋测量服务工作。

服务对象：

海洋自然资源的勘测和离岸工程；航运；救援与航道；济南工程；渔业捕捞；其他海底工程（海底电缆）；海上划界；海洋地理信息系统。

4.海洋测量分为：

海洋重力测量，海洋磁力测量，海水面的测定，大地控制与海底控制测量，定位、测深、海底地形勘测和制图等

海洋测量的特点:

①海洋测量中垂直坐标（即船体之下的深度）是和船体的平面位置同步测定的;②海洋控制点设置相当困难，海洋测量中的测量作用距离比陆地长得多;

③海上测站点是在运动中测定的,采取连续观测方式,并随时将结果转换成点位,精度不如陆上的;④在海水中采用声波作为信号源，且此时声波受海水温度、盐度和深度的影响;

⑤海上测定的结果是海底某点低于大地水准面的多少，所测水深受潮汐、海流和温度的影响;

⑥由于测量工作必须在不断运动中进行，因此就点而言，无法进行重复观测。

为提高精度，常在一条船上采用不同的仪器系统或同一系统的多台仪器进行测量；必须将时间当做另一维坐标来考虑，或用同步观测法消除。

5.海洋控制网包括:

以固定浮标为控制点的控制网,海岸控制网,岛屿控制网,岛屿-陆地控制网。

海面大地测量控制网布设:

采用的几何图形于陆地上大地网基本相同，通常采用三角形网，四边形网，中点多边形网等。

海底控制点：

由固设与海底的中心标石和水声照准标志组成。

海底控制点坐标的测定的步骤：

①海底控制点的定标:

当水声声标按布设网设计方案投入海底后，要对控制点的深度，相互间距离以及方位进行测定。

1.海底控制点深度的测定;2.海底控制点间距离的测量;3.海底控制点方位的测定.

②海底控制点坐标的测定:

1.单个海底控制点坐标的测定:

a）两点交会法;b）最近路径点测定法;c）三点空间交会法;d）距离差法.

2.利用GPS实现海底控制点坐标的联测。

已知控制点,确定目标须满足:

①测量船必须位于作为海底控制点的水声声标的有效位置;

②至少需要三个这样的控制点

6.与海洋测量密切相关:

海水温度、盐度、密度、海水透明度、水色、抄袭、潮流以及海洋波动。

1.潮汐：

受月球和太阳吸引力的作用，海水产生一种规律性的升降运动。

产生原因：

由于地球上各点距离月球和太阳的相对位置不同引起海绵升降现象。

潮高：

从某一基准面量至海绵的高度。

潮差：

两个相邻的高潮和低潮的水位高度差。

潮汐观测：

通常称为水位观测，又称验潮。

目的：

是为了了解当地的潮汐性质，应用所获得的潮汐观测资料，计算该地区的潮汐调和常数、平均海平面、深度基准面、潮汐预报以及提供不同时刻的水位改正数，供给有关军事、交通、水产、盐业、测绘等部门使用。

方式:

水尺验潮;井式自记验潮仪验潮;超声波潮汐计~;压力试验潮仪~;GPS在航潮位测量。

2.海洋声学:

主要是研究声波在海洋中传播的特性，规律和利用声波探测海洋的科学。

是海洋学和声学的边缘科学，也是物理海洋学的分支。

基本内容：

①声在海水中传播的规律和海洋环境条件对声传播的影响，包括不同水文和地质条件下声波的传播规律，海水对声的实收，声波的起伏，散射和海洋噪声等；

②利用声波探测海洋；③海洋声学技术和仪器

海水中的声速：

随温度、盐度和压力↑而↑,是压力或深度的线性函数,温度、盐度的非线性函数。

可以用声速剖面来描述。

3.海水表层:

低纬度海区水温高，高纬度海区水温低，水温一般随深度的增加而降低。

声速剖面:

亦称“声速垂直分布”，反映的是声速沿深度的变化规律。

声速梯度:

声速随着深度的相对变化率，即单位深度的声速的相对变化量。

声波减弱的因素：

①几何衰减，②散射衰减；③海水对声波的吸收。

4.声波传播特性：

①声波在两种介质的界面上或同一种介质性质发生变化时会发生发射和折射，且符合反射、折射定律；②由于海洋中每点的温度、盐度以及压力是不同的，因而声波在海水中的传播声速也是变化的，声波穿过不同的水层而产生折射和反射现象，且服从折射定律。

折射后的声线是向声速减小的方向弯曲。

③声波在两种介质的界面处也会发生反射。

5.声速获得方法：

直接法，间接法。

直接法：

就是利用声速剖面仪直接测定声速。

凡通过测量声速在某一固定距离上传播的时间或相位，从而直接计算该深度层海水胜诉的方法均称为直接声速测定。

有：

脉冲时间法，干涉法，向违法和脉冲循环法等。

6.深度基准面:

定义在当地平均海平面之下,使得瞬时海平面可以但很少低于该面,在海道测量中比较常用的基准一般采用当地深度基准面,我国目前法定的深度基准面是理论深度基准面。

常采用深度基准（起算面）:

①海图深度基准面（保守水深）;②平均深度基准面（平均水深）。

垂直基准:

陆地高程与海洋深度都需要固定的起算面，统称这些垂直坐标的参考面为垂直基准。

包括：

高程基准和水深基准。

平均海平面：

指某一海域一定时期内海水面的平均位置。

是大地测量中的高程起算面。

7.水位改正：

是将测得的瞬时深度转化为一定基准上的较为稳定数据的过程，是海道测量测深数据处理的一项重要工作。

目的:

尽可能消除侧身数据中的海洋潮汐影响,将测深数据转化为以当地深度基准面为基准的水深数据。

8.声纳:

是利用水下声信息进行探测,识别,定位,导航和通信的系统.分为:

主动声呐,被动声呐

工作流程基本组成：

声信号，传播介质，被探测目标，声纳设备。

主动声纳流程：

发生系统发射携带一定信息的声信号，在海水中传播时如遇到障碍物，产生回声僧信号；在某一方向上的回声信号传到接收基阵，并将其转为电信号，经处理器处理后送到判决其，根据预先确定的原则，最后显示判断结果。

被动声纳流程：

通过接受被探测目标的辐射噪声，来实现水下目标探测。

1.水声定位系统:

通常由船台设备和若干水下设备组成。

船台设备:

有发射接收和测距功能的控制显示设备,置于船底或船后“拖鱼”内的换能器以及水听器阵。

水下设备：

主要是声学应答器基阵。

换能器:

是一种声电转换器,根据需要使声振荡和电振荡相互转换,为发射（接受）信号服务，起水声天线的作用。

水听器:

本身不发生声信号,只接受声信号。

只接受信号,通过换能器将接受的声信号变为电信号,输入接收机中。

应答器:

既能接收声信号,还能发生不同于所接受声信号频率的应答信号,是水声定位系统的主要水下设备。

定位方式：

①测距定位方式：

船台发射机通过船底转换器向水下应答器发射声脉冲信号，应答器接受后即发回一个应答声脉冲信号，接收机记录两信号的时间间隔，以此计算船至水下应答器间距②测向定位方式：

船台上除换能器外,还在船的两侧各安置一个水听器。

先由换能器发射询问信号,应答器接受后,发射应答信号,水听器和换能器均可接受。

如果船首线在应答器正上方,信号相位差为零。

2.回声测深仪:

利用声波在水中的传播特性测量水体深度的技术。

设时间为t,换能器吃水深D,水深H=0.5Ct+D。

原理：

声波在均匀介质中做匀速直线传播，在不同界面上产生反射，利用这一原理，选择对水的穿透能力最佳、频率在1500Hz附近的超声波，在海面垂直向海底发生声信号，并记录从声波发生到信号由水底返回的时间间隔，通过模拟或直接计算，测定水体的深度。

过程:

安装在测量船下的发生换能器,垂直向水下发射一定频率的声波脉冲，以声速C在水中传播到水底,经反射或散射返回,被接收机换能器所接收。

组成：

发电机，接收机，发射换能器，解说换能器，显示设备，和电源部分。

3.侧扫声纳：

将转换器向船的一侧倾斜,形成扇形测区覆盖,其水平波束宽度很窄（1°-2°）,垂直平波束宽度很宽（40°左右）,以这样的波束对海底扫描。

原理：

利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备。

其换能器阵装在船壳内或拖曳体中，走航时向两侧下方发射扇形波束的声脉冲。

波束平面垂直于航行方向，沿航线方向束宽很窄，垂直于航线方向较宽。

工作时发射的声波投射在海底的区域呈长条形，换能器阵接受来自照射地区各点的反射信号，经放大、处理和记录，在记录纸上显示海底图像。

回波信号强的目标图像较黑，照不到的影区图像很淡。

根据影区的长度可以估算目标高度。

目的:

①大洋底勘探;②海底地貌和底质探测。

海底地貌的探测通过海底地貌探测仪来实现，常采用侧扫声纳系统。

4.机载激光测深原理：

从飞机上海面发射两种波段的激光，其中一种为波长1064nm的红外光，另一个为532nm的绿光，红外光被海面反射，绿光则投射到海水中，到达海底后被反射回来。

两种反射激光被接收的时间差等于激光从海面到海底传播时间的2倍。

5.测线布设考虑因素:

测线间隔、测线方向。

测深密度:

指同一测深线上水深点之间所取的间隔。

测深线的间隔:

主要根据对所测海区的需求,海区的深度、底质、地貌起伏的状况,以及测深仪器的覆盖范围而定。

主测线间隔为图上10mm,螺旋形一般为图上2.5mm,辐射形≤10mm,大于图上2.5mm

布设方向基本原则:

①有利于完善的显示海底地貌;②有利于发现航行障碍物;③有利于工作。

多波束测深,侧扫声纳,激光测深和其他扫海系类还要考虑：

测量载体的机动性,安全性,最小的测量时间等问题。

1.海洋磁力测量:

是测定海上地磁要素的工作，主要采用:

磁力仪或磁力梯度仪。

形式:

①在无磁性船上安装地磁仪器;②用普通船只拖曳磁力仪在海洋上测量;③把海底磁力仪沉入海底进行测量.

2.卫星海洋遥感:

以海洋及海洋带作为检测对象的遥感技术,包括电磁波遥感和声波遥感。

卫星海洋遥感是以为卫星平台观测和研究海洋的分支学科。

声波遥感应用于:

海洋动力学、海洋天气与气候，渔业研究以及海洋服务和污染检测。

电磁波遥感应用于:

测得海水中叶绿素等的浓度，测量浅海海底地貌和岛礁，探测海洋温度、海流、盐度等性质与现象。

3.海洋工程测量包括：

海岸工程、近岸工程、深海工程、水下工程等。

按用途分为:

港口工程、堤坝工程、管道工程、隧道工程、疏浚工程、救捞工程，及蔡康、能源、综合利用等。

4.港口工程测量指：

工程设计、施工和管理阶段的测量工程。

内容:

①设计阶段:

控制测量、底质测量、水文观测和港口资料调查等;

②施工阶段:

施工控制网的布设,建筑物设计位置和高度的放样测量,竣工测量和施工中的变形观测等;③管理阶段:

港口工程建设后的测量工作,包括沉降观测、位移观测和倾斜观测等。

码头施工中的定线：

施工基线的定义方式：

①位置相互垂直的基线②两条任意夹角的基线

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