海洋测绘技术范文

一、测绘学的现展

空间技术，各类对地观测卫星使人类有了对地球整体进行观察和测绘的工具，好象可以把地球摆在实验室进行观察研究一样方便。由空间技术和其它相关技术，如由计算机、信息、通讯等技术发展起来的3S技术（GPS、RS、GIS）在测绘学中的不断出现和应用，使测绘学从理论到手段都发生了根本的变化。测绘生产任务也由传统的纸上或类似介质的地图编制、生产和更新发展到地理空间数据的采集、处理和管理。GPS的出现革新了传统的定位方式；传统的摄影测量数据采集技术已由遥感卫星或数字摄影获得的影像所代替，测绘人员在室内借助高速高容量计算机和专用配套设备对遥感影象或信号记录数据进行地表(甚至地壳浅层)几何和物理信息的提取和变换，得出数字化地理信息产品，由此制作各类可供社会使用的专用地图等测绘产品。我国960万平方公里国土的国家基本地图的成图或更新周期可望从十几年，几十年缩短到几年或更短，测绘业的体力劳动得到解放，生产力得到大的提高。今天，光缆通讯、卫星通讯、数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息，产品分发可从单一邮路转到"电路"(数字通讯和计算机网络传真)，测绘产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大变化，进入了信息化的发展。当前，随着我国经济的高速发展和经济所有制成份和运行体制的改革，需要开放民用国家测绘产品；从技术方面看，西方国家卫星测地技术可制作全球几乎任一地区1米分辨率(相当1∶1万比例尺)的地图，卫星上的GPS又可将这种地图纳入全球参考框架和转换为他们的国家坐标系，中、小比例尺国家地图的保密价值已大大降低；对于军事敏感的重力数据，卫星重力技术所发展的低阶全球重力场模型已足够用于他们的远程战略导弹发射。目前全球高阶重力场模型(如EGM96)分辨率已达50公里，已接近我国现有重力数据的分辨率，其保密价值也需要重新评估。这一形势使绝大部份测绘产品可以作为普通商品服务于全社会，测绘业从单一国家事业逐渐转变为社会主义市场经济的产业，这无疑为测绘学的发展注入了新的活力和扩大了发展空间，这也是一个有重要意义的历史性转变。

综上所述，由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展，测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标，正在适应新形势的需要发生着深刻的变化，表现为正在以高新技术为支撑和动力，进入市场竞争求发展，测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大，不仅是原来的单纯从控制到测图，为国家制作基本地形图的任务，而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展，在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。

二、数字地球和现代测绘学

地球上一切事件都发生在一定的空间位置，人类社会经济活动所需要的信息绝大部分(约80%)都与地理位置相关。中国21世纪议程62个优先发展项目中，约有40个需要建立或应用地理信息系统。数字地球是利用海量地理信息（即地球空间数据）对地球所做的多分辨率、三维的数字化描述的整体信息模型，便于人类最大限度地实现信息资源的共享和合理使用，为人类认识、改造和保护地球提供一种新的手段，这里在数字地球的概念中突出显示了地理坐标的框架作用，因此NSDI是数字地球的基础设施，要求提供(地球)空间数据框架，包括大地测量控制框架(国家定位网和重力控制网)、数字正射影像、数字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基础地理数据集。在此框架上加载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的人文信息。为数字地球提供上述地球空间数据框架是测绘业本身的"专职"，但又对测绘学提出了更高层的技术要求。

NSDI要建立在NII上，要在因特网上运行，要求开发功能强、效率高的因特网GIS软件。这表明还要大力发展测绘产品的计算机网络技术，它的技术基础是宽带、高速图形图象网络，当然其中宽带高速问题需要国家投资在NII中解决。数字地球构想的另一个高技术特点是虚拟现实模型。目前发展起来的全数字化摄影测量就能够利用功能强大的计算机系统或工作站，对数字化影象进行处理，建立立体地形或地物虚拟模型。但如何将这一技术用在因特网上对多种测绘产品和普通用户提供虚拟模型甚或虚拟现实模型，则是要进一步研究和发展的。数字地球是对真实地球及其相关现象的多分辨率、统一性的三维数字化整体表达，这里强调了统一性和整体性，要求全球多源数据无缝无边的连结和整合。从空间数据框架来说，其统一性和整体性是由大地测量来实现和给予保证的。大地测量是传统测绘的基础，对当前信息化测绘和构建未来数字地球更是基础的基础，即空间数据框架的框架。它要求全球采用统一的参考椭球模型和相应的地心坐标参考框架(如ITRF)；全球统一的高程基准，即统一定义和使用的大地水准面；全球统一的重力测量基准(重力基本网)；全球统一的地图投影系统。一切原有的测绘成果，特别是国家基本地图都要转换到上述全球统一的参考系中。数字地球对全球大地测量提出了更高更紧迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各国保持和维护各自的地心参考框架的基本技术，但局部坐标到全球坐标的转换目前还难于达到优于米级的精度；全球高程系统的统一问题，大地测量学家经过几十年的研究，目前还是一个未能解决的难题，最终要通过全球重力数据，特别是新一代卫星重力计划和卫星海洋测高计划在国际大地测量协会的统筹和协调下实现。

海洋占全球面积的70%，海洋将是21世纪资源开发的主要竞争空间，海洋动力环境的变化（如厄尔尼诺现象）又是决定全球气候变化的主要控制"阀门"。数字地球向海洋测绘提出了挑战。从全球来说，目前海洋的精细测绘基本上还是空白，多波束测深技术的发展加速了各国领海海底地形的测绘，但要将陆地坐标参考框架以相近的精度扩展到海洋仍存在困难，海上GPS定位精度还低于5米；由于陆地高程基准不能用水准测量传递到海洋，在卫星测高技术的支持下用某种去掉潮汐影响的平均海面作深度基准，精度可达米级，和多波束测深精度相当。但广大的开阔深海的海底地形测绘不可能用船载测深仪完成，用卫星测高结合重力数据(低阶或中阶重力场模型)反演海底地形，目前试验精度可达10-100米。数字地球将要求海洋测绘技术有新的突破。

测绘学由于其技术的突破已日益向相关地学领域渗透。大地测量更成为研究地球动力学(包括海洋动力甚至大气动力)的重要技术手段，GPS监测已能提供全球板块运动和地壳形变精密数据，可用于研究地学灾害(地震、滑坡和火山爆发等)的预测；GPS已可以和VLBI相近的精度和频谱分辨率监测地球自转的变化，由此研究地球深部结构和动力过程及全球变化；专题GIS也成为环境灾害问题分析预测工具。数字地球最重要的功能之一是为解决21世纪人类面临的环境和灾害问题提供一个可供观察、分析、模拟和预测的全球信息系统，以期协调人与自然的关系。

我们赞成活数字地球或动态数字地球的提法，因为人类是生活在不断运动变化的地球上。现在在全球性的观测中，各种对地观测新技术已可能连续快速获取地球表面（或浅层）随时间变化的几何和物理信息，了解地球上各种现象及其变化。因此测绘学或者说测绘业则应当利用3S技术结合合成孔经雷达干涉技术（INSAR）以及其他新技术（如卫星重力探测技术等）对地进行观测，为构建活数字地球提供描述地球动态变化的地理信息产品。

数字地球构想是推动人类大踏步跨进信息社会的重大战略步骤，有挑战也有风险。测绘是数字地球的基础，测绘工作者也将是构造数字地球的"尖兵"，也要求测绘学有新的发展和突破。

三、测绘学和地球空间信息学

在本文第一部分已谈及测绘学在新的技术进步推动下的现展趋势。从现代信息论的观点看，测绘学本质上就是一门关于地球空间信息的学科，传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限，其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图。它不能反映、至少不能及时反映地球表面形态的变化，特别是大范围和全球变化。其产品制作周期长，已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。测绘学应该是提供人类生存空间自然环境及其变化信息的学科，它的学科内涵发生了巨大的变化，因此如何界定测绘学的含义，已是世界各国测绘工作者所关注的问题。于是从90年代开始，国际上将测绘学（SurveyingandMapping）更改为一个新词，以准确反映学科实质，Geomatics一词由此应运而生。随后，有关Geomatics的提法在我国学术界，主要是地学界成为热门话题，由于对其含义理解不同，其中文译名也是五花八门，现在将它译成"地球空间信息学"，已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解，但根据ISO的标准定义和国际测绘联合会（IUSM）对"测绘学"的定义，两者的含义是基本类同的，只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息〖CD2〗通讯社会中的地位和作用，适应了现代社会对地球空间信息的极大需求的特点，因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域，符合现代测绘学发展的实际。现代测绘工程的核心技术是空间技术，包括GPS、卫星遥感和航测，测绘的范围扩展到整个近地空间，例如近地空间航天器的导航定位，近地空间重力场的测定，大气层甚至电离层的信息；其支撑技术是信息技术，主要处理电磁波信息和影像信息，加之通讯、计算机网络等信息技术，使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更新，由此，Geomatics适合于纳入数字地球的理论和技术框架。

随着数字地球构想的实施，测绘学面临一个历史性的发展新机遇，传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林，以更强的活力向前发展，前景良好。

四、建议

本文漫谈了测绘学的发展及其与数字地球构想的关系。为在21世纪加速建设我国空间数据基础设施，发展我国的测绘学科和测绘事业，以迎接"数字地球"的挑战，根据我国目前测绘事业发展的现状，从一个侧面（主要是大地测量方面）提出以下建议：

1.尽快统一我国大地定位参考框架的建设，对近年来由各个部门独立建立的各等级GPS定位网进行必要的联测和统一整体平差，此举可望进一步加强部级的大地定位框架；

2.将沿海各部门100多个验潮站统一组织GPS联测，精密确定各验潮站水位标尺零点的大地高，填补陆海相接地带重力测量空白。此举为统一陆海大地水准面，建立海洋高程基准，研究海平面变化至关重要；

3.研究将陆地GPS定位框架向我国领海扩展的方案，着手建立我国包括海域的广域差分GPS定位系统；

4.尽快完成重建我国重力基本网，发展航空重力测量系统，加密西部地区重力测量和GPS水准，加大力度支持对卫星测高数据的利用，为下世纪确定我国亚分米级或厘米级大地水准面作好数据储备，建立可在因特网上运行的新的重力数据库；

海洋测绘技术范文

一中院查明，2000年11月18日，原告荣成海达造船有限公司向荣城市海洋局与水产局申请使用海域，建造2条承重3000吨级的坞台滑道。为此，申请填海6000平方米。2001年3月5日原告又向荣城市海洋局与水产局申请将填海面积扩大至18700平方米。2001年3月14日荣城市计委批复同意原告填海18700平方米。但该填海申请未依照财政部、国家海洋局于1993年5月31日颁布的《海域暂行规定》取得当时具有审批权的威海市人民政府批准。当月，原告即自行开始填海。《海域法》颁布后，原告亦没有按照山东省海洋局与渔业厅的公告要求，到所在地海洋行政主管部门补办用海手续。原告现仍在进行船台及水下滑道施工，非法用海行为持续至今。

2003年6月4日，山东省海监总队发现原告的用海行为未经当时依法具有审批权的威海市人民政府审批，属于非法用海行为，并将该案移送被告。被告委托国家海洋技术中心于2003年8月18日经实地测量，认定原告非法用海57.02亩。据此，被告依据《海域法》及《海域暂行规定》的规定，于同年11月28日作出海监北法字（2003）第012号处罚决定，认定原告非法占用海域，责令其退还非法占用的海域，恢复海域原状，并根据占用海域的时间、面积等对原告处以人民币51.318万元罚款。荣成海达造船有限公司不服国家海洋局作出的第012号处罚决定，向北京市第一中级人民法院提起行政诉讼，请求撤销该处罚决定。

一中院受理后，曾于2004年2月4日、3月12日两次公开开庭审理该案。经庭审质证，一中院确认国家海洋技术中心依据修订前的《测绘法》取得的国务院海洋行政主管部门发放的资质证书仍然有效，依据国家海洋技术中心绘制的海达公司船坞工程用海图等证据，法院确认海达公司非法占用海域面积是57.02亩。

按照海域法的有关规定，海域属于国家所有，国务院海洋行政主管部门负责全国海域使用的监督管理。一中院认为，被告作为国务院海洋行政主管部门，有权对原告的用海行为实施监督管理。由于海域自然属性的改变很难予以恢复，故国家对于填海等改变海域自然属性的用海活动依法实行严格管理。任何单位实施填海等占用海域的行为，均必须依法取得海域使用权。

一中院认为，原告未经批准合法取得海域使用权，即擅自填海并建造船台、滑道等永久性建筑，其行为违反了《海域法》的有关规定。被告对该行为确认为非法用海，证据充分，定性准确。对于原告正在实施的非法用海行为，被告依据《海域法》予以查处，当属适用法律正确，所施以的行政处罚亦未违反相关法律规定。据此，一中院依法判决维持被告国家海洋局海监北法（2003）第012号《行政处罚决定书》。

这起行政案件因为涉及国家的海域监管问题而引起了社会各界的广泛关注，国家海洋局首次成为不服违法用海行政处罚案的被告。一中院曾两次公开开庭审理该案。关于国家海洋技术中心的海洋测绘资质效力问题，一中院通过庭审质证并咨询国家测绘局，得出国家海洋技术中心资质证书仍然有效的结论。一中院的这一结论促进了国家测绘法的完善，推动了国家测绘部门对测绘资质的管理，得到了国家测绘局的认可。

附：关于《测绘法》的有关规定

1992年12月28日全国人大常委会审议通过的《中华人民共和国测绘法》第三条、第十二条的规定，国务院测绘行政主管部门主管全国测绘工作，国务院其他有关部门按照国务院规定的职责分工负责管理本部门的测绘工作，并对其系统内承担本部门业务范围内测绘任务的单位进行测绘资格审查。

2002年8月23日修订后的《测绘法》第二十三条规定，国务院测绘行政主管部门或省、自治区、直辖市人民政府测绘行政主管部门审核并发放测绘资质证书，具体办法由国务院测绘行政主管部门商国务院其他有关部门规定。

海洋测绘技术范文篇3

关键词：GPS技术测绘工程应用发展

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0038-01

由于GPS技术的高速发展使得GPS技术在测绘工程中得到普遍应用，下面简要介绍GPS技术的特点和工作原理。

1GPS技术的特点和在测绘工作中的工作原理

1.1GPS技术特点

GPS技术可以实现全天候定位。只要能够连接到通过GPS定位卫星，就可以对某一地区进行全天候的定位和测量。对着科技的不断发展，GPS技术的稳定性和持续性进一步增强，实现会不间断地为我们提供想要的测绘数据。

GPS技术的测量精度高，对于某一区域的测量和定位GPS技术可以保证误差在几米范围内，能准确的反映出测绘地形的真实数据。在300～1500m工程精密定位中，1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm。

操作简便，GPS技术的仪器设备大多数都已经实现自动化，当仪器参数设置好之后只要人工监测仪器是否正常工作就可以得到想要的数据。即使没有受到过专门的GPS技术培训，也能掌握GPS设备的使用方法，利用测得的数据开展测绘工作。

1.2GPS技术原理

传统意义上GPS技术的基本原理就是通过卫星测量出接收器与目的地之间的距离。它的工作原理是GPS接收机设置在需要进行测量的点位上，在同一时刻接收四颗以上的GPS卫星传输的电文数据。通过计算机对GPS接收器中的各种数据进行计算分析，测算出某一时刻GPS接收器与GPS卫星之间的距离，同时获得测量点位的精确地理位置，获得测量点位的三维地理坐标。

GPS系统主要由GPS卫星星座、地面监控部分和用户接收部分组成，下面利用表格对这三个组成部分进行分析说明见表1。

2GPS技术在测绘工作中的应用

2.1GPS技术在海洋测绘中的使用

随着人们海洋意识的不断增强，人类对海洋的开发日趋频繁，对海洋开发的步伐日益加快。现阶段，人类在海洋上修建了港口、码头、石油钻井等设施，在未来人类还要潜入海底对海洋进行更深层次的开发，但传统的水下测绘技术一直困扰着水下地形图的测绘，水下地形图远远落后于对海洋的开发脚步。这就要求我们利用GPS技术对海洋的水下环境进行精确测绘，得到更精确的水下地图，为人类的海洋开发做出贡献。

水下地形测量工作中的测量重点是对海道进行测量，海底点的三维坐标或者平面坐标是依靠海地控制测量来确定的，而水下地形测量中所需要的水深数据，则是依靠水深仪器来单独测量。在近海领域测绘水深图和水下地形图，可以将基准站建立在附近海岸上或者周边岛屿上，为了确保海上定位的精度足够高，可以采用动态相对位技术来进行定位。同时将GPS接收机和探测仪安装在测量船上，测量船利用GPS技术进行导航和定位确保行驶在预定航线上，探测仪则按照定时或定距的规律进行超声波发射和接受工作，并将GPS的相关结果和数据进行记录，将这些记录下的定位信息、水深信息输入到系统（电子手簿和计算机、绘图仪等组成）中去，从而完成测绘水深图和水下地形图的绘制工作。

2.2GPS技术在土地测绘中的使用

传统的土地测绘方法为得到更精确的测量数据主要采用补测法，补测法又细分为简易补测法和平板补测法。这两种方法主要利用简单的测量工具和简单的几何方法对土地实施测绘。这两种测绘方法要求测绘土地周围要有足够的参照物，否则就无法确定土地的基本数据，在测量过程中，测量出的数据容易受到主观因素的影响，造成测绘的精度降低，测绘的质量不高。

GPS技术的抗干扰能力强，测量精度高，操作方便，同时工作效率高，经常被用来辅助地籍测绘工作的进行，而且GPS技术成功布设地籍平面控制网以后，能够实现全天候作业，不受时间、气候等因素的干扰。将GPS技术应用于地籍测绘工作中，不仅能够提高测绘精度，而且能够缩短测绘时间，降低工作强度，提高测绘效率。地籍测绘工作中，需要进行进行局部地籍细部测量，测量的内容包括测定界址点、测绘地籍图、面积量算等，所以对技术的要求极高，而GPS测绘技术能够将测量误差控制在5cm以内，足以满足地籍细部测量中对精度的要求。

2.3GPS技术在工程变形监测工作中的应用

现在高层建筑不断增多，对与高层建筑的工程质量检测也变得越来越重要。高层建筑在施工和使用过程中有可能会出现变形问题，造成变形的原因可能是多方面的，也许是人为的原因造成的，也许是地质原因造成的，也许是自然原因造成的。对变形原因的分析成为当前保障建筑安全的最关键问题。利用测量精确度极高的GPS技术，对整个建筑进行三维测定，精确测定出建筑物各个位置的当前数据。在施工和使用过程中还要对整个建筑进行实时监测，与之前检测到的数据进行分析对比，掌握建筑的细微变化，对建筑的施工和使用提供参考依据。

（GPS只能用于做控制。）

3结语

在测绘工程中广泛使用GPS技术，可以提高测绘的工作效率，提升测绘数据的准确性。GPS技术有着全天候、高效率、低成本的特点，在越来越多的测绘工作中得到应用。目前，随着GPS技术的不断提高，GPS技术一系列的配套设施也得到了改进与创新，为测绘工程的进一步发展提供了必要条件，为人类提供了更精确的数据，为现代化的测绘工作作出贡献。

参考文献