海洋测绘第1章 概论

1、本科阶段需掌握的基础理论本科阶段需掌握的基础理论大地测量学大地测量学 工程测量学工程测量学 海洋测绘海洋测绘摄影测量学摄影测量学 遥感科学与技术（遥感科学与技术（RS） 全球卫星定位导全球卫星定位导航技术（航技术（GPS） 地理信息系统（地理信息系统（GIS） 地球空间信息学与地球空间信息学与数字地球（数字地球（3S集成）集成）观测误差与测量平差观测误差与测量平差地图制图学地图制图学 海洋测绘海洋测绘课外参考书课外参考书 赵建虎，赵建虎， 现代海洋测绘，武汉大学现代海洋测绘，武汉大学出版社，出版社，20082008本课程取得好成绩本课程取得好成绩(80分以上分以上)的方法的方法 认真听讲认真听

2、讲 认真阅读课外参考书，期末进行系统复习认真阅读课外参考书，期末进行系统复习 成绩评定：平时成绩成绩评定：平时成绩?+期末成绩期末成绩? 平时成绩：出勤，实习平时成绩：出勤，实习课 程 结 构第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 海洋基本知识海洋基本知识第三章第三章 海洋水文要素测量海洋水文要素测量第四章第四章 海洋大地控制网海洋大地控制网第五章第五章 海洋定位技术海洋定位技术第六章第六章 海洋水深测量海洋水深测量第七章第七章 海底地形和海道测量海底地形和海道测量第八章第八章 海图海图第九章第九章 港口工程测量港口工程测量第十章第十章 水下工程测量水下工程测量第一章第一章 概概 述述 海洋测绘：

3、海洋测绘： 研究海洋定位、测定瞬时和平均海面、研究海洋定位、测定瞬时和平均海面、海底地形、海洋重力、磁力、海洋环境等自海底地形、海洋重力、磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布及编制各种海图的然和社会信息的地理分布及编制各种海图的理论和技术。理论和技术。本章主要内容本章主要内容1、郑和下西洋、郑和下西洋14051433年：年：中国明朝著名航海家中国明朝著名航海家郑和下西洋，率领船队途经四十多国，七次横渡印度洋；郑和下西洋，率领船队途经四十多国，七次横渡印度洋；2、哥伦布发现新大陆、哥伦布发现新大陆14921504年：年：意大利航海家哥意大利航海家哥伦布发现新大陆，四次横渡大西洋并到达美洲；伦

4、布发现新大陆，四次横渡大西洋并到达美洲；3、麦哲伦环球航行、麦哲伦环球航行15191532年：年：葡萄牙航海家麦哲葡萄牙航海家麦哲伦环球航行，完成了人类历史上的第一次环球航行；伦环球航行，完成了人类历史上的第一次环球航行；4、库克海洋科学考察、库克海洋科学考察17681779年：年：英国探险家库克英国探险家库克最早进行了在海洋探险中的科学考察。最早进行了在海洋探险中的科学考察。一、著名的海上活动一、著名的海上活动1-1 海洋测绘的发展历史海洋测绘的发展历史5、达尔文环球航行考察、达尔文环球航行考察18311836年：年：进化论创始人进化论创始人达尔文随达尔文随“贝格尔贝格尔”号的环球航行考察；

5、号的环球航行考察； 6、 “挑战者挑战者”号远程海洋考察号远程海洋考察18721876年：年：英国英国“挑战者挑战者”号远程海洋考察，对海洋生物、海洋气象、海号远程海洋考察，对海洋生物、海洋气象、海水特性、珊瑚礁等进行了大量的考察和研究，取得了丰硕水特性、珊瑚礁等进行了大量的考察和研究，取得了丰硕的成果，相继出版了多种著作，奠定和初步形成了海洋物的成果，相继出版了多种著作，奠定和初步形成了海洋物理学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学等构成海洋科理学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学等构成海洋科学基本体系。学基本体系。1-1 海洋测绘的发展历史海洋测绘的发展历史 人类的海上活动，产生并促进了海洋

6、测绘的发展。一、著名的海上活动一、著名的海上活动1-1 海洋测绘的发展历史海洋测绘的发展历史1313世纪前，船位：目测和经验；水深：测深绳；数据处世纪前，船位：目测和经验；水深：测深绳；数据处理：手工。理：手工。1313世纪世纪-19-19世纪，船位：罗盘和六分仪，水深：测深绳；世纪，船位：罗盘和六分仪，水深：测深绳；数据处理：手工。数据处理：手工。2020世纪前期（一战期间），船位：世纪前期（一战期间），船位：六分仪；六分仪；水深：回声水深：回声测深仪；数据处理：手工测深仪；数据处理：手工。2020世纪后期（二战后），船位：无线电技术；水深：多世纪后期（二战后），船位：无线电技术；水深：多波

7、束；数据处理：计算机技术。波束；数据处理：计算机技术。现代海洋测绘技术，现代海洋测绘技术，船位：船位：GPSGPS；水深：多波束和遥感；水深：多波束和遥感；数据处理：计算机技术数据处理：计算机技术。二、海洋测绘发展历史二、海洋测绘发展历史1-1 海洋测绘的发展历史海洋测绘的发展历史海洋测绘的对象海洋测绘的对象: :自然现象、人文现象自然现象、人文现象一、海洋测绘的对象一、海洋测绘的对象1 1、自然现象、自然现象: :海洋自然界客观存在的各种现象海洋自然界客观存在的各种现象 如海岸和海底的地貌起伏形态、物质组成、如海岸和海底的地貌起伏形态、物质组成、地质构造、重力和地磁地质构造、重力和地磁; ;

8、海水温度、盐度、密度海水温度、盐度、密度、潮汐、波浪、海流、潮汐、波浪、海流; ;海空的气温、气压、风、海空的气温、气压、风、云、降水，以及海洋资源状况等。云、降水，以及海洋资源状况等。1-2 海洋测绘的对象和特点海洋测绘的对象和特点2 2、人文现象：、人文现象：指海洋经过人工建设、人为指海洋经过人工建设、人为设置或改造形成的现象设置或改造形成的现象如岸边的港口设施如岸边的港口设施-码头、船坞、系船浮简、码头、船坞、系船浮简、防波堤等；海中的各种平台，航行标志防波堤等；海中的各种平台，航行标志-灯塔、灯塔、灯船、浮标等；人为的各种沉物灯船、浮标等；人为的各种沉物-沉船、水雷、沉船、水雷、飞机残

9、骸，捕鱼的网；专门设置的港界、军事训飞机残骸，捕鱼的网；专门设置的港界、军事训练区、禁航区、行政界线等，还有海洋生物养殖练区、禁航区、行政界线等，还有海洋生物养殖区。区。1-2 海洋测绘的对象和特点海洋测绘的对象和特点 海洋测量的对象是海洋，而海洋与陆地的最海洋测量的对象是海洋，而海洋与陆地的最大差别是海底以上覆盖着一层不透明的、所含各大差别是海底以上覆盖着一层不透明的、所含各类生物和无机物质有很大区别的、动荡不定的水类生物和无机物质有很大区别的、动荡不定的水体。体。二、海洋测绘的特点二、海洋测绘的特点 海洋没有陆地那样的水系、居民地、道路网、海洋没有陆地那样的水系、居民地、道路网、植被等要素

10、，而且海底地貌也比陆地地貌要简单植被等要素，而且海底地貌也比陆地地貌要简单得多，地貌单元巨大，从这点来讲海洋测绘要比得多，地貌单元巨大，从这点来讲海洋测绘要比陆地测绘简单陆地测绘简单. .（1 1）仪器：）仪器：水体具有吸收光线和在不同界面上产生水体具有吸收光线和在不同界面上产生光线折射及反射等效应，在陆地测量中常用的光学仪器，在光线折射及反射等效应，在陆地测量中常用的光学仪器，在海洋测量中使用很困难，航空摄影测量、卫星遥感测量只局海洋测量中使用很困难，航空摄影测量、卫星遥感测量只局限在海水透明度很好的浅海域。限在海水透明度很好的浅海域。海洋测深主要使用声学仪器，但是声波在海水中的传播海洋测深

11、主要使用声学仪器，但是声波在海水中的传播速度随海水的物理性质，如海水盐度和温度等的变化而不同速度随海水的物理性质，如海水盐度和温度等的变化而不同，这就增加了海洋测深的困难。，这就增加了海洋测深的困难。 （2 2）时间经费：）时间经费：由于水体的阻隔，肉眼难以通视由于水体的阻隔，肉眼难以通视海底，因此，海底地形的详测需要进行加密，或采用全覆盖海底，因此，海底地形的详测需要进行加密，或采用全覆盖测量，这就会极大地增加测量时间和经费。测量，这就会极大地增加测量时间和经费。海洋测量在许多方面比陆地测量要困难海洋测量在许多方面比陆地测量要困难1-2 海洋测绘的对象和特点海洋测绘的对象和特点海洋测绘的特点

12、：海洋测绘的特点：（1）海洋测量中三维坐标（）海洋测量中三维坐标（X、Y、H）同步测定）同步测定（2）海洋测量具有动态性，必须考虑四维性）海洋测量具有动态性，必须考虑四维性（3）海洋测量具有同步多余性）海洋测量具有同步多余性（4）水下测量采用声波作信号源）水下测量采用声波作信号源（5）海洋测量中控制点作用距离较大（）海洋测量中控制点作用距离较大（50km以上）以上）（6）海洋测深受潮汐、海流和温度的影响）海洋测深受潮汐、海流和温度的影响（7）海洋测量观测精度相对较低）海洋测量观测精度相对较低1-2 海洋测绘的对象和特点海洋测绘的对象和特点三、海洋测量精度三、海洋测量精度1 1、相对精度和绝对精

13、度、相对精度和绝对精度（1 1）相对精度：同一点进行复原的可能程度。）相对精度：同一点进行复原的可能程度。 （2 2）绝对精度：确定的点相对于某一参考系（或参）绝对精度：确定的点相对于某一参考系（或参考点）的可靠性。考点）的可靠性。1-2 海洋测绘的对象和特点海洋测绘的对象和特点2 2、各类海洋测量点位精度要求、各类海洋测量点位精度要求测量作业测量作业相对精度（相对精度（m ）绝对精度（绝对精度（m）X（N）Y（E）HX（N）Y（E）H控控 制制 点点试验网点试验网点重力基本点重力基本点大地水准面大地水准面1110-1110-10.310.1101010-101010-5550.5平均海水面平

14、均海水面固定站浮标固定站浮标漂移浮标漂移浮标海底扩张海底扩张冰盖运动冰盖运动-10501000.115-10501000.115-0.1-501001050100-501001050100-0.1-探测救护打捞探测救护打捞110110-2010020100-地球物理测量地球物理测量钻钻 探探管线电缆铺设管线电缆铺设海道疏浚海道疏浚10100151102101010015110210515-跟跟 踪踪 站站-1010-一、海洋测绘的任务一、海洋测绘的任务1 1、科学性任务、科学性任务为各种海洋科学研究提供所需要的海洋测量的服为各种海洋科学研究提供所需要的海洋测量的服务工作。主要服务对象包括务工作

15、。主要服务对象包括: :（1 1）地球形状研究。）地球形状研究。（2 2）海底地质构造运动研究。）海底地质构造运动研究。（3 3）海洋环境研究。）海洋环境研究。1-3 海洋测绘的任务和内容海洋测绘的任务和内容 2、实用性任务、实用性任务为各种海洋开发工程提供所需要的海洋测量的服务为各种海洋开发工程提供所需要的海洋测量的服务工作，也称海洋工程测量。主要服务对象包括工作，也称海洋工程测量。主要服务对象包括: :（1 1）海洋自然资源勘探和近海工程）海洋自然资源勘探和近海工程（2 2）航运）航运（3 3）近岸工程）近岸工程（4 4）渔业捕捞）渔业捕捞（5 5）海底电缆、管道等海底工程）海底电缆、管道

16、等海底工程（6 6）海上划界）海上划界1-3 海洋测绘的任务和内容海洋测绘的任务和内容一、海洋测绘的任务一、海洋测绘的任务二、海洋测绘的内容二、海洋测绘的内容1 1、海洋重力测量、海洋重力测量 研究地球的形状和内部构造、勘测海洋矿产研究地球的形状和内部构造、勘测海洋矿产资源的重要手段。资源的重要手段。2 2、海洋磁力测量、海洋磁力测量 研究地球物理现象、海洋资源勘探以及海底研究地球物理现象、海洋资源勘探以及海底宏观地质构造的重要手段。还用于查明沉船等磁宏观地质构造的重要手段。还用于查明沉船等磁性物体。性物体。1-3 海洋测绘的任务和内容海洋测绘的任务和内容4 4、大地和海底控制测量、大地和海底

17、控制测量设置海底控制点并测量其坐标设置海底控制点并测量其坐标5 5、海洋定位测量、海洋定位测量 电磁波定位、惯性系统定位、几何交会定位、电磁波定位、惯性系统定位、几何交会定位、声学定位、卫星定位等声学定位、卫星定位等3 3、海水面测量、海水面测量 （1 1）海水面形态测定）海水面形态测定 （2 2）平均海水面测定）平均海水面测定1-3 海洋测绘的任务和内容海洋测绘的任务和内容7 7、海底地形勘测、海底地形勘测 大比例尺海底地形图、海底地质剖面图大比例尺海底地形图、海底地质剖面图8 8、海洋测绘制图、海洋测绘制图 专题海图、系列海图专题海图、系列海图6 6、海洋测深、海洋测深 测定海水深度测定海水深度1-3 海洋测绘的任务和内容海洋测绘的任务和内容三、海洋测绘任务和主要内容关系三、海洋测绘任务和主要内容关系海洋测绘任务海洋测绘任务科学性任务科学性任务实用性任务实用性任务海洋磁海洋磁力测量力测量海洋重海洋重力测量力测量海水面海水面测定测定海底控海底控制测量制测量海洋定海洋定位测量