福建省測(cè)繪學(xué)會(huì)
福建省海洋測(cè)繪學(xué)科發(fā)展研究報(bào)告
福建省測(cè)繪學(xué)會(huì)
海洋測(cè)繪是發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的前期性、基礎(chǔ)性工作。該報(bào)告對(duì)海洋測(cè)繪學(xué)科內(nèi)涵進(jìn)行了定義,詳細(xì)介紹了福建省海洋測(cè)繪學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和存在的差距,分析了海洋測(cè)繪新方法及其應(yīng)用,并展望我省海洋測(cè)繪工作需求,為加強(qiáng)海洋測(cè)繪工作、建設(shè)海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省提出了對(duì)策建議。
福建省海洋測(cè)繪海陸基準(zhǔn)信息處理學(xué)科報(bào)告
海洋測(cè)繪作為測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支,在科學(xué)研究、國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)等方面起著重要的作用。隨著衛(wèi)星技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,海洋測(cè)繪經(jīng)歷了一次跨越性的轉(zhuǎn)變,突破了傳統(tǒng)海洋測(cè)繪的時(shí)空局限,進(jìn)入以信息化測(cè)繪為主體、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐、以“3S”(GPS、GIS、RS) 技術(shù)為代表的現(xiàn)代海洋測(cè)繪的新階段[1-2]。進(jìn)入 21世紀(jì)以來(lái),海洋測(cè)繪出現(xiàn)了重大變化,服務(wù)對(duì)象逐步由主要為水面船只航海安全服務(wù)向全方位、多層次服務(wù)轉(zhuǎn)化,信息獲取和表示的方式逐步由積木組合式向集成綜合式轉(zhuǎn)化, 信息服務(wù)形式逐步由三維靜態(tài)向四維動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化。這些變化對(duì)海洋測(cè)繪工作提出了新的要求。
福建省地處臺(tái)灣海峽西側(cè),海域廣闊,海岸線長(zhǎng) 3000多千米,居全國(guó)第二位,海域面積達(dá)13多萬(wàn)km2,是我國(guó)重要的海洋大省之一。海洋是福建發(fā)展的優(yōu)勢(shì)所在、潛力所在、未來(lái)所在。2012年11月,《福建海峽藍(lán)色經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》獲國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)[3],提出“到2020年,福建全面建成海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省”。福建海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略,面臨新的重大歷史機(jī)遇。作為一個(gè)有著漫長(zhǎng)海岸線的沿海省份,福建省在發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)方面具有得天獨(dú)厚的區(qū)位和資源優(yōu)勢(shì),在推進(jìn)實(shí)施國(guó)家海洋發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)中肩負(fù)重要?dú)v史使命。2013年以來(lái),隨著“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略的提出和實(shí)施,福建在“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。發(fā)揮海洋測(cè)繪在海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的前期性、基礎(chǔ)性作用,為發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、開(kāi)展海洋科學(xué)研究、構(gòu)建數(shù)字海洋和防災(zāi)減災(zāi)提供完整、即時(shí)的海洋基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),是我省建設(shè)海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省的必由之路,具有廣泛而深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
海洋測(cè)繪是研究海洋定位,測(cè)定海洋大地水準(zhǔn)面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、磁力、海洋環(huán)境等自然和社會(huì)信息的地理分布及編制各種海圖的理論和技術(shù)[4]。海洋測(cè)繪是測(cè)繪學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,它的對(duì)象是海洋。海洋測(cè)繪是海洋測(cè)量和海圖繪制的總稱,其任務(wù)是對(duì)海洋和海島及其鄰近陸地和江河湖泊進(jìn)行測(cè)量和調(diào)查,獲取海洋基礎(chǔ)地理信息,編制各種海圖和航海資料,為航海、國(guó)防建設(shè)、海洋開(kāi)發(fā)和海洋研究服務(wù)。海洋測(cè)繪的主要內(nèi)容有:海洋大地測(cè)量、水深測(cè)量、海洋工程測(cè)量、海底地形測(cè)量、障礙物探測(cè)、水文要素調(diào)查、海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量、海洋專題測(cè)量和海區(qū)資料調(diào)查以及各種海圖、海圖集、海洋資料的編制和出版,海洋地理信息的分析、處理及應(yīng)用[5]。
海洋測(cè)繪橫跨了海洋學(xué)和測(cè)繪學(xué)兩大學(xué)科[6],形成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科體系。面對(duì)不同的需求,海洋測(cè)繪與海洋學(xué)、測(cè)繪學(xué)相互獨(dú)立,相互影響,平行發(fā)展。海洋測(cè)繪與多種學(xué)科緊密聯(lián)系,海洋測(cè)繪與(陸地)測(cè)繪的有關(guān)理論和方法有密切關(guān)系,但它是根據(jù)海上工作條件的特點(diǎn),對(duì)測(cè)繪理論和方法進(jìn)行創(chuàng)造性的運(yùn)用,尤其是海洋測(cè)繪所用的儀器設(shè)備與陸地測(cè)繪有明顯區(qū)別?,F(xiàn)代海洋測(cè)繪技術(shù)的基礎(chǔ)是無(wú)線電電子學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué),航海技術(shù)和導(dǎo)航技術(shù)是海洋測(cè)繪工作中的重要組成部分。此外,對(duì)海洋學(xué)特別是海洋環(huán)境的了解成為海洋測(cè)繪工作者必須掌握的知識(shí)。
海洋測(cè)繪經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展,已從開(kāi)始的單一水深測(cè)量和編制航海圖發(fā)展到海岸地形測(cè)量、灘涂地形測(cè)量、水深測(cè)量、底質(zhì)探測(cè)、掃海測(cè)量、水文測(cè)量、重力測(cè)量、磁力測(cè)量、工程測(cè)量及航海圖、專題圖、航海書(shū)表編制等。隨著信息化時(shí)代的到來(lái),測(cè)繪數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。與科學(xué)技術(shù)變革相一致,海洋測(cè)繪信息化將是必然的[7]。水深測(cè)量由逐點(diǎn)測(cè)定發(fā)展到線連續(xù)測(cè)定,推進(jìn)多波束測(cè)深系統(tǒng)的應(yīng)用,將測(cè)深發(fā)展到面連續(xù)測(cè)定,能夠大幅度提高工作效率和水深測(cè)量密度。同時(shí),數(shù)據(jù)采集由模擬型向數(shù)字型轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)信息獲取實(shí)時(shí)化、規(guī)范化,信息采集平臺(tái)多元化,信息管理與使用正規(guī)化,數(shù)字型信息產(chǎn)品多樣化。海圖生產(chǎn)由手工繪制向計(jì)算機(jī)輔助制圖和計(jì)算機(jī)自動(dòng)制圖轉(zhuǎn)變,海圖載體改變單一的紙質(zhì)狀態(tài),海圖使用向電子化方向發(fā)展,推動(dòng)基于海洋地理信息系統(tǒng)的各種海圖應(yīng)用系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。陸海一體化現(xiàn)代高精度三維測(cè)繪基準(zhǔn)系統(tǒng)的建立,改變了傳統(tǒng)的平面與高程控制測(cè)量方法,為趨向動(dòng)態(tài)化和實(shí)時(shí)化的海洋測(cè)量技術(shù)發(fā)展提供了最基礎(chǔ)的空間基準(zhǔn)支持,為“數(shù)字海洋”建設(shè)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)基準(zhǔn)。
2.1海洋測(cè)繪工作現(xiàn)狀
福建省海洋測(cè)繪發(fā)展與國(guó)家同步,經(jīng)歷了開(kāi)創(chuàng)與起步、發(fā)展與提高、開(kāi)拓與改革、創(chuàng)新與跨越的發(fā)展歷程,從最初簡(jiǎn)陋的測(cè)繪操作到今天的智能化操作,測(cè)繪產(chǎn)品從紙質(zhì)發(fā)展為信息化數(shù)字產(chǎn)品,內(nèi)容格式從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,精度從粗略到精細(xì),產(chǎn)品應(yīng)用從單一到多樣。在當(dāng)前信息化發(fā)展時(shí)代,海洋測(cè)繪行業(yè)取得了不菲的成績(jī),但還需要采取積極工作方式,以不斷促進(jìn)海洋測(cè)繪業(yè)的全面信息化發(fā)展。近年來(lái),我省已取得的海洋測(cè)繪和海洋調(diào)查成果主要有:
2.1.1測(cè)繪基準(zhǔn)方面
福建已建成的較為完整的陸域測(cè)繪基準(zhǔn)框架已延伸到沿岸部分海島。現(xiàn)有的大地測(cè)量基準(zhǔn)成果是整個(gè)陸海統(tǒng)一基準(zhǔn)框架的組成部分,也是海洋基礎(chǔ)測(cè)繪基準(zhǔn)建設(shè)的基礎(chǔ)。福建省陸域測(cè)繪基準(zhǔn)框架包括了平面定位和高程基準(zhǔn)等方面。福建省沿海部分控制測(cè)量成果包括沿海水準(zhǔn)路線、GNSS控制點(diǎn)和連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(CORS)站。沿海驗(yàn)潮站維持了福建省沿海深度基準(zhǔn)的穩(wěn)定性。
國(guó)家測(cè)繪局于1992年~2004年施測(cè)的國(guó)家A、B級(jí)GPS網(wǎng),在福建境內(nèi)有GPS A級(jí)網(wǎng)點(diǎn)30個(gè),B級(jí)網(wǎng)點(diǎn)25個(gè)。2003年福建省測(cè)繪局組織完成的福建省C級(jí)GPS網(wǎng)由475個(gè)控制點(diǎn)組成,提供了網(wǎng)點(diǎn)的WGS-84大地坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系及 1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo),同時(shí)分別確定了福建省準(zhǔn)確、可靠的 WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)至 1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)及WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)至1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。
2008年~2013年,福建省測(cè)繪地理信息局組織完成的福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(FJCORS)共建有基準(zhǔn)站點(diǎn)71個(gè),提供了各站點(diǎn)的高精度地心坐標(biāo)和高精度實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)。
國(guó)家測(cè)繪局在福建省沿國(guó)道和部分省道布設(shè)的水準(zhǔn)線路方面,1992年~1998年施測(cè)的一等水準(zhǔn)布設(shè)8條路線,路線總長(zhǎng)度約1430km,共583個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn);2003年~2004年施測(cè)的二等水準(zhǔn)布設(shè)21條路線,路線總長(zhǎng)度1800km,共450個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。
2010年~2013年,福建省海洋與漁業(yè)廳新建了13個(gè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站,使用二、三等水準(zhǔn)測(cè)量連測(cè)了驗(yàn)潮站基本水準(zhǔn)點(diǎn)、校核水準(zhǔn)點(diǎn)。新建的驗(yàn)潮站彌補(bǔ)了現(xiàn)有驗(yàn)潮站不足的缺點(diǎn),基本可以代表福建沿海重要岸段的海域特征,使得全省驗(yàn)潮站實(shí)現(xiàn)合理化布局。
2009年~2012年,國(guó)家重大測(cè)繪專項(xiàng)“海島(礁)測(cè)繪工程”一期工程在福建省境內(nèi)建立沿岸陸地和海島衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行站4座,大地控制點(diǎn)埋石74個(gè),水準(zhǔn)連測(cè)標(biāo)石埋設(shè)143個(gè),水準(zhǔn)路線30條,陸地水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)成果196個(gè),9處海島(礁)跨海高程傳遞,5個(gè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站調(diào)試數(shù)據(jù)處理與分析,119個(gè)大地控制點(diǎn)衛(wèi)星定位點(diǎn)數(shù)據(jù)處理,9個(gè)海島(礁)三角點(diǎn)衛(wèi)星定位聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)處理。
目前,福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)部分基準(zhǔn)站與國(guó)家、省級(jí)長(zhǎng)期驗(yàn)潮站并置,總數(shù)達(dá)到6個(gè)。
2.1.2基礎(chǔ)地理信息成果方面
2002年起,福建省陸續(xù)開(kāi)展了省、市、縣三級(jí)海域行政界線勘測(cè)、全省海岸線修測(cè),以及福建省近海海洋綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)專項(xiàng)等研究項(xiàng)目,包括福建省海島與海岸綜合調(diào)查、海島與海岸帶遙感調(diào)查、海域使用現(xiàn)狀調(diào)查、主要港灣海洋環(huán)境調(diào)查等專題調(diào)查研究。
2007年~2009年,國(guó)家近海海洋綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)專項(xiàng)在福建近海(領(lǐng)?;€以內(nèi)水域)進(jìn)行1∶250000比例尺的單波束地形勘測(cè)。其中,在閩江河口區(qū)-羅源灣一線、廈門(mén)灣外-泉州灣一線進(jìn)行了 1∶50000比例尺的多波束地形勘測(cè),覆蓋面積約2600km2,有效多波束測(cè)線近30000km。
2009年~2012年,國(guó)家重大測(cè)繪專項(xiàng)“海島(礁)測(cè)繪工程”一期工程在福建省管轄海域獲取了部分海洋基礎(chǔ)測(cè)繪成果:9個(gè)海島周邊 10m以淺水深測(cè)量成果,海島測(cè)圖成果(1∶10000圖幅176幅,1∶5000圖幅390幅,1∶2000圖幅60幅)以及部分船測(cè)重力測(cè)量成果和航空攝影影像數(shù)據(jù)及文檔資料。
2005年及之后,海軍航保部出版和改版福建各海灣1∶5000~1∶250000比例尺海圖計(jì)40余幅。
2010年~2012年,全省海島(礁)地名普查工作提供了全省海島(礁)的標(biāo)準(zhǔn)名稱及分布位置。
2012年~2014年,我省測(cè)繪地理信息部門(mén)實(shí)施激光雷達(dá)(LIDAR)航空攝影測(cè)量,獲取了約10000km2灘涂地形數(shù)據(jù),并制作1∶10000比例尺數(shù)字高程模型。采用單波束地形測(cè)繪獲取了福清灣和海壇海峽、閩江口等2個(gè)主要港灣約1000km2 1∶10000比例尺水下地形DLG數(shù)據(jù)和水深圖數(shù)據(jù)。
2.1.3 工程測(cè)量方面
2000年以來(lái),我省航道勘測(cè)隊(duì)伍完成的海洋測(cè)繪工程測(cè)量項(xiàng)目主要有:興化灣岸線利用規(guī)劃控制測(cè)量,寧德港區(qū)岸線利用規(guī)劃控制測(cè)量,福州港(寧德、福州)、湄洲灣港(莆田、泉州)、廈門(mén)港(廈門(mén)、漳州)三大港航道維護(hù)測(cè)量,溪南半島水深測(cè)量和三維高程模型制作,寧德港沙埕港區(qū)開(kāi)放航道水深掃測(cè),羅源灣30萬(wàn)噸級(jí)進(jìn)港航道測(cè)量,閩江南港航道整治工程測(cè)量,閩江口航道增深工程測(cè)量,福清灣航道掃測(cè),江陰航道掃測(cè),908專項(xiàng)DX30區(qū)塊多波束海底地形勘測(cè),湄洲灣一期和二期深水航道掃海、福煉青蘭山30萬(wàn)噸級(jí)原油碼頭進(jìn)港航道疏浚工程掃海,湄洲灣深水航道滿足LNG通航安全需要掃海測(cè)量,泉州灣深水航道掃測(cè),晉江圍頭灣填海造地工程測(cè)量,廈門(mén)至金門(mén)航道掃測(cè),廈門(mén)港三期和四期航道工程掃測(cè),古雷港區(qū)航道掃測(cè)。
2.1.4水文要素測(cè)量方面
2004年以來(lái),我省航道、水利、海洋研究單位完成的水文測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有:沙埕港水文測(cè)驗(yàn),三都港水文測(cè)驗(yàn),福州港大規(guī)模水文泥沙調(diào)查及深水港址選擇水文測(cè)驗(yàn),興化灣(全灣)數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn)研究水文測(cè)驗(yàn);圍頭灣整體物理模型水文泥沙測(cè)驗(yàn),廈門(mén)港水文泥沙測(cè)驗(yàn),廈門(mén)港航道相關(guān)潮位特征及主航道乘潮水位研究工程,連江定海灣浮式防波堤消波效果觀測(cè)與波浪數(shù)據(jù)分析研究等工程。
2.1.5應(yīng)急保障測(cè)繪方面
近年來(lái),由于物流量的增加,航道繁忙,不時(shí)有交通事故發(fā)生,我省海洋測(cè)繪單位及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)測(cè)繪,確保港口航道通航安全。測(cè)繪單位在主管部門(mén)配合下,對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行掃測(cè)、定位,在確定沉船、水下集裝箱等障礙物位置后,解除航道警戒,保障了船舶正常通航與安全。
以上海洋測(cè)繪成果和活動(dòng)推動(dòng)了我省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展,應(yīng)用于海洋產(chǎn)業(yè)(如港口工程建設(shè)、海上航運(yùn)、濱海旅游、修造船業(yè)、海上風(fēng)電、海洋礦產(chǎn)等)、沿海工業(yè)園區(qū)建設(shè)(如臨海工業(yè)園區(qū)、平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)、臺(tái)商投資區(qū)等)、海洋管理和國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域。
雖然近年來(lái)我省海洋測(cè)繪取得一系列成果,但我省海洋測(cè)繪工作與海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求之間還存在較大差距,由于歷史原因,福建省海洋測(cè)繪資料不齊全,嚴(yán)重影響著我省沿海的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。福建省陸域基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)較為豐富,已基本建立現(xiàn)代化測(cè)繪基準(zhǔn)體系,多源、多分辨率3D測(cè)繪地理信息數(shù)字產(chǎn)品已覆蓋全省陸域。但全省未建立海洋測(cè)繪規(guī)劃體系,至今尚未開(kāi)展系統(tǒng)的海洋基礎(chǔ)測(cè)繪工作,全省海洋測(cè)繪統(tǒng)一協(xié)調(diào)不夠,未建海洋測(cè)繪成果共建共享體制機(jī)制。海域未建立統(tǒng)一的大地基準(zhǔn)體系,平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)尚未全面覆蓋海島(礁)。在以往涉及福建海域所做的測(cè)量和調(diào)查工作中,除了我國(guó)近海海洋綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)專項(xiàng)中地形地貌調(diào)查進(jìn)行的多波束調(diào)查之外,大多數(shù)調(diào)查工作存在調(diào)查范圍小、調(diào)查比例尺偏小等問(wèn)題,特別是在海島(礁)、潮間帶和近岸水下地形等方面的基礎(chǔ)地理信息缺乏,已造成海洋基礎(chǔ)地理信息資源的結(jié)構(gòu)性短缺。全省海洋基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)及海域地理信息公共服務(wù)平臺(tái)尚未建立,海洋地理信息資源匱乏,無(wú)法滿足福建海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展及海洋管理的需求,嚴(yán)重制約了我省對(duì)海洋資源的規(guī)劃、管理和開(kāi)發(fā)利用。
2.2海洋測(cè)繪隊(duì)伍建設(shè)現(xiàn)狀
目前,我省從事海洋測(cè)繪的隊(duì)伍不多,海洋測(cè)繪資質(zhì)總數(shù)46家,其中甲級(jí)3家、乙級(jí)7家、丙級(jí)22家、丁級(jí)14家,分布在測(cè)繪、交通、水利水電、城鄉(xiāng)勘測(cè)、海洋研究等行業(yè)。當(dāng)前,我省海洋測(cè)繪隊(duì)伍之間技術(shù)力量差異很大,相對(duì)來(lái)說(shuō),甲級(jí)和大部分乙級(jí)資質(zhì)測(cè)繪單位人才結(jié)構(gòu)比較合理,一般擁有享受教授(研究員)待遇的高級(jí)工程師、高級(jí)工程師、工程師、助理工程師、技術(shù)員等各層次專業(yè)技術(shù)人員及注冊(cè)測(cè)繪師,能夠承擔(dān)海洋測(cè)繪專業(yè)各子項(xiàng)的大部分內(nèi)容。丙、丁級(jí)海洋測(cè)繪受測(cè)繪資質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的限制,承擔(dān)海洋測(cè)繪業(yè)務(wù)范圍小,大多數(shù)只能承擔(dān)海域權(quán)屬測(cè)繪和江河湖海等內(nèi)陸水域簡(jiǎn)單的水下地形測(cè)繪。
福建省內(nèi)高校尚未開(kāi)設(shè)海洋測(cè)繪專業(yè)教育,也沒(méi)有開(kāi)設(shè)海洋測(cè)繪的職業(yè)培訓(xùn)。海洋測(cè)繪從業(yè)人員一般由測(cè)繪單位組織進(jìn)行短期培訓(xùn),采用師徒形式的實(shí)地作業(yè)方式培訓(xùn)。院校與企事業(yè)單位針對(duì)海洋測(cè)繪的學(xué)術(shù)交流和技術(shù)溝通渠道缺乏。測(cè)繪單位引進(jìn)的省外海洋測(cè)繪專業(yè)技術(shù)人員由于種種原因并非全部從事海洋測(cè)繪事務(wù)。各種因素綜合導(dǎo)致了我省海洋測(cè)繪高端技術(shù)人才缺乏,能夠熟練應(yīng)用、掌握現(xiàn)代測(cè)繪高新技術(shù)的人才不多,能從事測(cè)繪理論指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐的人才尤其稀缺。
2.3海洋測(cè)繪生產(chǎn)技術(shù)成果
隨著海洋測(cè)繪的手段和獲取的信息越來(lái)越豐富,海洋測(cè)繪信息處理技術(shù)水平不斷提高、海洋測(cè)繪成果精度不斷提升、新理論和新方法也在不斷充實(shí)和發(fā)展。新技術(shù)、新設(shè)備及時(shí)應(yīng)用在我省海洋測(cè)繪生產(chǎn)中,更為方便地獲取信息化成果,應(yīng)用范圍廣泛。
我省海洋測(cè)繪生產(chǎn)活動(dòng)新設(shè)備、新技術(shù)主要應(yīng)用成果綜述如下:
2.3.1多波束測(cè)深系統(tǒng)
與傳統(tǒng)的單波束回聲測(cè)深儀相比,多波速測(cè)深系統(tǒng)具有水深全覆蓋無(wú)遺漏掃測(cè),測(cè)量范圍大、速度快,測(cè)深精度和分辨率高等優(yōu)點(diǎn),適用于2m~500m海域的海底地形地貌測(cè)繪。多波束測(cè)深系統(tǒng)在高樁碼頭掃測(cè)中具有單波束無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),采用垂直地形模式波束導(dǎo)向技術(shù)解決高樁碼頭等類似建筑物的掃側(cè),但碼頭壁水體噪聲較大,如何剔除假信號(hào)需仔細(xì)處理,同時(shí)增加測(cè)線布設(shè)密度,掃測(cè)結(jié)果更好;在監(jiān)測(cè)疏浚進(jìn)度方面也要優(yōu)于傳統(tǒng)的單波束測(cè)深儀,高密度的數(shù)據(jù)對(duì)疏浚工程量計(jì)算有更高的準(zhǔn)確性,但在重復(fù)測(cè)量中,多波束系統(tǒng)在安裝和校準(zhǔn)時(shí),各次測(cè)量應(yīng)盡可能地保持一致,使各次測(cè)量數(shù)據(jù)在比較時(shí)能夠消除系統(tǒng)性誤差的影響。多波束測(cè)量的高精度和高密度數(shù)據(jù)可以分辨水下地形地貌的細(xì)微結(jié)構(gòu)和變化,這為對(duì)水深測(cè)量有較高要求的水下工程以及研究海底地形地貌的變化問(wèn)題等提供了有力的手段[8]。多波束掃測(cè)系統(tǒng)由于能對(duì)所測(cè)水域進(jìn)行全覆蓋測(cè)量,其掃測(cè)寬度最多可以達(dá)到12倍實(shí)時(shí)水深值,能夠獲取足夠多的數(shù)據(jù),以反映海底地貌情況。多波束測(cè)深系統(tǒng)掃測(cè)效率極高,既可為海底地形、地貌及淺層結(jié)構(gòu)提供重要數(shù)據(jù),又可對(duì)各種河道以及水下建筑施工、突發(fā)事故的應(yīng)急等情況對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè),為打撈目標(biāo)提供基本資料。目前已逐漸替代軟式、硬式拖底掃海,被沿海測(cè)繪界廣為接受。應(yīng)用多波束掃測(cè)系統(tǒng)在海上工程疏浚及炸礁工程進(jìn)行掃海工作時(shí),經(jīng)常要避讓船只,繞行漁網(wǎng)或礁石,應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)深數(shù)據(jù)的覆蓋情況和測(cè)深信號(hào)的質(zhì)量,當(dāng)信號(hào)質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí),應(yīng)及時(shí)調(diào)整多波束發(fā)射與接收單元的參數(shù),使波束的信號(hào)質(zhì)量處于穩(wěn)定狀態(tài);如發(fā)現(xiàn)障礙物或者儀器信號(hào)不穩(wěn)定導(dǎo)致測(cè)量區(qū)域內(nèi)水深漏空或相鄰測(cè)深線的重疊帶寬度超限,應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)從不同方向利用多波束中間區(qū)域的波束加密測(cè)量。在炸礁區(qū)或礁石區(qū)掃測(cè)中,如遇孤立礁石且與海底周圍地貌高差過(guò)大的情況,應(yīng)加布井字型測(cè)線[9]。
2.3.2CORS技術(shù)
位置定位是海洋測(cè)繪的重要組成,導(dǎo)航衛(wèi)星為海洋測(cè)繪提供了快速高效的精密定位,協(xié)助完成了常規(guī)測(cè)量技術(shù)難以企及的許多海洋工程項(xiàng)目。連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(CORS)利用覆蓋區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)參考站全天候不間斷觀測(cè),流動(dòng)站與參考站組成長(zhǎng)距離同步觀測(cè),由控制中心網(wǎng)絡(luò)RTK軟件計(jì)算和播發(fā)誤差改正信息,流動(dòng)站實(shí)時(shí)確定未知點(diǎn)坐標(biāo),同時(shí)實(shí)時(shí)知道定位精度。與常規(guī)測(cè)繪方法(傳統(tǒng)測(cè)量、GPS RTK等) 相比,它具有以下明顯特點(diǎn):作業(yè)覆蓋范圍廣、全天候不間斷連續(xù)服務(wù),可用性高、應(yīng)用便利、精度有保證[10]。利用基于CORS的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量,能夠消除常規(guī)海洋測(cè)繪中的部分誤差(如潮汐觀測(cè)誤差、定位誤差及動(dòng)態(tài)吃水的誤差),減少外業(yè)因素對(duì)作業(yè)過(guò)程的過(guò)多干擾。采用CORS 作業(yè)方式可以降低外業(yè)數(shù)據(jù)采集的勞動(dòng)強(qiáng)度和成本,提高了作業(yè)效率,極大提高水下測(cè)繪成果精度,具有良好的應(yīng)用前景。何書(shū)鏡通過(guò)實(shí)例介紹了利用FJCORS 進(jìn)行的水下測(cè)繪應(yīng)用結(jié)果表明滿足精度要求,驗(yàn)證了其在水下測(cè)繪的適用性[11]。
2.3.3測(cè)繪成果應(yīng)用技術(shù)
海洋測(cè)繪的成果以水深圖、水下地形圖等形式體現(xiàn),通過(guò)水深測(cè)量、旁側(cè)聲納掃測(cè)、淺地層剖面探測(cè)等多項(xiàng)方法實(shí)現(xiàn)。鄭勇玲利用高精度數(shù)字式測(cè)深儀對(duì)廈門(mén)港海滄港區(qū) 10號(hào)泊位建成后的港池進(jìn)行5年水深地形檢測(cè),并結(jié)合該區(qū)沉積物柱狀樣的粒度特征,分析研究區(qū)地形演變特征和沖淤變化特性,該項(xiàng)研究可為港池維護(hù)及泥沙淤積計(jì)算提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[12]。盧惠泉等人依據(jù)多項(xiàng)物理探測(cè)所獲取的資料,結(jié)合其它自然環(huán)境及歷史資料,對(duì)海壇海峽海纜路由區(qū)內(nèi)海底工程地質(zhì)條件進(jìn)行了分析和研究,為選擇一條最佳的路由通道提供依據(jù)[13]。吳承強(qiáng)等人利用泉州灣地形圖、地貌圖對(duì)海岸地形地貌特征進(jìn)行了詳細(xì)分析,表明泉州灣水深大體在0~20m,等深線走向基本平行于海岸線,局部地形變化劇烈,地貌類型可分為潮間帶地貌和海底地貌(水下岸坡),且呈灘槽(水道)相間展布的特征[14]。
3.1連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)維持海陸一體化空間基準(zhǔn)技術(shù)
國(guó)家測(cè)繪基準(zhǔn)體系是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ),主要包括大地基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)、重力基準(zhǔn)和深度基準(zhǔn)。測(cè)繪基準(zhǔn)是進(jìn)行各種測(cè)量工作的起算依據(jù)和起算面,是確定地理空間信息的幾何形態(tài)和時(shí)空分布的基礎(chǔ),是表示地理要素在真實(shí)世界的空間位置的基準(zhǔn),對(duì)于保證地理空間信息在時(shí)間域和空間域上的整體性具有重要作用[15]。在海洋上,無(wú)法利用傳統(tǒng)的大地測(cè)量方法均勻地布設(shè)大地測(cè)量控制點(diǎn),以建立海洋測(cè)繪需要的參考基準(zhǔn)。隨著高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的出現(xiàn),衛(wèi)星定位技術(shù)被廣泛應(yīng)用于海洋定位和海洋測(cè)繪,并用來(lái)建立各種類型的高精度海洋定位基準(zhǔn)體系。當(dāng)前,連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位參考站綜合服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)在全國(guó)范圍內(nèi)得到廣泛開(kāi)展,基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)(CORS)的相關(guān)技術(shù)在測(cè)繪基準(zhǔn)的建設(shè)、維護(hù)中得到廣泛的應(yīng)用。海陸一體化現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系作為國(guó)家測(cè)繪基準(zhǔn)體系的重要組成部分,基準(zhǔn)體現(xiàn)在連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站與驗(yàn)潮站并置,用于維持坐標(biāo)系統(tǒng)和高程基準(zhǔn)。沿岸及島嶼設(shè)置連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站與驗(yàn)潮站并置的站點(diǎn),通過(guò)數(shù)值內(nèi)插等技術(shù)途徑,以網(wǎng)格形式構(gòu)建海圖深度基準(zhǔn)標(biāo)量場(chǎng)模型以代替連續(xù)無(wú)縫海圖深度基準(zhǔn)模型。借助GNSS測(cè)量驗(yàn)潮站點(diǎn)的地心坐標(biāo),以網(wǎng)格傳遞形式,使得相應(yīng)的深度基準(zhǔn)面以連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)構(gòu)成其維持框架并且維持海洋測(cè)繪的定位基礎(chǔ)框架。
3.2長(zhǎng)距離跨海高程傳遞技術(shù)
福建省沿海島嶼眾多,受設(shè)備和技術(shù)能力限制,一段時(shí)期以來(lái),1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)無(wú)法精確傳遞到海島上,這對(duì)海陸一體化空間基準(zhǔn)構(gòu)建帶來(lái)很大的不利影響??绾8叱袒鶞?zhǔn)傳遞的方法通常有靜力水準(zhǔn)法、動(dòng)力水準(zhǔn)法、GPS水準(zhǔn)法及常規(guī)大地測(cè)量法4種。靜力水準(zhǔn)法技術(shù)要求高,花費(fèi)昂貴,我國(guó)未曾應(yīng)用過(guò)。動(dòng)力水準(zhǔn)法(即驗(yàn)潮法)需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的潮位觀測(cè)資料,周期較長(zhǎng)且需要建立驗(yàn)潮站。GPS水準(zhǔn)法和常規(guī)大地測(cè)量法(常用的有精密水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量)在我國(guó)應(yīng)用較多,已成功應(yīng)用于海島(礁) 跨海高程傳遞和青島海灣大橋、杭州灣跨海大橋等重、特大跨海工程的長(zhǎng)距離跨海高程傳遞。利用GPS水準(zhǔn)結(jié)合重力大地水準(zhǔn)面將其傳遞的高差與大地測(cè)量幾何水準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行內(nèi)符合比較,以及對(duì)海洋學(xué)潮位觀測(cè)法的傳遞結(jié)果進(jìn)行外部檢核。比較結(jié)果表明,其傳遞的高程基準(zhǔn)可以滿足工程建設(shè)對(duì)高程精度的要求。GPS水準(zhǔn)結(jié)合重力大地水準(zhǔn)面進(jìn)行長(zhǎng)距離跨海高程基準(zhǔn)引測(cè)是一種廉價(jià)、高效、可靠的方法。當(dāng)陸海重力資料在密度和分布較好的情況下,可望以更高的精度傳遞高程[16]。采用GPS大地高結(jié)合高精度海域大地水準(zhǔn)面的方法時(shí),應(yīng)注意:跨海地區(qū)電離層與對(duì)流層相對(duì)復(fù)雜,跨海點(diǎn)的衛(wèi)星定位觀測(cè)時(shí)間應(yīng)按照B級(jí)網(wǎng)的觀測(cè)精度進(jìn)行,才能保證跨海高程傳遞的精度[17]。當(dāng)跨距長(zhǎng)度大于10km時(shí),應(yīng)測(cè)量跨海觀測(cè)點(diǎn)垂線偏差。垂線偏差的測(cè)定采用大地天文測(cè)量方法,天文觀測(cè)按二等天文觀測(cè)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,天文測(cè)量與跨海高程測(cè)量時(shí)間間隔應(yīng)小于1 年。
3.3海洋遙感測(cè)深、圖像精校正和LIDAR技術(shù)
遙感測(cè)深的主要技術(shù)有SAR、多光譜及高度計(jì)。SAR的測(cè)深原理是根據(jù)水下地形 SAR成像模式,建立水下地形與SAR影像的映射模型(數(shù)學(xué)物理正問(wèn)題),然后根據(jù)求解數(shù)學(xué)物理反問(wèn)題的方法,由SAR影像探測(cè)水下地形。對(duì)SAR影像需要進(jìn)行圖像增強(qiáng)和信息分離,通過(guò)海表面SAR影像的紋理特征分析,將反映多種海洋和大氣動(dòng)力過(guò)程的多尺度運(yùn)動(dòng)綜合信息加以處理,把圖像中的水深信息分離出來(lái)。多光譜的測(cè)深原理是根據(jù)可見(jiàn)光穿透海水的主要波段藍(lán)綠波段的波譜特性,將遙感圖像的像素灰度值,轉(zhuǎn)化成光輻射強(qiáng)度,經(jīng)過(guò)大氣校正,把與大氣的成分和厚度有關(guān)的天空和大氣光輻射強(qiáng)度的影響除去,并利用統(tǒng)計(jì)方法濾掉隨機(jī)變化的海面反射輻射強(qiáng)度,獲取反映水體及水底光學(xué)性質(zhì)的海面以下的向上輻射強(qiáng)度。然后根據(jù)水深定性分析方法,利用物理光學(xué)理論分析輻射傳輸過(guò)程,通過(guò)光譜反射率與水深的關(guān)系,建立水深遙感算法,把水深反演出來(lái)。光學(xué)測(cè)深技術(shù)應(yīng)用于極淺水區(qū),其置信范圍在20m[18]。
應(yīng)用航天、航空遙感圖像提取海岸線,進(jìn)行島礁、灘涂等淺水區(qū)域的測(cè)繪是當(dāng)今海洋測(cè)繪的一個(gè)重要發(fā)展方向。如何有效地應(yīng)用各種資源衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星為海洋測(cè)繪提供全天候不間斷、多波段、多時(shí)相、多分辨率的遙感信息,并與現(xiàn)有的海洋測(cè)繪信息共同發(fā)揮作用,則需要解決好海洋遙感圖像的幾何精校正。目前用于遙感圖像的幾何精校正方法主要以傳統(tǒng)方法為主,嚴(yán)重依賴于地面控制點(diǎn),要求有足夠數(shù)量并盡可能均勻分布。針對(duì)海洋遙感圖像地面控制點(diǎn)少,且分布不均勻的特點(diǎn),已有研究表明,空間投影[18]、影像糾正法[19]在解決缺少控制點(diǎn)的海洋遙感圖像的幾何精校正方面有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
航空三維激光掃描探測(cè)(LIDAR)集激光測(cè)距技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、IMU/DGPS技術(shù)于一體, 是一種嶄新的革命性的測(cè)量工具,在三維空間信息的實(shí)時(shí)獲取方面產(chǎn)生了重大突破。LIDAR綜合運(yùn)用連續(xù)運(yùn)行參考站衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)以及數(shù)字計(jì)算機(jī)處理技術(shù)結(jié)合似大地水準(zhǔn)面精化成果,實(shí)現(xiàn)直接利用 POS機(jī)載系統(tǒng)精確定位定向數(shù)據(jù)制作各種比例尺DEM、等高線、高程注記點(diǎn)圖、DOM和DLG產(chǎn)品,減少了基站布設(shè)工作,減輕了地面控制和外業(yè)測(cè)量工作,從而大大減少了測(cè)圖外業(yè)工作量,并實(shí)現(xiàn)了無(wú)地面控制測(cè)圖能力[20]。LIDAR技術(shù)在我省沿海灘涂、海島礁高精度測(cè)圖的應(yīng)用解決了傳統(tǒng)航測(cè)必須在測(cè)圖區(qū)域布設(shè)一定數(shù)量控制點(diǎn)而實(shí)際人跡難以到達(dá)的難題。
3.4海洋測(cè)量信息處理與多元化表示
由于服務(wù)對(duì)象的信息化,海洋測(cè)繪應(yīng)實(shí)現(xiàn)信息化。海洋測(cè)量信息處理由早期的水深圖板制作紙質(zhì)海圖,發(fā)展成測(cè)量手段多樣、測(cè)量信息眾多的綜合性海洋探測(cè)。作業(yè)模式由手工操作到自動(dòng)化操作,測(cè)量方式實(shí)現(xiàn)了由點(diǎn)測(cè)量到面測(cè)量,數(shù)據(jù)采集由模擬型向數(shù)字型發(fā)展。多波束測(cè)深系統(tǒng)、側(cè)掃聲納、雙頻測(cè)深儀、海底淺層剖面儀等海洋測(cè)量設(shè)備已全面實(shí)現(xiàn)了數(shù)字型記錄和輸出。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入, 使海洋測(cè)量信息的表示方式由二維靜態(tài)形式向三維動(dòng)態(tài)顯示轉(zhuǎn)化,真實(shí)感強(qiáng)的海域三維地理景觀的虛擬再現(xiàn)已取得了較大的進(jìn)展,目前海洋測(cè)量信息的表示方式已呈多元化的趨勢(shì),信息獲取和表示方式正由單一系統(tǒng)累加向多系統(tǒng)集成轉(zhuǎn)化,從多種角度、以多種分辨率展現(xiàn)海洋的全貌[18]。
目前,建設(shè)海洋強(qiáng)省的戰(zhàn)略部署對(duì)海洋測(cè)繪工作提出新的要求,海洋測(cè)繪工作需緊密配合我省海洋建設(shè)規(guī)劃,推進(jìn)實(shí)施國(guó)家海洋發(fā)展戰(zhàn)略,建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)。為此,應(yīng)依據(jù)我省現(xiàn)階段海洋測(cè)繪的實(shí)際需求,進(jìn)一步加強(qiáng)我省海洋測(cè)繪工作。
4.1建立健全海洋測(cè)繪管理體制
在福建省測(cè)繪地理信息主管部門(mén)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)安排下,進(jìn)行海洋基礎(chǔ)測(cè)繪工作。建立健全全省陸海統(tǒng)一的現(xiàn)代化測(cè)繪基準(zhǔn)體系,豐富海洋地理信息資源,摸清全省海洋地理信息資源家底,實(shí)現(xiàn)海洋測(cè)繪信息化,提升海洋測(cè)繪保障服務(wù)能力,滿足海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)海洋測(cè)繪的需求;完善海洋測(cè)繪管理體制,統(tǒng)籌規(guī)劃協(xié)調(diào)海洋測(cè)繪工作,形成測(cè)繪地理信息主管部門(mén)統(tǒng)籌協(xié)調(diào),各部門(mén)各司其職、各負(fù)其責(zé)、密切協(xié)作的工作格局,理順海洋測(cè)繪的管理體制;啟動(dòng)海洋測(cè)繪相關(guān)法規(guī)條例制定工作,科學(xué)界定海洋測(cè)繪的內(nèi)涵與外延,合理劃分測(cè)繪地理信息主管部門(mén)和軍隊(duì)測(cè)繪主管部門(mén)的職責(zé)分工,確立統(tǒng)一的海洋測(cè)繪基準(zhǔn)和海洋測(cè)繪系統(tǒng),明確海洋基礎(chǔ)測(cè)繪管理職責(zé)與組織實(shí)施機(jī)制,監(jiān)理海洋測(cè)繪成果管理與更新機(jī)制,解決無(wú)法可依、多頭管理的現(xiàn)有海洋測(cè)繪管理體制;加強(qiáng)海洋測(cè)繪軍地協(xié)作,建立地方測(cè)繪地理行政主管部門(mén)與軍隊(duì)海洋測(cè)繪部門(mén)之間良性互動(dòng)機(jī)制,從組織實(shí)施、技術(shù)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等方面,加深軍地測(cè)繪技術(shù)的互補(bǔ)和融合,在確保軍事設(shè)施安全和保密的前提下,在測(cè)繪管理、測(cè)繪技術(shù)、測(cè)繪成果等方面實(shí)現(xiàn)信息資源共享,加強(qiáng)軍隊(duì)與地方海洋測(cè)繪在規(guī)劃和年度計(jì)劃方面的協(xié)調(diào),合理劃分海洋測(cè)繪保障站點(diǎn),形成軍民結(jié)合的海洋測(cè)繪保障新格局,提高保障效率,避免重復(fù)投入;建設(shè)海洋測(cè)繪技術(shù)支撐體系和質(zhì)量監(jiān)督管理體系,為海洋測(cè)繪提供技術(shù)支撐和質(zhì)量管理。
4.2加快海洋測(cè)繪人才培養(yǎng)和重視海洋測(cè)繪后勤保障
加快海洋測(cè)繪人才培養(yǎng),提升海洋測(cè)繪理論水平,確保海洋測(cè)繪技術(shù)方法先進(jìn)。與開(kāi)設(shè)海洋測(cè)繪的相關(guān)高等院校、職校建立聯(lián)合培養(yǎng)培訓(xùn)人才的新機(jī)制,提高人才的專業(yè)素質(zhì)技能和人才培養(yǎng)的針對(duì)性、時(shí)效性。重視海洋測(cè)繪后勤保障,強(qiáng)調(diào)安全生產(chǎn)教育、后勤支持和應(yīng)急保障,開(kāi)展對(duì)擬正式投入使用的相關(guān)技術(shù)、生產(chǎn)工藝、安全生產(chǎn)保障措施的試驗(yàn),建立功能齊全、裝備先進(jìn)的海洋測(cè)繪基地,以滿足海洋測(cè)繪在技術(shù)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)采集加工與服務(wù)、后勤、應(yīng)急保障服務(wù)及培訓(xùn)教育等方面的需求。
4.3推動(dòng)海洋測(cè)繪裝備建設(shè)
按照信息化測(cè)繪技術(shù)體系建設(shè)的要求,推動(dòng)海洋測(cè)繪裝備建設(shè),使海洋測(cè)繪逐漸走向自動(dòng)化、高效化、精準(zhǔn)化。通過(guò)配備海洋測(cè)繪綜合測(cè)量船、無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)、機(jī)載激光測(cè)深系統(tǒng),利用高精度GNSS定位技術(shù)、多波束測(cè)深技術(shù)、激光雷達(dá)技術(shù),大幅度提高海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)和海洋理化參數(shù)的采集能力。重點(diǎn)解決數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化獲取、自動(dòng)化處理、集成化管理、網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)等方面的技術(shù)裝備。加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪技術(shù)裝備資源的統(tǒng)籌整合和優(yōu)化集成,逐步形成布局合理、功能齊備、技術(shù)先進(jìn)的海洋測(cè)繪現(xiàn)代化裝備體系,推動(dòng)海洋測(cè)繪業(yè)務(wù)流程和生產(chǎn)組織方式的優(yōu)化,提高工作效率,進(jìn)一步提升測(cè)繪的應(yīng)急保障服務(wù)能力。以無(wú)人機(jī)、輕型飛機(jī)或小型飛機(jī)為平臺(tái),裝備數(shù)碼航攝儀、機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)等影像數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),提高基礎(chǔ)航空攝影能力。加快多波束、單波束測(cè)深儀等水下地理信息數(shù)據(jù)獲取裝備的建設(shè)。推進(jìn)重點(diǎn)海島的省級(jí)衛(wèi)星連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站的服務(wù)功能,提高現(xiàn)代高精度導(dǎo)航定位技術(shù)在海洋測(cè)繪野外作業(yè)中的服務(wù)功能。逐步建立由高分辨率多傳感器遙感衛(wèi)星、基礎(chǔ)航空攝影、地面測(cè)量系統(tǒng)、水下測(cè)量系統(tǒng)等組成的天空地多平臺(tái)一體化、全天候、全天時(shí)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)獲取體系。建設(shè)基于集群計(jì)算機(jī)、大型服務(wù)器、高速存儲(chǔ)傳輸網(wǎng)絡(luò)的地理信息自動(dòng)處理、存儲(chǔ)系統(tǒng),包括航空航天影像自動(dòng)化處理系統(tǒng),機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)無(wú)控制點(diǎn)或稀少控制點(diǎn)數(shù)據(jù)處理、多源數(shù)據(jù)綜合處理、海量數(shù)據(jù)處理等能力。
4.4建設(shè)陸海統(tǒng)一的測(cè)繪基準(zhǔn)體系
建設(shè)較為完善的陸海統(tǒng)一的現(xiàn)代化測(cè)繪基準(zhǔn)體系,增設(shè)沿海連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位參考站,建立沿海和海島重力基本網(wǎng),加密重力點(diǎn)重力測(cè)量,布設(shè)?。ㄊ校┘?jí)沿海海域大地控制網(wǎng),進(jìn)一步精化省級(jí)陸海統(tǒng)一的似大地水準(zhǔn)面,將福建省測(cè)繪基準(zhǔn)體系覆蓋到近海海域。利用海洋似大地水準(zhǔn)面確定衛(wèi)星定位大地控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)高程,并利用水準(zhǔn)高差對(duì)各點(diǎn)高程進(jìn)行平差,構(gòu)成與陸地一致的各島嶼高程基準(zhǔn)框架。根據(jù)福建沿?,F(xiàn)有 CORS站分布,新建部分島嶼參考站,并與現(xiàn)有CORS站進(jìn)行測(cè)算。在收集已有成果資料基礎(chǔ)上,在重點(diǎn)開(kāi)發(fā)海島上布設(shè)GNSS C級(jí)點(diǎn),并連測(cè)已有陸域水準(zhǔn)點(diǎn)與已有長(zhǎng)期驗(yàn)潮站。 使用等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量連測(cè)沿岸陸地衛(wèi)星定位大地控制點(diǎn)、海島衛(wèi)星定位大地控制點(diǎn)。
4.5建成海洋基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)
獲取潮間帶、海島(礁)、內(nèi)水海域水下地形基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),實(shí)施500m2以上1374個(gè)海島1∶2000~1∶5000地形測(cè)量,500m2以下海島(礁)841個(gè)精確定位;制作全省潮間帶1∶25000比例尺數(shù)字高程模型和正射影像圖;獲取13個(gè)主要港灣及其余內(nèi)水海域水下地形數(shù)據(jù)。獲取近岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)海島1∶2000比例尺數(shù)字線劃圖、數(shù)字高程模型及數(shù)字正射影像圖。提高多類型、多尺度航空航天遙感影像對(duì)我省潮間帶及海島的覆蓋,擴(kuò)展基礎(chǔ)地理信息的海域覆蓋,基本實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息對(duì)全省潮間帶、重要海島和主要港灣的覆蓋。建設(shè)海洋基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù),采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、GIS技術(shù)等高新技術(shù)手段,建立海洋系列數(shù)據(jù)庫(kù),包括3D產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)、專題數(shù)據(jù)庫(kù)、地名數(shù)據(jù)庫(kù)、大地成果數(shù)據(jù)庫(kù)及元數(shù)據(jù)庫(kù)等,初步建成海洋基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)多源、多尺度海量數(shù)據(jù)的有效組織和管理,建立海洋基礎(chǔ)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)。
以信息技術(shù)為主要標(biāo)志的科技進(jìn)步日新月異,促使傳統(tǒng)的海洋測(cè)繪事業(yè)發(fā)生革命性的變革。小型化、自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化將是海洋測(cè)量?jī)x器的發(fā)展方向,以船只、飛機(jī)和衛(wèi)星為平臺(tái)的立體測(cè)量框架逐漸成為海洋測(cè)量的發(fā)展模式,綜合要素的測(cè)量成為主要的測(cè)量方式,測(cè)量數(shù)據(jù)的處理與成圖將會(huì)更加完善和標(biāo)準(zhǔn)化,海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)將更具有現(xiàn)實(shí)性和完善性,數(shù)字海圖的生產(chǎn)體系、質(zhì)量控制體系和發(fā)布體系將更加健全,地理信息系統(tǒng)和電子海圖的應(yīng)用將變得越來(lái)越普遍。隨著我省海洋基礎(chǔ)測(cè)繪的開(kāi)展和海洋測(cè)繪新技術(shù)的研究及新設(shè)備的應(yīng)用,拓展了海洋測(cè)繪學(xué)科內(nèi)涵,適應(yīng)了海洋經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,逐步滿足我省發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、建設(shè)海洋強(qiáng)省的需求。
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課題組成員:
1、何書(shū)鏡,福建省測(cè)繪院,副主任,高級(jí)工程師,報(bào)告執(zhí)筆人。
2、姜建慧,福建省測(cè)繪院,院長(zhǎng),教授級(jí)高級(jí)工程師。
3、連鎮(zhèn)華,福建省測(cè)繪院,總工程師,教授級(jí)高級(jí)工程師。