海洋測(cè)繪發(fā)展范文

時(shí)間:2023-12-19 17:51:34

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海洋測(cè)繪發(fā)展

篇1

關(guān)鍵詞:海洋測(cè)繪;技術(shù);發(fā)展

中圖分類號(hào):P229;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ;文章編號(hào):

海洋測(cè)繪在我國(guó)的國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮著重要作用,在幾十年的發(fā)展歷程,海洋測(cè)繪取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,尤其是隨著信息化時(shí)代的到來(lái),海洋測(cè)繪在技術(shù)應(yīng)用上取得了跨越式發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪的數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo),在我國(guó)海洋事業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮愈加重要的作用。

多波束測(cè)深是當(dāng)代海洋基礎(chǔ)勘測(cè)技術(shù)中的一項(xiàng)高新技術(shù),是計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)和數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成。在各種海洋調(diào)查測(cè)量中,如海道測(cè)量、海洋工程(包括水下鉆探、海底管道、電纜、疏浚、填海工程測(cè)量)、地質(zhì)編圖(包括礦物探查、研究、電子海圖制作)、軍事應(yīng)用(包括掃雷)、其它調(diào)查任務(wù)(沉船考古、生物棲息地的地形研究)等領(lǐng)域,多波束勘測(cè)技術(shù)都有著巨大的優(yōu)勢(shì),并得到了廣泛的應(yīng)用。

一、多波束測(cè)深技術(shù)與海洋測(cè)繪

多波束測(cè)深是當(dāng)代海洋基礎(chǔ)勘測(cè)技術(shù)中的一項(xiàng)高新技術(shù),是計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)和數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成。在各種海洋調(diào)查測(cè)量中,如海道測(cè)量、海洋工程(包括水下鉆探、海底管道、電纜、疏浚、填海工程測(cè)量)、地質(zhì)編圖(包括礦物探查、研究、電子海圖制作)、軍事應(yīng)用(包括掃雷)、其它調(diào)查任務(wù)(沉船考古、生物棲息地的地形研究)等領(lǐng)域,多波束勘測(cè)技術(shù)都有著巨大的優(yōu)勢(shì),并得到了廣泛的應(yīng)用。

1、多波束測(cè)深系統(tǒng)是利用多波束原理進(jìn)行海底測(cè)圖和測(cè)量海底地貌的寬條帶回聲測(cè)深系統(tǒng),是水聲技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)和數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成。其工作原理通過(guò)聲波發(fā)射與接收換能器陣進(jìn)行聲波廣角度定向發(fā)射、接收,在與航向垂直的垂面內(nèi)形成條幅式高密度水深數(shù)據(jù),能精確、快速地測(cè)出沿航線一定寬度條帶內(nèi)水下目標(biāo)的大小、形狀和高低變化,從而精確可靠地描繪出海底地形地貌的精細(xì)特征。與單波束回聲測(cè)深儀相比,多波束測(cè)深系統(tǒng)具有測(cè)量覆蓋范圍大、測(cè)量速度快、精度和效率高、記錄數(shù)字化和實(shí)時(shí)自動(dòng)繪圖等優(yōu)點(diǎn)。

2、測(cè)深時(shí),載有多波束測(cè)深系統(tǒng)的船,每發(fā)射一個(gè)聲脈沖,不僅可以獲得船下方的垂直深度,而且可以同時(shí)獲得與船的航跡相垂直的面內(nèi)的幾十個(gè)水深值。多波束測(cè)深系統(tǒng)一般由窄波束回聲測(cè)深設(shè)備(換能器、測(cè)量船搖擺的傳感裝置、收發(fā)機(jī)等)和回聲處理設(shè)備(計(jì)算機(jī)、數(shù)字磁帶機(jī)、數(shù)字打印機(jī)、橫向深度剖面顯示器、實(shí)時(shí)等深線數(shù)字繪圖儀、系統(tǒng)控制鍵盤等)兩大部分組成。

3、測(cè)深系統(tǒng)的回聲處理設(shè)備較多。計(jì)算機(jī)可按預(yù)先給定的程序?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)和參數(shù)在船上實(shí)時(shí)處理;數(shù)字磁帶機(jī)按規(guī)定的格式記錄時(shí)間、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、羅經(jīng)航向、縱橫搖擺以及各波束測(cè)得的水深和相對(duì)于船的橫向距離等有關(guān)數(shù)據(jù),以便后期處理;數(shù)字打印機(jī)可根據(jù)需要對(duì)所有記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控;顯示器對(duì)系統(tǒng)的模擬輸出進(jìn)行監(jiān)視,直觀顯示橫向深度剖面(海底輪廓線圖);數(shù)字繪圖機(jī)沿校正過(guò)的航跡標(biāo)繪出等深線圖,實(shí)時(shí)判讀海底地貌的輪廓。

4、多波束測(cè)深系統(tǒng)同單個(gè)寬波束的回聲測(cè)深儀相比,具有橫向覆蓋范圍大(為深度的幾倍),波束窄(約為3°~5°),效率高等優(yōu)點(diǎn)。適用于海上工程施工區(qū)和重要航道的較大面積的精確測(cè)量,也可以用于精確測(cè)定航行障礙物的位置、深度。它能繪出海底三維圖形,消除了使用側(cè)掃聲吶時(shí)判讀的困難。有的系統(tǒng)還可在冰覆蓋區(qū)使用。

5、海洋測(cè)量、數(shù)據(jù)庫(kù)和產(chǎn)品化是海洋測(cè)繪體系的三個(gè)核心環(huán)節(jié),它們相互依存,相互影響,共同發(fā)展。目前海洋測(cè)繪體系已完成了數(shù)字化技術(shù)改造,目前由控制、水深、地形等的測(cè)量到海圖的編輯、加工和出版,全部實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化??墒桥c紙質(zhì)海圖的工序相比,目前的海洋測(cè)繪的供需變化卻不大,根本原因是由于整個(gè)技術(shù)的改造是參照紙質(zhì)海圖的工序?qū)嵤┑摹K顪y(cè)量是海洋測(cè)繪的核心技術(shù),目前由于單波束到多波束測(cè)量方式的改變,水深測(cè)量技術(shù)發(fā)生了重大的變革,實(shí)現(xiàn)了壘覆蓋的海底地形測(cè)量??墒牵绻豢紤]改變目前的測(cè)量工序和要求,不僅不會(huì)減少海圖產(chǎn)品化的時(shí)間和擴(kuò)大海洋測(cè)繪產(chǎn)品的多樣性。相反,由于數(shù)據(jù)量太大,卻會(huì)增加海圖出版機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。

二、海洋測(cè)繪的發(fā)展策略

1、加快提高測(cè)深技術(shù)

在水深測(cè)量上,海洋測(cè)繪雖然在近些年的發(fā)展中,取得了很大進(jìn)展,但由于受先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器價(jià)格昂貴,以及海洋測(cè)繪較之陸地測(cè)繪起步晚,在技術(shù)上相對(duì)較弱等原因的影響,在當(dāng)前我國(guó)的水深測(cè)繪中,仍然主要使用單波束測(cè)深儀,對(duì)于多波束測(cè)深儀的研制還有待提高,如果主要依靠單波束測(cè)深儀,將會(huì)降低我國(guó)測(cè)深效率以及測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性,對(duì)于我國(guó)海洋測(cè)繪業(yè)的發(fā)展是不利的。另外,雖然采用了空間遙感技術(shù),但使用的范圍還較小,目前主要在我國(guó)的淺海區(qū)域,在深海區(qū)域的使用范圍以及技術(shù)的精確度均有待提高。

2、提高GPS在海洋測(cè)繪中的精度

GPS定位系統(tǒng)在大地高的測(cè)量中應(yīng)用較早,且測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確,但在將大地高轉(zhuǎn)化為海圖高的精確度上卻并不高。由于海洋理論深度基準(zhǔn)面具有跳躍變化的不穩(wěn)定特點(diǎn),因此,將大地高作為無(wú)縫垂直參考基準(zhǔn)應(yīng)用水對(duì)水深的測(cè)量,還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性的研究,以做到通過(guò)大地高的測(cè)量,能對(duì)海圖高的數(shù)值有比較準(zhǔn)確的測(cè)定,尤其在我國(guó)的遠(yuǎn)海領(lǐng)域,應(yīng)加大對(duì)GPS精確使用范圍并加快相應(yīng)技術(shù)研究,以不斷促進(jìn)海洋測(cè)繪技術(shù)的提高。

3、統(tǒng)一坐標(biāo)系,提高海洋測(cè)繪精確度

當(dāng)前在海洋測(cè)繪中,發(fā)達(dá)國(guó)家在一般使用地心坐標(biāo)系進(jìn)行測(cè)繪。地心坐標(biāo)系因以地球質(zhì)心為原點(diǎn),較之參心坐標(biāo)系在測(cè)量結(jié)果上更為精確,而鑒于各種原因,我國(guó)當(dāng)前在坐標(biāo)系的使用上,地方坐標(biāo)系、國(guó)家坐標(biāo)系以及施工坐標(biāo)系的參照坐標(biāo)還存在差異,且主要以參心坐標(biāo)系為主,應(yīng)盡快予以統(tǒng)一,并逐漸選擇使用地心坐標(biāo)系,以不斷提高海洋測(cè)繪的精確度。

4、加快網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)系統(tǒng)建設(shè),重視測(cè)繪人才的培養(yǎng)

海洋測(cè)繪信息目前還是主要在海洋測(cè)繪、科研、管理等部門建立的局域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)信息共享,并沒有實(shí)現(xiàn)社會(huì)化應(yīng)用,應(yīng)嘗試在當(dāng)前局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上,與各級(jí)海事部門實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),通過(guò)與國(guó)家公共信息網(wǎng)站的鏈接,實(shí)現(xiàn)海事測(cè)繪公共服務(wù)信息的大眾化使用,并盡快建立起信息服務(wù)系統(tǒng),使海洋測(cè)繪信息能為與海洋打交道的各行業(yè)人員提供幫助。另外,應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)于測(cè)繪專業(yè)人才的培養(yǎng)力度,除通過(guò)高校培養(yǎng)專門的人才外,基于科技的飛速發(fā)展,應(yīng)注意對(duì)在業(yè)人員的培訓(xùn),以及時(shí)更新他們的知識(shí),使測(cè)繪人員的專業(yè)技能跟上時(shí)展步伐,并不斷得以提升。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水下地形測(cè)量要求的提高,傳統(tǒng)單波測(cè)深儀已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的新需求,多波束水深測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)帶來(lái)了海洋測(cè)量技術(shù)的一次重大變革。在新形勢(shì)下,必將對(duì)多波束測(cè)量技術(shù)與海洋測(cè)繪工序做出進(jìn)一步的調(diào)整。多波束測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和海圖數(shù)據(jù)庫(kù)的建立,將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品化產(chǎn)生重大影響,使得海洋測(cè)繪產(chǎn)品化的時(shí)間得以有效縮短,并能提高海洋測(cè)繪產(chǎn)品的多樣性。

參考文獻(xiàn)

[1]馬蘭,孔毅.信息化海洋測(cè)繪的構(gòu)想[J].現(xiàn)代測(cè)繪,2010(1).

篇2

關(guān)鍵詞:海洋測(cè)繪 培訓(xùn)與開發(fā) 人力資源管理

海洋測(cè)繪是指以海洋水體和海底為對(duì)象所進(jìn)行的測(cè)量和海圖編制工作。主要包括海道測(cè)量、海洋大地測(cè)量、海底地形測(cè)量、海洋專題測(cè)量,以及航海圖、海底地形圖、各種海洋專題圖和海洋圖集等的編制。顧名思義,海洋測(cè)繪人員就是完成這些工作的人員。海洋測(cè)繪技術(shù)是融合多門學(xué)科的具有較強(qiáng)專業(yè)性的技術(shù),而且,隨著近幾年國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的提出以及海洋經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,海洋測(cè)繪技術(shù)逐步受到重視與發(fā)展,國(guó)內(nèi)外新技術(shù)日新月異,新設(shè)備的研發(fā)突飛猛進(jìn),因此,如何有效提升海洋測(cè)繪人員的技術(shù)能力,更好的讓海洋測(cè)繪人員掌握最新的科技裝備,做好培訓(xùn)與開發(fā)工作顯得尤為關(guān)鍵。

一、海洋測(cè)繪人員的職業(yè)特點(diǎn)

第一,海洋測(cè)繪是保障航運(yùn)安全、維護(hù)海洋清潔、促進(jìn)港航發(fā)展的一項(xiàng)必不可少的前期性、基礎(chǔ)性、公益性工作,具有國(guó)際性、唯一性、安全性、專業(yè)性和整體性等特點(diǎn),是履行國(guó)際公約、體現(xiàn)海洋的重要內(nèi)容。

第二,海洋測(cè)繪工作流動(dòng)性強(qiáng)、工作艱苦;受氣候、環(huán)境影響大,安全風(fēng)險(xiǎn)大。海洋測(cè)繪人員長(zhǎng)期在海上或港口航道測(cè)量工作,無(wú)法經(jīng)?;丶?,工作壓力大。并且海洋測(cè)繪是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè),由于測(cè)繪的主要載體是船舶,且基于海洋測(cè)繪的特殊技術(shù)要求,必須經(jīng)常在航道中穿越、掉頭,并在島礁、淺灘和沉船等危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量作業(yè),從而給海洋測(cè)繪作業(yè)人員、船舶和儀器安全帶來(lái)了困難和風(fēng)險(xiǎn)。

第三,海洋測(cè)繪工作技術(shù)含量高,涉及多個(gè)專業(yè),人員成材周期長(zhǎng)。海洋測(cè)繪技術(shù)是融合多門學(xué)科的具有較強(qiáng)專業(yè)性的技術(shù),國(guó)外新技術(shù)新設(shè)備的研發(fā)速度突飛猛進(jìn),并且人員成才周期長(zhǎng),除了必須的專業(yè)知識(shí)以外還需要一些重大工程的實(shí)踐鍛煉,并不是一朝一夕就可以成為技術(shù)能手與尖兵的。

第四,海洋測(cè)繪工作對(duì)質(zhì)量要求高,對(duì)高精密的技術(shù)設(shè)備依賴性強(qiáng)。海洋測(cè)繪的質(zhì)量往往決定港口航道通航的安全問題,因此質(zhì)量要求十分嚴(yán)格,海洋測(cè)繪所使用的儀器設(shè)備多屬于高精尖的精密海洋工程設(shè)備,多依賴進(jìn)口,因此價(jià)值較為昂貴;且由于長(zhǎng)期處于海洋潮濕和高強(qiáng)度工作環(huán)境中,較易受損,使用壽命短,維修困難且周期長(zhǎng),價(jià)格高,投入大,因此對(duì)測(cè)繪工作人員的使用與操作要求變得更高。

二、目前海洋測(cè)繪人員培訓(xùn)與開發(fā)存在的問題

1.片面強(qiáng)調(diào)完成培訓(xùn)任務(wù),培訓(xùn)效果欠佳

目前海洋測(cè)繪工作人員的培訓(xùn)工作存在為了培訓(xùn)而培訓(xùn),不注重實(shí)際需求,沒有充分考慮他們的職業(yè)特性,一味追求理論知識(shí)的灌輸,缺少實(shí)踐鍛煉的過(guò)程,培訓(xùn)時(shí)間短,測(cè)繪一線人員往往疲于應(yīng)付工作,不能充分利用工作忙閑時(shí)段進(jìn)行培訓(xùn),培訓(xùn)效果欠佳。

2.培訓(xùn)方式滯后,缺乏科學(xué)有效的需求分析

在組織相關(guān)的培訓(xùn)前,鮮有進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)需求調(diào)查,也沒有充分考慮崗位差異,培訓(xùn)工作與海洋測(cè)繪人員的崗位匹配度較低。培訓(xùn)內(nèi)容主要集中在理論知識(shí)或職業(yè)道德等方面的培訓(xùn),不注重測(cè)繪人員的潛能開發(fā);培訓(xùn)方式上,主要以傳授講課式的教學(xué)為主,培訓(xùn)教師與培訓(xùn)學(xué)員的互動(dòng),學(xué)員之間的互動(dòng)較少,現(xiàn)代的培訓(xùn)方式運(yùn)用程度較低,培訓(xùn)工作的開展與海洋測(cè)繪工作的實(shí)際存在差距。

3.培訓(xùn)評(píng)估不足,缺乏有效的反饋機(jī)制

從實(shí)踐來(lái)看,較少有針對(duì)海洋測(cè)繪人員培訓(xùn)效果的考核與評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)主體方面,主要是以“誰(shuí)培訓(xùn)誰(shuí)評(píng)估”為原則,使評(píng)估結(jié)果缺乏公正性和客觀性,評(píng)估結(jié)果往往流于表格形式之上,難以對(duì)提高海洋測(cè)繪人員培訓(xùn)質(zhì)量產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的約束和激勵(lì)效果,培訓(xùn)效果評(píng)估結(jié)果信息尚未建立雙向信息溝通反饋機(jī)制,培訓(xùn)結(jié)果較難與海洋測(cè)繪人員的考核與晉升掛鉤。

4.培訓(xùn)的激勵(lì)機(jī)制不夠完善

現(xiàn)階段,海洋測(cè)繪單位僅僅將教育培訓(xùn)工作列為單位日常管理中的一部分,并沒有與激勵(lì)機(jī)制相互滲透,致使海洋測(cè)繪人員接受培訓(xùn)的積極性不高,甚至敷衍了事。沒有完善的激勵(lì)機(jī)制導(dǎo)致培訓(xùn)組織困難,考核反饋以及評(píng)估結(jié)果沒有整改。

三、提升海洋測(cè)繪人員培訓(xùn)與開發(fā)效果的對(duì)策與思考

1.結(jié)合職業(yè)特性,合理安排培訓(xùn)任務(wù)

針對(duì)海洋測(cè)繪人員的職業(yè)特性以及季節(jié)性等特點(diǎn),合理安排培訓(xùn)任務(wù),堅(jiān)決摒棄為了培訓(xùn)而培訓(xùn)的思想,注重培訓(xùn)實(shí)效,而不是為了完成培訓(xùn)任務(wù)與課時(shí),利用好忙閑時(shí)間段,克服“工學(xué)矛盾”,利用一線重大工程以及通過(guò)流動(dòng)課堂的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)與實(shí)踐提高測(cè)繪工作人員的技術(shù)水平,同時(shí)可以利用部分大學(xué)測(cè)繪專業(yè)的實(shí)訓(xùn)基地,與相關(guān)大學(xué)達(dá)成合作協(xié)議分批分段安排部分海洋測(cè)繪人員“回爐”學(xué)習(xí)最新測(cè)繪科研技術(shù)與裝備。

2.進(jìn)行科學(xué)的培訓(xùn)開發(fā)需求分析,合理選擇培訓(xùn)開發(fā)內(nèi)容與方式

要基于單位目前及未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需求,準(zhǔn)確把握海洋測(cè)繪單位的工作特性,既要保持適當(dāng)超前的原則,合理把握培訓(xùn)開發(fā)的速度,又要考慮員工個(gè)人職業(yè)生涯發(fā)展的需求,合理規(guī)劃和安排職工的培訓(xùn)工作,制定差異化的培訓(xùn)課程與內(nèi)容。在方法的選擇上,注重培訓(xùn)與開發(fā)過(guò)程的互動(dòng)性和雙向交流,積極采用企業(yè)的優(yōu)秀培訓(xùn)方法和模式,如案例教學(xué)、主題研討、角色扮演、現(xiàn)場(chǎng)模擬、情景模擬教學(xué)、拓展訓(xùn)練等較為新穎的互動(dòng)性、實(shí)踐性的教學(xué)方法,可以嘗試YY語(yǔ)音、QQ視頻等培訓(xùn)新形式,把握測(cè)繪技術(shù)的前沿發(fā)展,提升受訓(xùn)人員的學(xué)習(xí)興趣和參與熱情,提高培訓(xùn)質(zhì)量。

3.重視培訓(xùn)開發(fā)效果的評(píng)估和考核工作

培訓(xùn)評(píng)估和激勵(lì)需要從培訓(xùn)過(guò)程和結(jié)果兩大方面統(tǒng)籌進(jìn)行,建立培訓(xùn)過(guò)程及結(jié)果并重的評(píng)估、激勵(lì)機(jī)制。在培訓(xùn)過(guò)程的評(píng)估方面,可以考慮一定周期,由人事部門及時(shí)對(duì)培訓(xùn)進(jìn)展及學(xué)員意見反饋進(jìn)行了解和征集,通過(guò)訪談、問卷、信件回收等形式向培訓(xùn)組織者、培訓(xùn)主體、培訓(xùn)對(duì)象等了解各自對(duì)培訓(xùn)工作的組織、效果的評(píng)價(jià)、結(jié)合大家的反饋對(duì)培訓(xùn)工作進(jìn)行適度修正。在培訓(xùn)結(jié)果的評(píng)估方面,要對(duì)當(dāng)期培訓(xùn)的結(jié)果進(jìn)行考察衡量,評(píng)判培訓(xùn)工作的總體感受及評(píng)價(jià)、培訓(xùn)對(duì)象的培訓(xùn)收獲,培訓(xùn)工作對(duì)培訓(xùn)對(duì)象的能力提升的效用,培訓(xùn)對(duì)象的個(gè)人績(jī)效的提升程度等方面。在培訓(xùn)開發(fā)工作完成后,要及時(shí)做好培訓(xùn)工作的考核,根據(jù)內(nèi)容不同,選擇不同的考核方法,調(diào)動(dòng)員工參與培訓(xùn)并將成果積極轉(zhuǎn)化的主動(dòng)性,認(rèn)真總結(jié)和歸納取得的成果,存在的不足與問題,吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),用以指導(dǎo)下一輪培訓(xùn)工作的開展。

4.充分發(fā)揮單位內(nèi)部海洋測(cè)繪技術(shù)骨干和專家型人才的引領(lǐng)作用

要充分重視單位內(nèi)部海洋測(cè)繪技術(shù)骨干和專家型人才的引領(lǐng)作用,樹立榜樣帶頭作用,對(duì)于技術(shù)高、能力強(qiáng)的員工給予物質(zhì)和精神的雙重獎(jiǎng)勵(lì),將其樹成標(biāo)兵,模范。實(shí)現(xiàn)單位內(nèi)部海洋測(cè)繪技術(shù)骨干和專家型人才的引領(lǐng)效果,完善師徒帶教模式,提升海洋測(cè)繪技術(shù)人員的整體水平。

綜上所述,為了提高海洋測(cè)繪人員的培訓(xùn)與開發(fā),提高培訓(xùn)質(zhì)量,除了上述方法之外,單位管理人員除了提高重視外,還需明確人力資源教育培訓(xùn)的重要性,樹立正確的教育培訓(xùn)觀念,合理運(yùn)用培訓(xùn)新手段新技術(shù),完善激勵(lì)措施,全面調(diào)動(dòng)海洋測(cè)繪人員學(xué)習(xí)新技術(shù)、新設(shè)備的積極性,提升海洋測(cè)繪人員的專業(yè)素質(zhì),有效提升單位的整體技術(shù)水平,實(shí)現(xiàn)單位可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]雷蒙德?A?諾伊.雇員培訓(xùn)與開發(fā)[M],北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社,2001

篇3

關(guān)鍵詞: GPS技術(shù);海洋測(cè)繪;應(yīng)用;問題;方法

中圖分類號(hào):P2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

1 引言

海洋測(cè)繪是測(cè)量海洋底部的地球物理場(chǎng)的性質(zhì)及其變化特征,以繪制成不同比例尺的海圖和專題海圖。海洋測(cè)繪主要包括海上定位、海洋大地測(cè)量和水下地形測(cè)量。海上定位通常是指海上確定船位的工作,主要用于艦船導(dǎo)航,同時(shí)又是海洋大地測(cè)量不可缺少的工作。海洋大地測(cè)量主要包括在海洋范圍內(nèi)布設(shè)的大地控制網(wǎng),進(jìn)行海洋重力測(cè)量。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行水下的地形測(cè)量,測(cè)繪水下地形圖,測(cè)定海洋大地水準(zhǔn)面。此外海洋測(cè)繪的工作還包括海洋劃、航道測(cè)量以及海洋資源勘探與開發(fā)、海底管道的鋪設(shè)、近海工程、打撈、疏浚等海洋工程測(cè)量、平均海面測(cè)量、海面地形測(cè)量等。海上定位是海洋測(cè)繪中的最基本的工作。由于海域遼闊,海上定位可以根據(jù)離海岸距離的遠(yuǎn)近而采用不同的定位方法,其中就包括GPS衛(wèi)星定位。

2 GPS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及測(cè)量原理

2.1 GPS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

GPS系統(tǒng)即全球定位系統(tǒng),它的主要用途包括:

第一,陸地應(yīng)用,主要包括車輛導(dǎo)航、應(yīng)急反應(yīng)、大氣物理觀測(cè)、地球物理資源勘探、工程測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、市政規(guī)劃控制等;

第二,海洋應(yīng)用,包括遠(yuǎn)洋船最佳航程航線測(cè)定、船只實(shí)時(shí)調(diào)度與導(dǎo)航、海洋救援、海洋探寶、水文地質(zhì)測(cè)量以及海洋平臺(tái)定位、海平面升降監(jiān)測(cè)等;

第三,航空航天應(yīng)用,包括飛機(jī)導(dǎo)航、航空遙感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、導(dǎo)彈制導(dǎo)、航空救援和載人航天器防護(hù)探測(cè)等。

GPS技術(shù)目前廣泛應(yīng)用與世界上的各個(gè)領(lǐng)域,而且應(yīng)用也十分普遍。在GPS剛投入使用的時(shí)候,只是在軍事上使用,很多領(lǐng)域并沒有GPS的使用,而現(xiàn)在GPS已經(jīng)普遍到每個(gè)居民用戶。GPS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括:測(cè)量、交通、救援、農(nóng)業(yè)、娛樂消遣、導(dǎo)航、臨時(shí)收頻、軍事等領(lǐng)域。

GPS技術(shù)給測(cè)繪界帶來(lái)了一場(chǎng)革命,領(lǐng)用GPS中的技術(shù)可以使測(cè)量的精度達(dá)到厘米級(jí)以上,而且GPS技術(shù)與傳統(tǒng)的手工測(cè)量技術(shù)相比有著很大的優(yōu)勢(shì):測(cè)量精度高;操作簡(jiǎn)便,儀器體積小,便于攜帶;全天候操作;觀測(cè)點(diǎn)之間無(wú)須通視;測(cè)量結(jié)果統(tǒng)一在WGS84坐標(biāo)下,信息自動(dòng)接收、存儲(chǔ),減少繁瑣的中間處理環(huán)節(jié)。在當(dāng)前,GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大地測(cè)量、資源勘查、地殼運(yùn)動(dòng)、地籍測(cè)量等領(lǐng)域。

2.2 GPS技術(shù)的測(cè)量原理

GPS(Global Positioning System)即全球定位系統(tǒng),是由美國(guó)建立的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),利用該系統(tǒng),用戶可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航定位和測(cè)速;另外,利用該系統(tǒng),用戶還能夠進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞和高精度的精密定位。GPS是美國(guó)國(guó)防部組織并開發(fā)的一個(gè)全球性、全天候、高精度的導(dǎo)航定位和時(shí)間傳遞系統(tǒng), 空間部分由24顆衛(wèi)星組成, 是軍民兩用系統(tǒng), 提供兩個(gè)等級(jí)的服務(wù)。美國(guó)政府為了加強(qiáng)其在全球?qū)Ш绞袌?chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力, 撤銷對(duì)的干擾技術(shù), 標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)定位精度雙頻工作時(shí)實(shí)際可提高到20米。授時(shí)精度提高到40納秒, 以此抑制其他國(guó)家建立與其平行的系統(tǒng), 并提倡以GPS和美國(guó)政府的增強(qiáng)系統(tǒng)作為國(guó)際使用的標(biāo)準(zhǔn)。

GPS的工作原理為:24顆GPS衛(wèi)星在離地面12000km的高空上,以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行,使得地面上的任何一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。由于衛(wèi)星的位置精確可知,在GPS觀測(cè)中,就可以得到接收機(jī)至GPS衛(wèi)星之間的距離,利用三維坐標(biāo)中的距離公式,用三顆衛(wèi)星就可以組成三個(gè)方程,解出觀測(cè)點(diǎn)的位置(X,Y,Z),考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差,實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù),X、Y、Z和時(shí)差,因而需要引入第4顆衛(wèi)星,形成四個(gè)方程式進(jìn)行求解,從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)度、緯度和高度。

GPS衛(wèi)星定位是以三角測(cè)量定位原理來(lái)進(jìn)行定位的。它采用多星高軌測(cè)距體制,以接收機(jī)至GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本觀測(cè)量。當(dāng)?shù)孛嬗脩舻腉PS接收機(jī)同時(shí)接收到3顆以上衛(wèi)星的信號(hào)后,通過(guò)使用偽距測(cè)量或載波相位測(cè)量,測(cè)算出衛(wèi)星信號(hào)到接收機(jī)所需要的時(shí)間、距離,再結(jié)合各衛(wèi)星所處的位置信息,將衛(wèi)星至用戶的多個(gè)等距離球面相交后,即可確定用戶的三維(經(jīng)度、緯度、高度)坐標(biāo)位置以及速度、時(shí)間等相關(guān)參數(shù)。

3現(xiàn)代GPS技術(shù)在海洋測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1海洋測(cè)繪的特點(diǎn)

1)測(cè)站在船上,在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。2)同一空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)的各觀測(cè)量(坐標(biāo)、深度、重力等)必須同時(shí)測(cè)定,無(wú)法重復(fù)測(cè)量。3)觀測(cè)受大氣影響和海水物理性質(zhì)影響,精度比陸地上大地測(cè)量低。

3.2 GPS在海洋測(cè)繪中的應(yīng)用

3.2.1用GPS定位技術(shù)進(jìn)行高精度海洋定位

為了獲得較好的海上定位精度,采用GPS接收機(jī)和船上導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行組合定位。如在進(jìn)行GPS偽距定位時(shí),用船上的計(jì)程儀(或多普勒聲納)、陀螺儀的觀測(cè)值聯(lián)合推求船位。對(duì)于近海海域,采用在岸上或島嶼上設(shè)立基準(zhǔn)站,船上安置GPS接收機(jī),采用差分技術(shù)或動(dòng)態(tài)相

對(duì)定位技術(shù)確定船位,從而進(jìn)行高精度海上定位。

3.2.2 GPS技術(shù)用于建立海洋大地控制網(wǎng)

建立海洋大地控制網(wǎng),為海面變化和水下地形測(cè)繪、海洋資源開發(fā)、海洋工程建設(shè)、海底地殼運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)和船艦的導(dǎo)航等服務(wù),是海洋大地測(cè)量的—項(xiàng)基本任務(wù)。海洋大地控制網(wǎng),是由分布在島嶼、暗礁上的控制點(diǎn)和海底控制點(diǎn)組成的。海底控制點(diǎn)由固定標(biāo)志和水聲應(yīng)答器構(gòu)成。對(duì)于島、礁上的控制點(diǎn)點(diǎn)位,可用GPS相對(duì)定位精度測(cè)定其在統(tǒng)一參考系中的坐標(biāo)。我國(guó)已于1990年和1994年,在西沙和南沙群島的島、礁上,布設(shè)了GPS網(wǎng)。平均邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差為1/:387萬(wàn);方位中誤差為±Q06”、點(diǎn)位中誤差為±13cm,并完成與??凇⒄拷?、東莞等國(guó)家大地點(diǎn)的聯(lián)測(cè)。而對(duì)于測(cè)定海底控制點(diǎn)的位置,則需要借助于船臺(tái)或固定浮標(biāo)E的GPS接收機(jī)和水聲定位設(shè)備,對(duì)衛(wèi)星和海底控制點(diǎn)進(jìn)行同步觀測(cè)而實(shí)現(xiàn)。船上GPS接收機(jī)的瞬時(shí)位置,可以通過(guò)GPS相對(duì)動(dòng)態(tài)定位而精密確定。利用GPS接收機(jī)同步觀測(cè)GPS衛(wèi)星進(jìn)行定位的同時(shí),利用海底水聲應(yīng)答器同步測(cè)定船上GPS接收機(jī)與海底控制點(diǎn)間的距離,從而

測(cè)定海底控制點(diǎn)的位置。

3.2.3 GPS在水下地形測(cè)繪中的應(yīng)用

水下地形圖的繪制對(duì)于航運(yùn)、海底資源勘探、海底電纜鋪設(shè)、沿海養(yǎng)殖業(yè)和海上鉆井平臺(tái)等具有重要意義。海道測(cè)量是進(jìn)行水下地形圖測(cè)繪的基礎(chǔ),可以通過(guò)海底控制測(cè)量來(lái)測(cè)定海底控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)或平面坐標(biāo)。除此以外,還需用水深儀器對(duì)水深進(jìn)行測(cè)量。水深測(cè)線間距依比例尺不同而變化,水深儀器的定位除了在近岸區(qū)域使用傳統(tǒng)的光學(xué)儀器采用交匯法定位外,其他較遠(yuǎn)區(qū)域多采用無(wú)線電定位。由于GPS可以快速、高精度的對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定位,可以對(duì)水深儀器進(jìn)行單點(diǎn)定位,但其精度只有幾十米,只能作為遠(yuǎn)海小比例尺海底地形測(cè)繪的控制:對(duì)于較大比例尺測(cè)圖,可應(yīng)用差分GPS技術(shù)進(jìn)行相對(duì)定位。實(shí)際應(yīng)用中常將GPS和水深儀器同時(shí)使用,前者進(jìn)行定位測(cè)量,后者進(jìn)行水深測(cè)量,再利用電子記錄手簿,利用計(jì)算機(jī)和繪圖儀組成水下地形測(cè)量自動(dòng)化系統(tǒng)。

水下地形測(cè)量是海洋測(cè)繪的最基本的工作之一。由于海域遼闊,海上定位顆根據(jù)離海岸距離的遠(yuǎn)近而采用不同的定位方法,如光學(xué)交會(huì)定位、無(wú)線電測(cè)距、GPS衛(wèi)星定位等。

水下地形測(cè)量主要是海道測(cè)量,海底控制測(cè)量是確定海底點(diǎn)的三維坐標(biāo)或平面坐標(biāo),而水下地形測(cè)量還需要利用水深儀器測(cè)定水深。對(duì)于近海領(lǐng)域,采用在岸上會(huì)島嶼上設(shè)立基準(zhǔn)站,采用動(dòng)態(tài)相對(duì)位技術(shù)進(jìn)行高精度海上定位。在船上安裝差分GPS接收機(jī)和測(cè)深儀。測(cè)量船按預(yù)定航線利用差分GPS導(dǎo)航和定位,測(cè)深儀按一定距離或一定時(shí)間按照事先設(shè)定自動(dòng)向海底發(fā)射超聲波并接受海底的發(fā)射波,同時(shí)記錄GPS的定位結(jié)果和測(cè)深數(shù)據(jù)。定位測(cè)量和水深測(cè)量的數(shù)據(jù)都有了之后,就可以利用這些電子手簿和計(jì)算機(jī)、繪圖儀等組成系統(tǒng),測(cè)繪水深圖和水下地形圖等。

4現(xiàn)代GPS技術(shù)在海洋測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用中出現(xiàn)的問題及解決方法

4.1出現(xiàn)的問題

由于GPS技術(shù)是由美國(guó)軍方制作并控制的,因此我們?cè)谑褂肎PS數(shù)據(jù)時(shí)就要考慮到數(shù)據(jù)的真實(shí)性和數(shù)據(jù)的實(shí)用性。美國(guó)軍方可以隨時(shí)修改我們使用的數(shù)據(jù),如果數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確一切工作都沒有任何用途。

另一方面,由于GPS定位系統(tǒng)是基于美國(guó)軍方的國(guó)家戰(zhàn)略研發(fā)的,所以其對(duì)外開放的徹底性還有所保留,加上整個(gè)系統(tǒng)本身研發(fā)時(shí)的局限性和民用領(lǐng)域的不斷延伸,所以同其他測(cè)量手段一樣,GPS測(cè)量誤差也不可避免,因此在進(jìn)行海洋測(cè)繪的時(shí)候需要注意出現(xiàn)的誤差。

4.2 解決方法

在數(shù)據(jù)使用的問題上,我們目前還沒有什么衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)相比,不論是我國(guó)的北斗系列,還是GLONASS 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)或Galileo系統(tǒng)總體功能現(xiàn)在都無(wú)法與GPS相比,因此我們要在研發(fā)新的系統(tǒng)的同時(shí),還是要使用GPS的數(shù)據(jù)來(lái)解決我們目前的一些問題。

對(duì)于GPS測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差,我們應(yīng)該分析產(chǎn)生誤差的原因,一般出現(xiàn)的都是系統(tǒng)誤差。對(duì)于這些系統(tǒng)誤差,我們不可避免,因此只能通過(guò)一些參數(shù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果的修正。另外,還有一部分誤差是我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時(shí)候產(chǎn)生的。因?yàn)镚PS衛(wèi)星定位系統(tǒng)采用的是WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng),而在我們國(guó)家一般使用的是北京54坐標(biāo)系統(tǒng),因此在使用GPS數(shù)據(jù)時(shí)就需要進(jìn)行坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。由于不同的地方的轉(zhuǎn)換參數(shù)不同,因此坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換是一項(xiàng)浩大的工程,在轉(zhuǎn)換構(gòu)成中就會(huì)產(chǎn)生一些誤差,對(duì)于這些誤差我們也只能盡量避免。只有這些誤差都減小了之后,我們進(jìn)行海洋測(cè)繪的工作才能做的更精細(xì),數(shù)據(jù)才能更準(zhǔn)確。

5結(jié)論

GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,在海洋測(cè)繪領(lǐng)域也不例外。對(duì)于海上定位,海洋的水下地形測(cè)量,GPS技術(shù)發(fā)揮了很大的作用,我們使用GPS技術(shù)讓我們?cè)诤Q鬁y(cè)繪領(lǐng)域的成果更進(jìn)一步,建立了海洋測(cè)量平面控制網(wǎng)。GPS技術(shù)的引進(jìn)改變了傳統(tǒng)的測(cè)量方法,節(jié)省了很多人力物力。

目前,我國(guó)已經(jīng)擁有了北斗系統(tǒng),北斗二代也正在建設(shè)中,而且也與中歐簽訂了協(xié)議投資建設(shè)伽利略衛(wèi)星系統(tǒng)。我國(guó)在今后海洋測(cè)繪領(lǐng)域中,必定朝著自主、高效的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]朱道璋.淺析GPS測(cè)量的誤差及應(yīng)對(duì)措施[J].江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院.2006.

篇4

關(guān)鍵詞:海洋測(cè)量;測(cè)量技術(shù);現(xiàn)狀與展望

中圖分類號(hào):P229文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):

引言:

海洋測(cè)量主要是為了精密測(cè)定和描述海洋幾何場(chǎng)和物理場(chǎng)的重要參數(shù),從而為人類開發(fā)海洋,利用海洋資源的活動(dòng)服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,特別是衛(wèi)星技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息獲取手段的改進(jìn)和發(fā)展,海洋測(cè)量突破了傳統(tǒng)單一的海道測(cè)量范圍,相繼出現(xiàn)了相對(duì)獨(dú)立的海洋控制測(cè)量、海洋工程測(cè)量、海底地形測(cè)量、海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量等。

1.海洋測(cè)量的現(xiàn)狀

海洋測(cè)量按性質(zhì)可劃分為物理海洋測(cè)量和幾何海洋測(cè)量?jī)深悺?/p>

1.1物理海洋測(cè)量

物理海洋測(cè)量是對(duì)海洋底部地球引力場(chǎng)和磁力場(chǎng)等物理場(chǎng)性質(zhì)的測(cè)量。海洋測(cè)量必須以海洋物理知識(shí)作為基礎(chǔ),其主要測(cè)量方法有海洋地震測(cè)量、海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量和海底熱流測(cè)量4種,此外,海洋電法測(cè)量和海底放射性測(cè)量尚處于試驗(yàn)階段。物理海洋測(cè)量按照原理、技術(shù)和方法及其應(yīng)用劃分,包括海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量及海洋水文測(cè)量。

1.1.1海洋重力測(cè)量

海洋重力測(cè)量是對(duì)海域重力加速度進(jìn)行測(cè)定。在進(jìn)行重力測(cè)量時(shí),由于海水的不斷運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生各種干擾加速度,受到的主要擾動(dòng)影響有:水平加速度和傾斜影響、垂直加速度的影響、交叉耦合效應(yīng)的影響、厄缶效應(yīng)的影響。近年來(lái),各種高新技術(shù)在海洋測(cè)量中的應(yīng)用,海洋重力測(cè)量的技術(shù)水平有了較大提高:重力儀測(cè)量系統(tǒng)的主體技術(shù)不斷改進(jìn),消除了交叉耦合效應(yīng)的影響;采用硅油阻尼代替空氣阻尼,提高了儀器的抗震性和抗干擾性;DGPS(Difference Global Positioning System,即差分全球定位系統(tǒng))的廣泛應(yīng)用,提高了重力測(cè)量中的導(dǎo)航定位精度;光纖陀螺技術(shù)的使用,提高了平臺(tái)的靈敏度、穩(wěn)定性和使用壽命;衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的不斷推廣,提高了重力測(cè)量資料的精度和分辨率;數(shù)字化控制重力彈簧或擺的調(diào)平、平臺(tái)的調(diào)平,使儀器正在向小型、輕便和高效率的方向發(fā)展。

1.1.2海洋磁力測(cè)量

海洋磁力測(cè)量是對(duì)海上地磁要素進(jìn)行測(cè)定。海洋磁力測(cè)量按照測(cè)量?jī)?nèi)容可分為海洋磁力儀和海洋磁力梯度儀。早期時(shí),曾使用飽和式磁力儀,目前,多使用質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀、光泵磁力儀及銫光泵磁力梯度儀和質(zhì)子旋進(jìn)式磁力梯度儀。光泵技術(shù)的使用,消除了日變和海岸效應(yīng)的影響,提高了測(cè)量的靈敏度、穩(wěn)定性和可靠性;DGPS、壓力深度儀、超短基線定位系統(tǒng)、浪潮儀和ADCP (Acoustic Doppler Current Profilers, 即聲學(xué)多普勒流速剖面儀)等輔助設(shè)備的采用,提高了定位精度和環(huán)境噪聲改正精度。

1.1.3海洋水文測(cè)量

海洋水文測(cè)量就是對(duì)海洋水文要素進(jìn)行測(cè)量,為水下地形測(cè)量、水深測(cè)量以及定位提供必要的海水物理、化學(xué)特性參數(shù)。隨著海洋科學(xué)的發(fā)展,在現(xiàn)代的海洋水文測(cè)量中,出現(xiàn)了多種新的觀測(cè)手段及其相應(yīng)的探測(cè)儀器。走航式溫鹽深計(jì)可以在動(dòng)態(tài)海水里獲取不同水層的溫度和鹽度,為研究海洋溫度及鹽度的分布規(guī)律提供了豐富的數(shù)據(jù)資料,突破了點(diǎn)測(cè)量的局限。透明度儀的使用提高了觀測(cè)的精確度和準(zhǔn)確度。遙報(bào)潮位觀測(cè)和GPS在航潮位測(cè)量方法的出現(xiàn),在很大程度上提高了潮位觀測(cè)的自動(dòng)化和精確性。目前通過(guò)測(cè)站式或ADCP測(cè)定海流的流速和流向,加快了測(cè)量速度,提高了測(cè)量精度。

1.2幾何海洋測(cè)量

幾何海洋測(cè)量是對(duì)海洋表面、海底及其相鄰海岸的幾何形狀的測(cè)定。主要包括海洋大地測(cè)量、海洋定位測(cè)量、水深測(cè)量、海底地形地貌測(cè)量、海洋工程測(cè)量。

1.2.1海洋大地測(cè)量

海洋大地測(cè)量是研究海洋大地控制點(diǎn)(網(wǎng)),確定地球形狀,研究海平面形狀的科學(xué)。海洋大地測(cè)量的主要工作是建立海洋大地控制網(wǎng),為水面、水中、水底定位提供已知位置的控制點(diǎn),海洋控制網(wǎng)包括海岸控制網(wǎng)、島-陸、陸-島控制網(wǎng)及海底控制網(wǎng)。海岸控制網(wǎng)的建立與常規(guī)的陸上控制網(wǎng)相同,可采用傳統(tǒng)的邊角網(wǎng)和GPS控制網(wǎng)。衛(wèi)星定位技術(shù)的出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了陸-島和島-陸控制網(wǎng)的聯(lián)測(cè),也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)離大陸水域的水上定位和水下地形測(cè)量,并將其測(cè)量成果納入與大陸相同的坐標(biāo)框架內(nèi)。海底控制網(wǎng)是通過(guò)聲學(xué)方法建立的,一般布設(shè)為三角形或正方形結(jié)構(gòu),水下控制點(diǎn)為海底中心標(biāo)石,其標(biāo)志采用水下答應(yīng)器(或稱聲標(biāo)),水下答應(yīng)器的位置通過(guò)船載GPS接收機(jī)和水聲定位系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)定,即雙三角錐測(cè)量。

1.2.2海洋定位測(cè)量

海洋定位測(cè)量是海洋測(cè)繪和海洋工程的基礎(chǔ)。隨著電子經(jīng)緯和高精度紅外激光測(cè)距儀的發(fā)展,可按一方位一距離極坐標(biāo)法可為近岸動(dòng)態(tài)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)快速定位。全站儀由于自動(dòng)化程度高,使用方便、靈活,當(dāng)前在沿岸、港口、水上測(cè)量中使用日益增多。GPS定位系統(tǒng)是目前海洋測(cè)量的主要定位手段。水下定位普遍采用聲學(xué)定位系統(tǒng),水聲定位系統(tǒng)的工作方式很多,最基本的有長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)、短基線定位系統(tǒng)和超短基線定位系統(tǒng)。目前我國(guó)已經(jīng)研發(fā)了水下DGPS高精度定位系統(tǒng)用于水下定位,該設(shè)備首次利用GPS解決水下設(shè)備導(dǎo)航和實(shí)時(shí)三維定位問題,并提供亞米級(jí)的定位結(jié)果。

1.2.3水下地形測(cè)量

海底地形測(cè)量,首先進(jìn)行海岸或海底平面、高程控制測(cè)量,然后進(jìn)行海底地物、地貌的探測(cè)。隨著GPS高精度定位技術(shù)在海洋測(cè)量中的應(yīng)用,水下地形測(cè)量的導(dǎo)航和定位精度得到了進(jìn)一步改善。多波束測(cè)深系統(tǒng)具有測(cè)量范圍大、速度快、精度高、自動(dòng)化等諸多優(yōu)點(diǎn),將測(cè)深技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展到立體測(cè)圖和自動(dòng)成圖。隨著聲學(xué)、干涉技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了高精度高分辨率側(cè)掃聲納系統(tǒng),使得海底地形地貌的勘察更加詳細(xì)。遙感海底地形測(cè)量具有大面積、同步連續(xù)觀測(cè)及高分辨率和可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn),遙感技術(shù)的應(yīng)用使海底地形測(cè)量技術(shù)取得了重大進(jìn)展。

2.對(duì)海洋測(cè)量的展望

海洋是地球的一個(gè)重要部分,而我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó),我國(guó)海洋測(cè)量未來(lái)主要應(yīng)向以下幾個(gè)方面發(fā)展:

2.1服務(wù)對(duì)象將向全方位、多層次服務(wù)轉(zhuǎn)化

20世紀(jì)海洋測(cè)量的服務(wù)對(duì)象主要是保障海面航行船只的安全,今后海洋測(cè)量的服務(wù)對(duì)象將不斷擴(kuò)充。海洋測(cè)量的基準(zhǔn)面也將逐步與陸地地形測(cè)量基準(zhǔn)面統(tǒng)一,建立以海洋大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面是勢(shì)在必行的,因此,未來(lái)海洋測(cè)量技術(shù)的主攻方向是:繼續(xù)研制新型精密的測(cè)量?jī)x器設(shè)備;統(tǒng)一陸地和海洋地形基準(zhǔn)面;精化海洋大地水準(zhǔn)面。隨著信息化技術(shù)的高速發(fā)展,多種海洋測(cè)量數(shù)字產(chǎn)品、數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息系統(tǒng)將集成一體,為多學(xué)科的多種使用目的提供全方位服務(wù)。

2.2信息獲取和表示將向集成綜合式轉(zhuǎn)化

未來(lái)無(wú)論是信息獲取還是信息體現(xiàn)都會(huì)以多系統(tǒng)集成為主體。在信息獲取領(lǐng)域,一個(gè)系統(tǒng)多種功能的集成和多個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)集成是未來(lái)海洋測(cè)量發(fā)展的必然趨勢(shì),將各種測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)集成在一起,會(huì)使海洋測(cè)量技術(shù)發(fā)生突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在信息表示領(lǐng)域,多源、多分辨率信息的有機(jī)集成也是發(fā)展的必然趨勢(shì),將通過(guò)各種途徑獲取的信息有機(jī)結(jié)合起來(lái),從多角度、多層次、全方位地展現(xiàn)海洋的全貌。

2.3信息服務(wù)形式將由三維靜態(tài)向四維動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)社會(huì)對(duì)海洋測(cè)量成果的需求將趨向動(dòng)態(tài)變化和實(shí)時(shí)性。因此,研究海洋幾何要素和物理要素的時(shí)變規(guī)律十分重要,尤其是對(duì)海洋潮汐現(xiàn)象的全面、透徹研究。電子海圖顯示系統(tǒng)的發(fā)展,使得電子海圖的顯示由最初的二維顯示到三維顯示,繼而發(fā)展到迭加潮汐預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)四維動(dòng)態(tài)顯示。目前我國(guó)的電子海圖還不具備迭加水文氣象要素的功能,但可以預(yù)料,電子海圖的功能將日趨完善。

3.總結(jié)語(yǔ)

近年來(lái),我國(guó)的海洋測(cè)繪在理論研究、技術(shù)應(yīng)用和人才培養(yǎng)機(jī)制等方面均取得重大進(jìn)展,尤其是基礎(chǔ)理論的研究逐漸深入,應(yīng)用技術(shù)研究貼近生產(chǎn)實(shí)踐,在滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)中的作用越來(lái)越重要。未來(lái)我國(guó)的海洋測(cè)繪必須進(jìn)一步拓寬領(lǐng)域、加快速度、提高精度, 在現(xiàn)勢(shì)性和時(shí)效性方面有一個(gè)重大突破, 全方位、全過(guò)程、多層次、多環(huán)節(jié)提供動(dòng)態(tài)化的信息服務(wù), 更好地為國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn):

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[3] 劉雁春,暴景陽(yáng),李明叁.我國(guó)海洋測(cè)繪技術(shù)的新進(jìn)展[J].測(cè)繪通報(bào),2007(3):1-7.

篇5

【關(guān)鍵詞】無(wú)人機(jī) 灘涂測(cè)繪 數(shù)字正射影像圖

中圖分類號(hào): V279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

1 概述

海岸帶地形圖是以反映海岸帶范圍內(nèi)自然和人工地形要素為主的地圖。海岸帶地形圖具有地形圖和海底地形圖的屬性。為適應(yīng)沿海開發(fā)的需要,海岸帶地形圖向大比例尺和系列化發(fā)展,可與普通的地形圖、海圖配套使用,也可作為單一的圖種獨(dú)立使用。【1】近年來(lái),隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,海洋測(cè)繪裝備的精度、效率、可操作性等方面有了較大提升,海洋測(cè)繪的工作方式也因此發(fā)生了較大的改變。但是海岸帶存在大面積潮間帶灘涂依然是測(cè)量的難點(diǎn)所在。這些灘涂往往成片存在,位時(shí)水深較淺甚至露出水面,常規(guī)行船水深測(cè)量方法難以實(shí)現(xiàn),對(duì)于低潮位時(shí)出的淤泥灘面,由于淤泥質(zhì)軟,存在較大的安全隱患,難以直接利用GPS上灘進(jìn)行人工跑灘測(cè)量。全站儀等相關(guān)觀測(cè)設(shè)備也由于作用距離限制而無(wú)法實(shí)施。因此,寬闊的淤泥潮間帶灘涂高程的獲取已成為當(dāng)前海洋測(cè)繪領(lǐng)域難點(diǎn)之一。隨著超輕型飛行器、無(wú)人飛行器等低空飛行平臺(tái)搭載小像幅數(shù)碼相機(jī)的航空攝影技術(shù)研究和應(yīng)用的不斷深入,低空無(wú)人機(jī)數(shù)碼航空攝影作為一種新的測(cè)繪手段已得到廣泛應(yīng)用。

2 無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)介紹

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”,主要是指小型固定翼無(wú)人機(jī),是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。機(jī)上無(wú)駕駛艙,但安裝有自動(dòng)駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備。地面、艦艇上或母機(jī)遙控站人員通過(guò)雷達(dá)等設(shè)備,對(duì)其進(jìn)行跟蹤、定位、遙控、遙測(cè)和數(shù)字傳輸。可在無(wú)線電遙控下像普通飛機(jī)一樣起飛或用助推火箭發(fā)射升空,也可由母機(jī)帶到空中投放飛行。回收時(shí),可用與普通飛機(jī)著陸過(guò)程一樣的方式自動(dòng)著陸,也可通過(guò)遙控用降落傘或攔網(wǎng)回收,可反復(fù)多次使用。廣泛用于偵察、通信、反潛、電子干擾等。

無(wú)人機(jī)分類

無(wú)人機(jī)可分為,“密碼”無(wú)人機(jī)、多功能無(wú)人機(jī)、反導(dǎo)彈無(wú)人機(jī)、預(yù)警無(wú)人機(jī)、隱身無(wú)人機(jī)、微型無(wú)人機(jī)、空戰(zhàn)無(wú)人機(jī)、航拍無(wú)人機(jī)、測(cè)繪無(wú)人機(jī)等。其中,航拍無(wú)人機(jī)是集成了高清攝影攝像裝置的遙控飛行器,組成部分包括載機(jī)、飛控、陀螺云臺(tái)、視頻傳輸、地面站以及通話系統(tǒng)等,這種飛行器靈活方便,能快速的完成鏡頭的拍攝。

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成

基于小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)的攝影測(cè)量系統(tǒng),主要由飛行控制系統(tǒng)、影像獲取設(shè)備、通信設(shè)備、遙控設(shè)備、地面信息接收與處理設(shè)備、無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)幾部分組成。無(wú)人機(jī)平臺(tái)主要采用玻璃鋼和碳纖維復(fù)合材料加工而成,重量輕、強(qiáng)度大。以“華鷹”無(wú)人機(jī)數(shù)字航攝系統(tǒng)為例,無(wú)人機(jī)重20kg,長(zhǎng)2.1m,翼展2.6m;系統(tǒng)配有姿態(tài)穩(wěn)定平臺(tái),搭載經(jīng)專業(yè)鑒定過(guò)的單反相機(jī),具備姿態(tài)、速度和高速精確控制功能。該系統(tǒng)的航攝質(zhì)量控制可達(dá)到的指標(biāo)如下:

(1)航向重疊度:55%一80%可調(diào),最大可設(shè)為80%;

(2)旁向重疊度:25%~50%可調(diào),最大可設(shè)為50%;

(3)橫滾、俯仰角:≤1.5°,旋偏角≤3°;

(4)航攝高度穩(wěn)定能力:≤±5m;

(5)航線偏差:≤±3m。【2】

3 無(wú)人機(jī)在灘涂測(cè)繪中的作業(yè)實(shí)施

海岸帶有其自身的特點(diǎn),如海岸線曲折多變、灘涂種類性質(zhì)多樣、各處潮汐差異較大等,使得海岸帶航測(cè)作業(yè)面臨很多的問題,需要制定相應(yīng)的作業(yè)流程。低空航攝操作大致可分為航攝方案設(shè)計(jì)、、航攝影像數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理3個(gè)步驟。

航攝方案設(shè)計(jì)階段需要進(jìn)行資料的收集與整理,對(duì)航測(cè)區(qū)域的海岸帶質(zhì)地、開發(fā)現(xiàn)狀、地貌、地形、灘涂情況和植被情況進(jìn)行調(diào)查;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)及測(cè)量,設(shè)計(jì)出一套最優(yōu)化的航攝方案。航攝方案設(shè)計(jì)需滿足一定的航攝地面分辨率,這種分辨率下的影像清晰、質(zhì)量好,能準(zhǔn)確確定出海水與灘涂的分界線,即水邊線。航攝線路飛行應(yīng)選擇陽(yáng)光照射充足的中潮位時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行航攝,保證影像質(zhì)量,并且根據(jù)潮汐預(yù)報(bào)即時(shí)潮位信息。

作業(yè)完成后,應(yīng)結(jié)合飛行記錄盡快對(duì)獲取的影像數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢查,主要包括:影像重疊度、相片旋偏角、航高差、航跡線吻合度等。航攝影像數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理由原始航攝影像數(shù)據(jù)經(jīng)內(nèi)業(yè)糾正、處理后最終得到數(shù)字正射影像(DOM)等多種類型成果。

像控制點(diǎn)的布設(shè)原則,單航帶即可覆蓋測(cè)區(qū)時(shí),一般每隔3―4條基線布設(shè)一對(duì)平高控制點(diǎn)。若單航帶難以覆蓋測(cè)區(qū)范圍,采用區(qū)域周邊布設(shè)平高點(diǎn)方式,沿航向間隔3―4條基線布設(shè)一個(gè)平高點(diǎn),沿旁向間隔航線布設(shè)一個(gè)平高點(diǎn),區(qū)域中心布設(shè)一個(gè)平高點(diǎn)??刂泣c(diǎn)要均勻分布在全部影像區(qū)域,特征要固定而且明顯,并且數(shù)量足夠。每張像片上控制點(diǎn)的數(shù)量原則上6個(gè)點(diǎn),一般不少于4個(gè)點(diǎn),并分布在與相鄰像片之間的重疊區(qū)域內(nèi)?,F(xiàn)有的無(wú)人機(jī)單航帶覆蓋寬度范圍大約700m,滿足我國(guó)大多數(shù)的海岸帶地形大比例尺測(cè)圖寬度要求。

4 無(wú)人機(jī)應(yīng)用于灘涂測(cè)繪的意義及評(píng)價(jià)

無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)應(yīng)用于灘涂測(cè)繪,對(duì)保證整個(gè)測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)獲取的完整性具有十分重要的作用,不僅大大提高了海岸灘涂測(cè)量的工作效率,同時(shí)從數(shù)據(jù)源上可解決海圖與地形圖在海岸帶區(qū)域的不一致性問題。無(wú)人機(jī)航攝是在像片上進(jìn)行量測(cè)和解譯,無(wú)需接觸灘涂本身便可攝得灘涂現(xiàn)狀的瞬間影像。此外,利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航攝不存在機(jī)場(chǎng)調(diào)機(jī)問題,從而大大地節(jié)約了飛行成本,同時(shí)無(wú)人機(jī)數(shù)字航攝系統(tǒng)具有輕便、快捷、靈活機(jī)動(dòng)等特點(diǎn),且無(wú)人機(jī)數(shù)字航攝系統(tǒng)具有抗6級(jí)風(fēng)的能力,從而對(duì)飛行要求大大降低,為測(cè)繪數(shù)據(jù)的快速實(shí)時(shí)獲取與更新奠定了基礎(chǔ),特別適用于小范圍大比例尺的測(cè)繪任務(wù)。

同時(shí),無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)在灘涂測(cè)繪應(yīng)用中也存在一定的局限性,目前利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行低空航攝測(cè)繪大比例地形圖,其平面精度完全能夠滿足精度要求,這已在行業(yè)內(nèi)經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證,并得到公認(rèn)。而其高程精度低于平面精度,難以滿足海洋測(cè)繪與灘涂資源調(diào)查高程的精度要求。對(duì)此問題采取一系列解決辦法,例如采用無(wú)人機(jī)結(jié)合驗(yàn)潮獲取灘涂高程等技術(shù)手段,平面位置由無(wú)人機(jī)影像成果控制,高程由驗(yàn)潮站進(jìn)行潮位控制,即可將高程精度提高,以滿足需求。提高航測(cè)高程精度,將是無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)在灘涂測(cè)繪應(yīng)用中研究的重點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了航空攝影測(cè)量和常規(guī)測(cè)量的完美結(jié)合,兩種測(cè)量方法相結(jié)合進(jìn)行海岸地形測(cè)量,是傳統(tǒng)技術(shù)方法的一次重大突破。無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)是信息化測(cè)繪技術(shù)體系建設(shè)中實(shí)時(shí)化數(shù)據(jù)獲取體系的重要內(nèi)容,是現(xiàn)有航空航天影像獲取體系強(qiáng)有力的補(bǔ)充,是應(yīng)對(duì)突發(fā)事件測(cè)繪保障的重要手段,是重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)測(cè)地理國(guó)情的基本工具,是地理信息快速更新的重要途徑。【3】利用無(wú)人飛機(jī)航攝系統(tǒng)制作的大比例尺數(shù)字正射影像圖(DOM)、數(shù)字線劃圖(DLG)、數(shù)字高程模型(DEM)及三維景觀模型等系列成果,這些成果在應(yīng)急搶險(xiǎn)、災(zāi)后重建、新農(nóng)村建設(shè)、數(shù)字城市建設(shè)、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)以及工程建設(shè)等領(lǐng)域具有重要作用。

參考文獻(xiàn):

[1]韓凌云.海岸帶地形測(cè)繪技術(shù)的改進(jìn)[J].海洋測(cè)繪,2002,(03):42-43.

篇6

關(guān)鍵詞:測(cè)繪地理信息系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計(jì);系統(tǒng)開發(fā)

中圖分類號(hào):P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2012) 12-0088-01

測(cè)繪是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ),與我國(guó)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的開展有著密不可分的聯(lián)系,為了能夠使我國(guó)地理信息系統(tǒng)得到更加廣泛的應(yīng)用,就要對(duì)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行充分的掌握,從而對(duì)其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新工作,使其系統(tǒng)的功能能夠緊緊跟隨市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求,從而使地理信息系統(tǒng)的作用充分的發(fā)揮出來(lái)。

一、測(cè)繪地理信息系統(tǒng)的定義

地理信息系統(tǒng),簡(jiǎn)稱GIS,同時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或者是“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng),主要是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)的支持下,對(duì)整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述等一系列工作的技術(shù)系統(tǒng)。是目前我國(guó)在分析和處理海量地理數(shù)據(jù)方面通用的一種技術(shù)。其主要特征是具有動(dòng)態(tài)性和空間性,并且能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域空間分析以及多種動(dòng)態(tài)要素的預(yù)測(cè)。

測(cè)繪是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、空間科學(xué)、信息科學(xué)為基礎(chǔ),以全球定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)為技術(shù)核心,將地面已經(jīng)存在的特征點(diǎn)和界線通過(guò)測(cè)量手段獲得反映地面現(xiàn)狀的圖形和位置信息。測(cè)繪是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ),建立測(cè)繪信息管理系統(tǒng)可以有效的管理測(cè)繪數(shù)據(jù),使地理信息系統(tǒng)得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。

二、測(cè)繪地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

(一)測(cè)繪地理信息系統(tǒng)的功能

因?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)的使用范圍較廣,所以在對(duì)其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)上,也要從地理信息系統(tǒng)所涉及的領(lǐng)域進(jìn)行多方面的考慮,整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域可以分為以下三個(gè)基礎(chǔ)類別:

1.大地測(cè)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)

大地測(cè)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù),主要是國(guó)家大地測(cè)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)中主要包括大地水準(zhǔn)網(wǎng)和控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)資料,在很大程度上滿足了國(guó)家對(duì)大地測(cè)量成果資料管理和對(duì)外提供數(shù)據(jù)的需要。

2.城市測(cè)繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)

城市測(cè)繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)的功能主要是為城市規(guī)劃、市政建設(shè)以及其他的相關(guān)部門提供直觀、準(zhǔn)確的相關(guān)信息。所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括某個(gè)城市的大比例尺地圖、地籍圖、遙感影像圖、人口綠化等專題圖,以進(jìn)行疊加、統(tǒng)計(jì)等操作,以為空間決策提供支持。

3.海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)

海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)是為了給導(dǎo)航和變化監(jiān)測(cè)等應(yīng)用提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持,其中所存放的數(shù)據(jù)主要包括海洋測(cè)量的控制網(wǎng)、水深測(cè)量、海洋重力測(cè)量情況等,同時(shí)還應(yīng)該包括洋流、潮汐、海洋氣象等專題信息。

(二)測(cè)繪地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

為了能夠使測(cè)繪地理信息系統(tǒng)所具備的功能得到充分的發(fā)揮,在系統(tǒng)的開發(fā)上就要進(jìn)行嚴(yán)格的要求,在對(duì)地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)的過(guò)程中,應(yīng)該遵循實(shí)用、先進(jìn)、高效、可靠的原則,在此原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

1.開發(fā)平臺(tái)和工具的選擇

開發(fā)平臺(tái)和工具的選擇與系統(tǒng)建設(shè)效率的成敗存在著直接的關(guān)系,這就要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的過(guò)程中,要根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇合理的開發(fā)工具。隨著我國(guó)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的不斷發(fā)展,其開發(fā)工具軟件也得到了基本的完善,國(guó)內(nèi)的開發(fā)工具軟件主要包括MAPGIS、GeoStar、SuperMap等軟件。而對(duì)這些開發(fā)工具軟件的選擇應(yīng)該根據(jù)地理信息系統(tǒng)具體的使用領(lǐng)域以及其具體的要求來(lái)進(jìn)行選擇,通常情況下,其主要的功能應(yīng)該包括輸入和管理地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基本功能,應(yīng)該具備良好的特性,尤其是在常用的功能方面;其次,系統(tǒng)應(yīng)該具有較好的效率;并且應(yīng)該具備接收處理漢字的功能;最后,系統(tǒng)應(yīng)該具體提供較好的用戶界面和聯(lián)機(jī)幫助信息的功能,并且根據(jù)地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展,系統(tǒng)還應(yīng)該具有良好的擴(kuò)充性且具有進(jìn)一步的升級(jí)能力。鑒于以上所提到的基礎(chǔ)功能來(lái)看,選擇MAPGIS開發(fā)工具軟件是比較科學(xué)的選擇。

對(duì)于系統(tǒng)集成應(yīng)用開發(fā)方面和系統(tǒng)硬件方面應(yīng)該采用Visual C++作為開發(fā)工具語(yǔ)言,硬件的配置應(yīng)該具備快速、靈活等特點(diǎn),以此來(lái)保證我國(guó)不同領(lǐng)域的測(cè)繪地理信息系統(tǒng)的作用能夠得到充分的發(fā)揮。

2.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)是構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的核心,因此,在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)上一定要予以重視。構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)體系的內(nèi)容主要包括圖形的拼接和附加、不同數(shù)據(jù)格式之間的相互轉(zhuǎn)換以及圖庫(kù)的建立等等方面,地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中除了屬性數(shù)據(jù)庫(kù)外,還包括空間數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理通常采用拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型來(lái)實(shí)現(xiàn),地理信息系統(tǒng)在兩種數(shù)據(jù)之間建立的某種聯(lián)系以實(shí)現(xiàn)圖形與屬性之間的相互之間的操作。隨著地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展,對(duì)于這兩種數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用也出現(xiàn)了一定程度的改變,許多地理信息系統(tǒng)可以提供兩種數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的混合處理能力,是兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)共同存在,相互補(bǔ)充。

3.配備和系統(tǒng)管理制度

在整個(gè)地理信息系統(tǒng)中,為了能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行全面的管理和維護(hù)工作,系統(tǒng)應(yīng)該具有合理的人員配備和嚴(yán)格的系統(tǒng)管理制度,其中人員配備應(yīng)該形成整套的行政管理體系,并嚴(yán)格遵照系統(tǒng)管理制度。以此來(lái)提高協(xié)作、管理的效率。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,測(cè)繪地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展,是我國(guó)地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,測(cè)繪地理信息系統(tǒng)也為我國(guó)經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效益的發(fā)展起到了重大的推動(dòng)作用,正確認(rèn)識(shí)測(cè)繪地理信息系統(tǒng),并且對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)與開發(fā),對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的意義。

參考文獻(xiàn):

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【關(guān)鍵詞】gps;cors;rtk驗(yàn)潮技術(shù);水上測(cè)量

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,gps 定位技術(shù)的進(jìn)步及定位設(shè)備在海洋測(cè)繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用, 采用gps 技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)潮得以實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)rtk驗(yàn)潮通過(guò)測(cè)得一段時(shí)間內(nèi)水面載體(如測(cè)船或浮球) 上的gps 天線的系列高程值, 計(jì)算得出潮位。傳統(tǒng)gps驗(yàn)潮模式主要采用了gps rtk的定位模式, 受到通信鏈路的影響, 作用的距離非常有限, 通常在10km以內(nèi), 致使遠(yuǎn)離參考站的海域無(wú)法采用這種模式。隨著近年來(lái)城市cors站的建立,覆蓋范圍較廣,網(wǎng)絡(luò)rtk能更便利地實(shí)現(xiàn)無(wú)驗(yàn)潮結(jié)合回聲測(cè)深系統(tǒng)進(jìn)行水深測(cè)量。以往由于一些工程上的特殊需要或特定區(qū)域地形的限制,在海洋測(cè)繪中通常會(huì)遇到使用常規(guī)潮位觀測(cè)來(lái)進(jìn)行水深改正的誤差問題。如:

(1)山區(qū)河道短距離內(nèi)水位落差較大,河道左右岸存在較大比降,這些落差和比降變化并非線性和規(guī)則的,有時(shí)平緩有時(shí)突變,在這種情況下,單純利用一個(gè)或幾個(gè)水位站觀測(cè)水位來(lái)改正水深值會(huì)造成較大的誤差,即使在測(cè)區(qū)內(nèi)根據(jù)這些具體變化建立數(shù)目繁多的水位觀測(cè)站,雖然在一定程度上減小了誤差,但必須投入幾倍的人力、物力,工效將大打折扣。

(2)當(dāng)測(cè)量項(xiàng)目遠(yuǎn)離海岸線十幾公里甚至幾十公里時(shí),常規(guī)的做法是在離測(cè)區(qū)最近的岸邊設(shè)置潮位站,用它來(lái)代替測(cè)區(qū)內(nèi)的潮位進(jìn)行水深改正,因此即使不考慮相差幾十公里潮位的差值,就兩地的波浪和涌浪的差異也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了測(cè)量的精度要求,雖然可以通過(guò)長(zhǎng)期驗(yàn)潮確定潮汐參數(shù),采用潮面外推方法來(lái)消除一定誤差,但花費(fèi)大,成本高。因此如何解決這些問題,尋找一種實(shí)時(shí)潮位改正來(lái)取代常規(guī)潮位觀測(cè),對(duì)海洋測(cè)繪尤為重要,而網(wǎng)絡(luò)rtk驗(yàn)潮技術(shù)的應(yīng)用很好的解決了這些難題。

1.gps水上測(cè)量的特點(diǎn)

水上測(cè)量的條件和要求不同于陸地測(cè)量,所以在水上測(cè)量的實(shí)際作業(yè)中方法也與陸地測(cè)量有明顯區(qū)別。水上測(cè)量?jī)?nèi)容主要是: 水下地形測(cè)量, 水上物體定位導(dǎo)航。測(cè)量特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)水上測(cè)量一般要使用組合儀器進(jìn)行間接測(cè)量。

(2)水上無(wú)法固定和架設(shè)儀器, 無(wú)法完成陸地常常采用的轉(zhuǎn)點(diǎn)作業(yè)方式,尤其是大片水域。

(3)水上作業(yè)其作業(yè)精度要求實(shí)現(xiàn)難度大, 實(shí)時(shí)性要求高。

2.網(wǎng)絡(luò)rtk特點(diǎn)

2.1 cors系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

當(dāng)前,利用多基站網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)(continuous operational reference system,縮寫為cors),已成為城市g(shù)ps應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一。連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(cors)可以定義為一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的gps參考站,利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)(lan/wan)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶自動(dòng)地提供經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的不同類型的gps觀測(cè)值(載波相位,偽距)、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其他有關(guān)gps服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。cors系統(tǒng)基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應(yīng)用系統(tǒng)五個(gè)部分組成,各基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心間通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成一體,形成專用網(wǎng)絡(luò)。

2.2 cors系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

cors系統(tǒng)目前主要核心的技術(shù)有三種:一種是單基站rtk技術(shù),一種是虛擬基站技術(shù)(vrs),另一種是主副站技術(shù)(mac)。它們自身具有不同的特點(diǎn),并有不同的解算方式。單基站rtk技術(shù)。cors站網(wǎng)由若干個(gè)cors站組成。在這種網(wǎng)絡(luò)rtk模式下,每個(gè)基準(zhǔn)站服務(wù)于一定作用半徑的gps用戶,服務(wù)半徑可以達(dá)到30km,gps差分?jǐn)?shù)據(jù)播發(fā)可以使用無(wú)線電臺(tái)也可用公用無(wú)線通訊網(wǎng)。虛擬基站技術(shù)(vrs),數(shù)據(jù)中心通過(guò)組合所有基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)從而確定整個(gè)cors系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的誤差模型,然后用一定的數(shù)學(xué)模型和流動(dòng)站概略位置模擬出一個(gè)對(duì)應(yīng)于流動(dòng)站的概略位置的虛擬基準(zhǔn)站,然后將這個(gè)虛擬基準(zhǔn)站的改正信息發(fā)送給流動(dòng)站,流動(dòng)站在結(jié)合自身的觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解算其所在位置的精確坐標(biāo)。主副站技術(shù)(mac)。主副站技術(shù),首先選取一個(gè)基準(zhǔn)站作為主站,并將主站所有的改正數(shù)及坐標(biāo)信息傳遞給流動(dòng)站,而網(wǎng)絡(luò)中其他基準(zhǔn)站只是將其相對(duì)于主站的改正數(shù)變化及坐標(biāo)差

信息傳送給流動(dòng)站,從而減少了傳送的數(shù)據(jù)量提高了作業(yè)效率。vrs和 mac技術(shù)服務(wù)半徑可以達(dá)到40km左右。

3.網(wǎng)絡(luò)rtk 驗(yàn)潮的實(shí)現(xiàn)方法

3.1 網(wǎng)絡(luò)rtk 的測(cè)高原理及精度評(píng)估

gps 以其“高精度、全天候、全球覆蓋、方便靈活”著稱,而基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)rtk 技術(shù),其理論嚴(yán)密、技術(shù)成熟、精度高且具有自動(dòng)化和快速定位的特點(diǎn),已在各行業(yè)中廣泛應(yīng)用。根據(jù)rtk 測(cè)量原理,使用網(wǎng)絡(luò)rtk 驗(yàn)潮必須基于rtk 測(cè)高的基礎(chǔ)之上。

關(guān)于rtk 測(cè)高,其理論和實(shí)踐均比較成熟。就其精度而言,可獲得厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的wgs-84 平面和大地高程精度。由于wgs-84 參考橢球面與地方橢球面,大地水準(zhǔn)面和擬大地水準(zhǔn)面在對(duì)應(yīng)處的切線并不平行,它們之間的(§高程異常)并非常量。根據(jù)大地高h(yuǎn) 與正常高h(yuǎn) 之間的關(guān)系:h=h-h1-h2+§(其中h1為wgs-84 參考橢球面與地方橢球面的差值,可通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來(lái)消除或消弱影響;h2為大地水準(zhǔn)面和擬大地水準(zhǔn)面的差值,可轉(zhuǎn)換到§)。只要確定了§,大地高h(yuǎn) 與正常高h(yuǎn)之間的轉(zhuǎn)換將迎刃而解。目前確定§的方法很多,但主要是重力法和幾何法。在地勢(shì)平坦地區(qū),幾何法確定高程可達(dá)到四等水準(zhǔn)精度要求,在地勢(shì)起伏較大地區(qū),必須考慮地形改正的幾何擬合法。文章通過(guò)跨度長(zhǎng)達(dá)25km 的珠江沿岸rtk 測(cè)高及其對(duì)四等精度幾何水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)值的比較。從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可得出:

(1)rtk 測(cè)高在符合條件,測(cè)區(qū)范圍較?。?~6km)時(shí),特別是在沿海地勢(shì)平坦的地區(qū),其高程異常值接近,可達(dá)到四等水準(zhǔn)精度要求;而測(cè)區(qū)范圍較大達(dá)10km 以上時(shí),其高程異常值互差較大,則是需建立模型,結(jié)果可達(dá)到圖根水準(zhǔn)精度要求。

(2)根據(jù)表中高程異常值,建立高程異常模型,可對(duì)該區(qū)域內(nèi)的任意點(diǎn)大地高與正常高進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

3.2 建立rtk 驗(yàn)潮的數(shù)學(xué)模型及其計(jì)算方法

rtk 的測(cè)高精度,完全能滿足海洋測(cè)繪的精度要求。使用rtk 驗(yàn)潮,必須預(yù)先確定在測(cè)量區(qū)域內(nèi)wgs-84 參考橢球與理論最低潮面的差值。確定其差值方法參見圖1。

從圖1 可見,a=b+c+d(a 為參考橢球至理論最低潮面的高度;b 為參考橢球與gps 天線的高度即大地高;c 為gps 天線高度到靜止水面的距離;d 為潮位即靜止水面在理論最低潮面的高度),因?yàn)榇蟮馗呖蓪?shí)時(shí)測(cè)定,gps 天線高度離靜止水面高度可量取,只要確定參考橢球至理論最低潮面高度,則潮位就能實(shí)時(shí)得出。

在軟件中具體確定a 的方法為:如果測(cè)量區(qū)域只是一個(gè)小范圍,只需單點(diǎn)就能確定;如果測(cè)量區(qū)域是大面積,則需要多點(diǎn)來(lái)建模。以單點(diǎn)為例,在已知潮位起算點(diǎn)上設(shè)置gps 接收機(jī),如圖2 所示

所測(cè)天線在參考橢球面上的高度即大地高(d)可由gps 接收機(jī)測(cè)出。天線到水面高度(b)即已知點(diǎn)量至水面加上天線儀高:水面高度(c)使用水尺讀出,則參考橢球至理論最低潮面:

(a)為:a=d+b+c

4.工程實(shí)例

4.1 某電廠水下地形測(cè)量

此測(cè)區(qū)范圍較小,只在碼頭上下游1km。首先在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)的4 個(gè)四等水準(zhǔn)點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)高,求出其高程異?!?,通過(guò)軟件建立測(cè)區(qū)內(nèi)高程異常模型進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)rtk 驗(yàn)潮測(cè)量,并把高程值歸算到深度基準(zhǔn)面上(見表1)。

4.2 某航標(biāo)站碼頭水深測(cè)量

通過(guò)使用cors系統(tǒng),在工作水準(zhǔn)點(diǎn)bm2 比對(duì),結(jié)果為0.04m;然后應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)rtk進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)潮。

由表1、表2 可知,利用rtk 驗(yàn)潮與人工觀測(cè)潮位的差值很小,最大值為7cm,大部分差值在1~7cm 之間。

5.結(jié)束語(yǔ)

總之,網(wǎng)絡(luò)rtk 驗(yàn)潮技術(shù)除了gps 所具有的常規(guī)測(cè)量方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)外,還有具有水深測(cè)量精度高,其動(dòng)態(tài)高程包含了風(fēng)浪、潮汐、測(cè)船動(dòng)態(tài)吃水等信息,并能消除常規(guī)潮位觀測(cè)進(jìn)行分帶改正引起的誤差;解決山區(qū)河道比降落差大,需大量設(shè)立驗(yàn)潮站的問題,也同時(shí)解決了海域測(cè)量無(wú)法設(shè)立驗(yàn)潮站或測(cè)區(qū)遠(yuǎn)離驗(yàn)潮站的問題。

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關(guān)鍵詞:GPS技術(shù) 測(cè)繪工程 應(yīng)用 發(fā)展

中圖分類號(hào):TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)08(b)-0038-01

由于GPS技術(shù)的高速發(fā)展使得GPS技術(shù)在測(cè)繪工程中得到普遍應(yīng)用,下面簡(jiǎn)要介紹GPS技術(shù)的特點(diǎn)和工作原理。

1 GPS技術(shù)的特點(diǎn)和在測(cè)繪工作中的工作原理

1.1 GPS技術(shù)特點(diǎn)

GPS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全天候定位。只要能夠連接到通過(guò)GPS定位衛(wèi)星,就可以對(duì)某一地區(qū)進(jìn)行全天候的定位和測(cè)量。對(duì)著科技的不斷發(fā)展,GPS技術(shù)的穩(wěn)定性和持續(xù)性進(jìn)一步增強(qiáng),實(shí)現(xiàn)會(huì)不間斷地為我們提供想要的測(cè)繪數(shù)據(jù)。

GPS技術(shù)的測(cè)量精度高,對(duì)于某一區(qū)域的測(cè)量和定位GPS技術(shù)可以保證誤差在幾米范圍內(nèi),能準(zhǔn)確的反映出測(cè)繪地形的真實(shí)數(shù)據(jù)。在300~1500 m工程精密定位中,1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面其平面位置誤差小于1 mm。

操作簡(jiǎn)便,GPS技術(shù)的儀器設(shè)備大多數(shù)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,當(dāng)儀器參數(shù)設(shè)置好之后只要人工監(jiān)測(cè)儀器是否正常工作就可以得到想要的數(shù)據(jù)。即使沒有受到過(guò)專門的GPS技術(shù)培訓(xùn),也能掌握GPS設(shè)備的使用方法,利用測(cè)得的數(shù)據(jù)開展測(cè)繪工作。

1.2 GPS技術(shù)原理

傳統(tǒng)意義上GPS技術(shù)的基本原理就是通過(guò)衛(wèi)星測(cè)量出接收器與目的地之間的距離。它的工作原理是GPS接收機(jī)設(shè)置在需要進(jìn)行測(cè)量的點(diǎn)位上,在同一時(shí)刻接收四顆以上的GPS衛(wèi)星傳輸?shù)碾娢臄?shù)據(jù)。通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)GPS接收器中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析,測(cè)算出某一時(shí)刻GPS接收器與GPS衛(wèi)星之間的距離,同時(shí)獲得測(cè)量點(diǎn)位的精確地理位置,獲得測(cè)量點(diǎn)位的三維地理坐標(biāo)。

GPS系統(tǒng)主要由GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控部分和用戶接收部分組成,下面利用表格對(duì)這三個(gè)組成部分進(jìn)行分析說(shuō)明見表1。

2 GPS技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用

2.1 GPS技術(shù)在海洋測(cè)繪中的使用

隨著人們海洋意識(shí)的不斷增強(qiáng),人類對(duì)海洋的開發(fā)日趨頻繁,對(duì)海洋開發(fā)的步伐日益加快。現(xiàn)階段,人類在海洋上修建了港口、碼頭、石油鉆井等設(shè)施,在未來(lái)人類還要潛入海底對(duì)海洋進(jìn)行更深層次的開發(fā),但傳統(tǒng)的水下測(cè)繪技術(shù)一直困擾著水下地形圖的測(cè)繪,水下地形圖遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于對(duì)海洋的開發(fā)腳步。這就要求我們利用GPS技術(shù)對(duì)海洋的水下環(huán)境進(jìn)行精確測(cè)繪,得到更精確的水下地圖,為人類的海洋開發(fā)做出貢獻(xiàn)。

水下地形測(cè)量工作中的測(cè)量重點(diǎn)是對(duì)海道進(jìn)行測(cè)量,海底點(diǎn)的三維坐標(biāo)或者平面坐標(biāo)是依靠海地控制測(cè)量來(lái)確定的,而水下地形測(cè)量中所需要的水深數(shù)據(jù),則是依靠水深儀器來(lái)單獨(dú)測(cè)量。在近海領(lǐng)域測(cè)繪水深圖和水下地形圖,可以將基準(zhǔn)站建立在附近海岸上或者周邊島嶼上,為了確保海上定位的精度足夠高,可以采用動(dòng)態(tài)相對(duì)位技術(shù)來(lái)進(jìn)行定位。同時(shí)將GPS接收機(jī)和探測(cè)儀安裝在測(cè)量船上,測(cè)量船利用GPS技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航和定位確保行駛在預(yù)定航線上,探測(cè)儀則按照定時(shí)或定距的規(guī)律進(jìn)行超聲波發(fā)射和接受工作,并將GPS的相關(guān)結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,將這些記錄下的定位信息、水深信息輸入到系統(tǒng)(電子手簿和計(jì)算機(jī)、繪圖儀等組成)中去,從而完成測(cè)繪水深圖和水下地形圖的繪制工作。

2.2 GPS技術(shù)在土地測(cè)繪中的使用

傳統(tǒng)的土地測(cè)繪方法為得到更精確的測(cè)量數(shù)據(jù)主要采用補(bǔ)測(cè)法,補(bǔ)測(cè)法又細(xì)分為簡(jiǎn)易補(bǔ)測(cè)法和平板補(bǔ)測(cè)法。這兩種方法主要利用簡(jiǎn)單的測(cè)量工具和簡(jiǎn)單的幾何方法對(duì)土地實(shí)施測(cè)繪。這兩種測(cè)繪方法要求測(cè)繪土地周圍要有足夠的參照物,否則就無(wú)法確定土地的基本數(shù)據(jù),在測(cè)量過(guò)程中,測(cè)量出的數(shù)據(jù)容易受到主觀因素的影響,造成測(cè)繪的精度降低,測(cè)繪的質(zhì)量不高。

GPS技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng),測(cè)量精度高,操作方便,同時(shí)工作效率高,經(jīng)常被用來(lái)輔助地籍測(cè)繪工作的進(jìn)行,而且GPS技術(shù)成功布設(shè)地籍平面控制網(wǎng)以后,能夠?qū)崿F(xiàn)全天候作業(yè),不受時(shí)間、氣候等因素的干擾。將GPS技術(shù)應(yīng)用于地籍測(cè)繪工作中,不僅能夠提高測(cè)繪精度,而且能夠縮短測(cè)繪時(shí)間,降低工作強(qiáng)度,提高測(cè)繪效率。地籍測(cè)繪工作中,需要進(jìn)行進(jìn)行局部地籍細(xì)部測(cè)量,測(cè)量的內(nèi)容包括測(cè)定界址點(diǎn)、測(cè)繪地籍圖、面積量算等,所以對(duì)技術(shù)的要求極高,而GPS測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)y(cè)量誤差控制在5 cm以內(nèi),足以滿足地籍細(xì)部測(cè)量中對(duì)精度的要求。

2.3 GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用

現(xiàn)在高層建筑不斷增多,對(duì)與高層建筑的工程質(zhì)量檢測(cè)也變得越來(lái)越重要。高層建筑在施工和使用過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)變形問題,造成變形的原因可能是多方面的,也許是人為的原因造成的,也許是地質(zhì)原因造成的,也許是自然原因造成的。對(duì)變形原因的分析成為當(dāng)前保障建筑安全的最關(guān)鍵問題。利用測(cè)量精確度極高的GPS技術(shù),對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行三維測(cè)定,精確測(cè)定出建筑物各個(gè)位置的當(dāng)前數(shù)據(jù)。在施工和使用過(guò)程中還要對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),與之前檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比,掌握建筑的細(xì)微變化,對(duì)建筑的施工和使用提供參考依據(jù)。

(GPS只能用于做控制。)

3 結(jié)語(yǔ)

在測(cè)繪工程中廣泛使用GPS技術(shù),可以提高測(cè)繪的工作效率,提升測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。GPS技術(shù)有著全天候、高效率、低成本的特點(diǎn),在越來(lái)越多的測(cè)繪工作中得到應(yīng)用。目前,隨著GPS技術(shù)的不斷提高,GPS技術(shù)一系列的配套設(shè)施也得到了改進(jìn)與創(chuàng)新,為測(cè)繪工程的進(jìn)一步發(fā)展提供了必要條件,為人類提供了更精確的數(shù)據(jù),為現(xiàn)代化的測(cè)繪工作作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

篇9

【關(guān)鍵詞】定位測(cè)量;全站儀;平臺(tái)安裝

一、海上平臺(tái)安裝的種類

(1)淺水段獨(dú)立平臺(tái)安裝。所謂淺水段通常是指10米到40米水深的海域,鋼樁為水上樁,由施工船舶直接吊裝下水。獨(dú)立是指附近沒有其他平臺(tái)用棧橋與之連接。通常這類平臺(tái)的精度要求比較低,位置精度為±3米,方位精度為±2.5°。一般采用差分GPS和電羅經(jīng)的定位方法。(2)深水獨(dú)立平臺(tái)安裝??紤]到施工程序和人員安全,不可能上到平臺(tái)上去架設(shè)GPS和羅經(jīng)。因此我們?cè)诖吧霞茉O(shè)差分GPS和電羅經(jīng)配合雙全站儀進(jìn)行定位。(3)相對(duì)平臺(tái)安裝。在已有的平臺(tái)的參考下進(jìn)行新平臺(tái)的安裝,并用棧橋?qū)蓚€(gè)平臺(tái)相連接,位置精度±0.5米,方向要求±0.5°。差分GPS和電羅經(jīng)無(wú)法滿足精度要求,我們采用在已建平臺(tái)上架設(shè)全站儀定位新平臺(tái)位置。

二、全站儀定位測(cè)量深水獨(dú)立平臺(tái)

(1)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。在作業(yè)過(guò)程中,羅經(jīng)的數(shù)據(jù)用于將GPS坐標(biāo)計(jì)算至作業(yè)船上各工作點(diǎn)以及兩個(gè)全站儀測(cè)量站點(diǎn),因此在平臺(tái)安裝作業(yè)前,需對(duì)羅經(jīng)的安放進(jìn)行校正。校正后的羅經(jīng)方向即為作業(yè)船艏艉軸線的實(shí)時(shí)真北方向。

精確測(cè)量施工船的船型參數(shù),包括船長(zhǎng)、船寬、GPS位置、錨纜孔位置、兩測(cè)站點(diǎn),建立以船艉中心為坐標(biāo)原點(diǎn),以船艏方向?yàn)榭v軸,以船右舷為橫軸的坐標(biāo)系,可以得出兩測(cè)站點(diǎn)與GPS的相對(duì)位置關(guān)系。將以上數(shù)據(jù)輸入到專門的導(dǎo)航定位軟件中可以計(jì)算出兩測(cè)站點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)。(2)定位測(cè)量過(guò)程。定位人員將全站儀架設(shè)在兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)上,以對(duì)方的測(cè)站定向,角度分別置于90度和270度。等到平臺(tái)注水扶正后開始平臺(tái)引導(dǎo)就位。負(fù)責(zé)全站儀的定位人員打開全站儀激光模式,對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)上的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,將得出的角度和距離輸入到定位軟件中,從而得出平臺(tái)的位置和方向。將與設(shè)計(jì)位置的偏差值匯報(bào)給指揮人員來(lái)調(diào)整平臺(tái)的位置。在這個(gè)過(guò)程中將不斷測(cè)量平臺(tái)的位置和方位,不斷的調(diào)整位置和方位,直到平臺(tái)位于設(shè)計(jì)位置和方位誤差范圍內(nèi),才可以進(jìn)行下放就位作業(yè),直至下放至海底,如圖1。

三、全站儀定位測(cè)量相對(duì)平臺(tái)

(1)定位人員在已建平臺(tái)上選擇兩個(gè)控制點(diǎn)K1、K2并測(cè)

量?jī)牲c(diǎn)在已建平臺(tái)內(nèi)的位置關(guān)系。建立以平臺(tái)A軸中心為坐標(biāo)原點(diǎn),平臺(tái)北方向?yàn)閄軸的相對(duì)坐標(biāo)系,得出KI點(diǎn)坐標(biāo)為(X1,Y1),K2點(diǎn)坐標(biāo)為(X2,Y2),如圖2。(2)定位人員根據(jù)業(yè)主提供的已建平臺(tái)的坐標(biāo)和需要安裝的新的平臺(tái)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)建立兩個(gè)平臺(tái)之間的相對(duì)關(guān)系,在平臺(tái)上選擇適當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)放樣點(diǎn)A、B,并量取兩點(diǎn)在平臺(tái)上的位置。計(jì)算出在相對(duì)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)A(XA,YA),B(XB,YB)通過(guò)坐標(biāo)反算計(jì)算兩點(diǎn)連線的方位角為H。(3)定位人員在K1上架設(shè)全站儀,用K2定向。將需要放樣的A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)輸入。待平臺(tái)起吊后,實(shí)時(shí)測(cè)量平臺(tái)位置坐標(biāo)并通過(guò)對(duì)邊測(cè)量得出兩點(diǎn)的方位角,并將數(shù)值及時(shí)匯報(bào)給平臺(tái)安裝指揮中心,引導(dǎo)平臺(tái)就位到設(shè)計(jì)位置。

全站儀在海上平臺(tái)安裝上的應(yīng)用使平臺(tái)的就位精度更加準(zhǔn)確,更加快捷,避免了因GPS信號(hào)受到施工船舶吊機(jī)遮擋的影響,提高了施工進(jìn)度。所以全站儀在海上平臺(tái)安裝定位測(cè)量中起到了至關(guān)重要的作用,也開啟了海上平臺(tái)定位測(cè)量的新時(shí)代。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]周忠謨,易杰軍,周琪.GPS衛(wèi)星測(cè)量原理與應(yīng)用[M].測(cè)繪出版社,1997

篇10

【關(guān)鍵詞】工程測(cè)繪;GPS測(cè)繪技術(shù);特點(diǎn);應(yīng)用

由于GPS測(cè)繪技術(shù)所具備的優(yōu)越性,GPS測(cè)繪被逐漸應(yīng)用于社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)中,在工程測(cè)繪方面發(fā)揮著重要作用,顯著提高了工程測(cè)繪質(zhì)量。為進(jìn)一步提升GPS測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的運(yùn)用實(shí)踐水平,本文對(duì)其基本技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析,并探究該技術(shù)在工程測(cè)繪領(lǐng)域的運(yùn)用。

一、GPS測(cè)繪技術(shù)的基本特點(diǎn)

GPS即全球定位系統(tǒng),硬件設(shè)備主要由環(huán)球通訊衛(wèi)星和衛(wèi)星接收裝置兩部分構(gòu)成。GPS的工作原理基于無(wú)線電衛(wèi)星的精準(zhǔn)定位導(dǎo)航系統(tǒng),能夠幫助用戶精確把握導(dǎo)航位置、時(shí)間以及三維坐標(biāo)[1]。GPS的測(cè)繪技術(shù)融合了傳統(tǒng)測(cè)繪方法和高科技的現(xiàn)代化電子測(cè)繪技術(shù),具有運(yùn)用的廣泛性大、功能性強(qiáng)、自動(dòng)化和智能化水平高、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。

(一)功能多樣化,應(yīng)用范圍較廣

GPS技術(shù)不僅可以為用戶提供精確的三維置坐標(biāo),具有測(cè)量以及位置導(dǎo)航功能,同時(shí)還可以為用戶提供精確的時(shí)間和速度方面的完整信息,具有測(cè)時(shí)、測(cè)速的功能。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展與完善,這些功能也被逐漸應(yīng)用到工程測(cè)量、海洋測(cè)繪、大地測(cè)量以及航空攝影測(cè)量等領(lǐng)域,應(yīng)用范圍有了很大的擴(kuò)展。

(二)定位精確

經(jīng)大量的工程測(cè)繪實(shí)踐證明,GPS的定位精度較傳統(tǒng)定位方式有了顯著提高。首先,在靜態(tài)相對(duì)定位模式測(cè)量中若基線

(三)操作簡(jiǎn)便

現(xiàn)代化的GPS測(cè)量技術(shù)不斷的引進(jìn)各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段,極大的提高了GPS技術(shù)的智能化、自動(dòng)化及集成化程度,操作方法也非常的簡(jiǎn)便。在實(shí)際的工程測(cè)量過(guò)程中,只需要工作人員了解儀器的安裝、基本的連線、氣象數(shù)據(jù)收集以及天線高度的量取等簡(jiǎn)單內(nèi)容即可,GPS儀器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行衛(wèi)星定位、跟蹤觀測(cè)并及時(shí)記錄等內(nèi)容,工作人員只需要負(fù)責(zé)維護(hù)監(jiān)測(cè)儀器的正常運(yùn)行。因此對(duì)工作人員的專業(yè)要求并不會(huì)太高,也可以減少由人為失誤造成的誤差。

(四)測(cè)量速度快

現(xiàn)代的GPS測(cè)量技術(shù)在15-20min內(nèi)可測(cè)量20km范圍內(nèi)的相對(duì)靜態(tài)定位;在快速測(cè)量靜態(tài)定位時(shí),在2min內(nèi)即可觀測(cè)到15km內(nèi)每個(gè)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的定位,同時(shí)在初始化的流動(dòng)站觀測(cè)后可馬上進(jìn)行實(shí)時(shí)定位跟蹤,只需要幾秒鐘就可以觀測(cè)到每個(gè)流動(dòng)站的位置。

(五)全天候測(cè)量

外太空中存在不計(jì)其數(shù)的由地球發(fā)射的衛(wèi)星,并且各衛(wèi)星之間呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài),基本上地球的每一個(gè)角落都被覆蓋在內(nèi),因此GPS這種全球定位系統(tǒng)不限制時(shí)間和地點(diǎn)都可以進(jìn)行測(cè)量。而且除了會(huì)偶爾受到雷雨天氣等極其惡劣的氣象影響,測(cè)量工作在其他氣象環(huán)境條件下均可正常[2]。

二、工程測(cè)繪中GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用研究

(一)在工程變形監(jiān)測(cè)中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

在工程施工建設(shè)以及人們使用的過(guò)程中,常常會(huì)由于一些人為因素或者自然的外界因素導(dǎo)致地基發(fā)生變形甚至是位移。剛開始人們很難通過(guò)肉眼直接觀察到這些輕微的變形或者位移變化,當(dāng)人們?nèi)庋劭捎^察到時(shí)說(shuō)明工程變形的程度已經(jīng)極其嚴(yán)重,需要進(jìn)行大范圍的維護(hù)、修補(bǔ),不僅需要大量的資金投入,同時(shí)也會(huì)消耗大量的人力資源[3]。在日常生活中,最常見的工程變形包括建筑物的變形和沉降、大壩變形、因資源開采引起的地面沉降等,GPS測(cè)量技術(shù)具有高精度的三維定位功能,可作為各種工程變形及建筑物位移的重要監(jiān)測(cè)手段。比如在大壩變形的監(jiān)測(cè)工作中,大壩變形主要是由于水負(fù)荷的重壓所致,一旦出現(xiàn)大壩變形現(xiàn)象,會(huì)造成嚴(yán)重的后果,因此必須采取連續(xù)、精密的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

(二)在水下工程測(cè)繪中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

在碼頭和海岸的施工設(shè)計(jì)、海洋資源的開發(fā)利用、航道的整治以及海港建設(shè)等多種海洋工程建設(shè)過(guò)程中都需要定位極其精確的水下地形測(cè)繪圖,在水下地形圖的測(cè)繪過(guò)程中,必須對(duì)平面位置的三維坐標(biāo)和具體的水深程度進(jìn)行精密測(cè)量[4]。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)主要采用三應(yīng)答器、經(jīng)外側(cè)距儀以及經(jīng)緯儀等設(shè)備來(lái)測(cè)量平面位置的三維坐標(biāo),采用測(cè)探儀來(lái)測(cè)量具體的水深程度,測(cè)探儀的工作原理主要是利用超聲波進(jìn)行測(cè)定,因此必須借用潮位移來(lái)測(cè)量潮位來(lái)校正水深測(cè)量值,最后再得到水下地形的高度。這些操作設(shè)備、步驟和方法對(duì)操作人員的專業(yè)要求極高,且非常的復(fù)雜,使用極為麻煩。在水下工程測(cè)繪中應(yīng)用GPS測(cè)量技術(shù),平面位置的三維坐標(biāo)定位測(cè)量即快速,又精確,同時(shí)可利用實(shí)時(shí)定位以及實(shí)時(shí)分差定位功能進(jìn)行大比例尺下的工程進(jìn)行地形測(cè)繪。在實(shí)際的測(cè)繪過(guò)程中,可將潮位移、差分GPS接收設(shè)備以及測(cè)探儀共同組合成水下測(cè)繪的完整系統(tǒng),工作者即可通過(guò)導(dǎo)航監(jiān)視器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航向并進(jìn)行及時(shí)的修正,操作簡(jiǎn)便,可提高測(cè)繪的工作效率。

(三)在城市建設(shè)中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

要把城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)的進(jìn)行的嚴(yán)格劃分對(duì)城市進(jìn)行一個(gè)整體的規(guī)劃,對(duì)日后建筑物的建設(shè)提前做出計(jì)劃,從而減少其對(duì)城市的局以及公共環(huán)境的影響,以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市建設(shè)的合理化隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展[5]。現(xiàn)代化城市建設(shè)的發(fā)展越來(lái)越快,然而過(guò)度開發(fā)城市的資源,對(duì)城市的合理化發(fā)展造成了嚴(yán)重影響在這樣的情況下,對(duì)與城市的測(cè)量,有著更高的要求,工程的質(zhì)量和進(jìn)度與測(cè)量水平直接相關(guān)城市控制測(cè)量的速率以及準(zhǔn)確度在引入測(cè)繪技術(shù)后得到了大大的改善,由于可以在任意時(shí)刻采集數(shù)據(jù),而且還可以根據(jù)要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,比傳統(tǒng)的測(cè)量方式有極大的進(jìn)步速度快精度高費(fèi)用低以及操作簡(jiǎn)便是非常明顯的優(yōu)勢(shì),因而是現(xiàn)階段城市控制測(cè)繪的最好選擇隨著新科技新技術(shù)的不斷發(fā)展,技術(shù)在該領(lǐng)域的發(fā)展將會(huì)獲得更大的優(yōu)勢(shì)同時(shí),城市控制測(cè)量伴隨技術(shù)的發(fā)展將會(huì)達(dá)到更高的水平。

除上述功能之外,技術(shù)還能夠用于土地的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。由于所具有的精度高速度快效率高的特點(diǎn),使得這種新的測(cè)繪方法足可以滿足現(xiàn)階段的土地動(dòng)態(tài)檢測(cè)的需要,同時(shí)解決了傳統(tǒng)方法存在的速度慢效率低的問題,大大提高檢測(cè)的速度以及數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度,節(jié)省大量時(shí)間和人力。

三、結(jié)語(yǔ)

由于具有的諸多方面的優(yōu)勢(shì),勢(shì)必會(huì)給工程測(cè)繪工作帶來(lái)全新的革命,各領(lǐng)域測(cè)量技術(shù)將會(huì)得到改革。不僅工程測(cè)繪的數(shù)據(jù)會(huì)更加真實(shí)更加準(zhǔn)確更加可靠,而且將會(huì)擴(kuò)大工程測(cè)繪的服務(wù)范圍,從而使工程測(cè)繪的質(zhì)量和效率得到明顯的提高。毫無(wú)疑問,在未來(lái)的一段時(shí)間之內(nèi)技術(shù)將主導(dǎo)整個(gè)工程測(cè)繪領(lǐng)域,并且在技術(shù)的革新進(jìn)步的同時(shí),將用更強(qiáng)的實(shí)用性拓展廣闊的發(fā)展空間。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]陳巧英.論工程測(cè)繪中的測(cè)繪技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,28(1):192-193.