海洋測繪
關注創建者：匿名 創建時間：2022-06-14
海洋測繪的實例教程
隨著我國經濟的快速發展和綜合國力迅速提升，新型智慧城市建設已經步入具體實施階段，許多沿海省份和沿海城市還提出了智慧海岸帶建設、智慧海洋管理等。沿海智慧城市建設、智慧海岸帶建設以及智慧海洋管理，都必須通過海洋測繪技術獲取海洋測繪地理信息成果作為基礎數據。而從國家層面考慮，為加強我國海洋戰略的實施，進一步拓展藍色發展空間，有效提升國家海洋綜合治理能力，減少沿海城市由于快速發展帶來的陸域資源緊張問題，有效緩解環境承載壓力，為經濟發展進一步提供資源保障等，這些都要求我們加快培育海洋測繪市場，加快發展海洋測繪產業，加快開展海洋測繪工作。
一、海洋測繪前沿技術
簡述
海洋測繪是海洋空間地理信息測量與表達的總稱，是研究海洋、江河、湖泊以及毗鄰陸地區域各種幾何、物理、人文等地理空間信息采集、處理、表示、管理和應用的專門學科，是測繪學的重要分支，是所有海洋軍事、海洋科研以及海洋開發利用活動的基礎。以下，結合前段工作實踐，簡述海洋測繪前沿技術（如圖1所示）。
圖1海洋測繪前沿技術
⒈關于海洋大地測量
海洋大地測量是陸地大地測量在海域、海區的延展，作為測繪基礎，海洋大地測量為海洋測繪建立重力、磁力、平面、高程基準體系。除海洋物理大地測量（海洋重力、磁力測量），還包括建立海洋基本控制。平面控制是陸地坐標系統向海洋的拓展延伸；海洋垂直基準包括陸地高程基準、平均海平面和深度基準面。近年來，衛星測高、GNSS系統等相關技術快速進步并迅速普及，海洋垂直基準數據源與表達方式產生了深刻變革。
⒉關于海洋導航定位
所有的海洋活動基本上都需要基于位置的服務目前，主要是借助GNSS聯合系統（中國北斗、美國GPS以及俄羅斯、歐盟衛星定位系統）提供海上位置的服務。
展開 對中國學術期刊出版總庫所收錄的《海洋測繪》近30年的2646篇有效文獻進行科學計量研究，分別對文獻的作者共現網絡、機構共現網絡和關鍵詞共現網絡進行了分析，結果表明《海洋測繪》發文主題主要涉及水深測量、GNSS、海圖制作等領域，發文核心機構以海軍海洋測繪研究所等軍事研究院所為主，核心作者多隸屬同一研究機構，具有密切合作網絡。通過分階段的時間演進分析，表明水深測量、GNSS、海圖制作三大研究主題30年間長久不衰，衛星遙感、北斗導航定位等其他核心主題的研究趨勢不斷增強，熱點主題往往與國內外相關科技發展趨勢相呼應。
引言
《海洋測繪》于1981年創刊，由海軍海洋測繪研究所主辦[1]，是我國海洋測繪研究領域最為重要的學術性期刊，國內外公開發行，辦刊特色是以報道海洋測繪專業領域為主，刊文主要涉及我國海洋測繪學術科技研究成果和國內外海洋測繪動態，并包括與海洋測繪相關的交叉學科（如物理海洋、水聲學等）研究成果?！?em>海洋測繪》被中國學術期刊綜合評價數據庫、中文核心期刊（遴選）數據庫、中文期刊數據庫和日本科學技術振興機構數據庫等多個國內外重要數據庫收錄，已連續11年評為“中國科技核心期刊”。2021年3月，依據文獻計量學原理和方法，經過學科專家評審，《海洋測繪》入編《中文核心期刊要目總覽》測繪學類的核心期刊表（北大核心）。
作為反映中國海洋測繪最高研究水平的學術型刊物，在《海洋測繪》創刊40周年及入編北大核心之際，有必要通過科學文獻計量方法，分析其歷史載文的機構、作者和熱點主題特征，探討我國海洋測繪近幾十年研究的觀點、方法、技術和實踐的相關演變。文獻計量是利用數學和統計學方法定量分析科技文獻外部特征，包括文獻的分布結構、數量關系、變化規律和共現聚類等，進而揭示學術研究的特征和規律[2]。在一些學術期刊的歷史節點，已有不少學者對期刊進行了出版刊發情況分析。
展開 [14]牟健，賀惠中，姜峰.SHADOWS合成孔徑聲納系統及性能測試[J].中國海洋大學學報，2011，41(7/8)：159-163.
[15]徐國強，亓發慶，闞長賓，等.淺海海底管道探測技術探討[J].海岸工程，2013，32(2)：20-29.
[16]徐繼尚，李廣雪，曹立華，等.海底管道綜合探測技術及東方1-1管道不穩定因素[J].海洋地質與第四紀地質，2009，29(5)：43-50.
[17]劉昆，牟健，謝敬謙，等.淺析SHADOWS合成孔徑聲納的數據成像處理技術[J].海洋技術，2013，32(2)：56-72.
作者簡介：于灝，女，1978年出生，國家海洋局北海海洋技術保障中心，山東青島人，工程師，主要從事海底探測、海洋調查研究。
本文發表在《海洋測繪》2015年第3期上
展開 國家海洋局北海海洋技術保障中心購置有2套Seabat7125，此外EM2040已配裝“向陽紅03”號科考船，SONIC2024已配裝“科學”號科考船。
中水型多波束測深聲吶：主流產品主要有EM710和EM712、SeaBeam3030和SeaBeam3050以及Seabat7160等，我國EM710已配裝“嘉庚”號科考船，EM712已配裝“東方紅3”號科考船。
深水型多波束測深聲吶：物理尺寸較大，主要有嵌入式安裝、貼裝（加裝導流罩）和Gondola安裝3種安裝方式。目前深水型多波束測深聲吶可選擇的產品不多，主流產品主要有EM122、Sea Beam3012、HydrosweepDS和Seabat7150等。我國EM122已配裝“向陽紅06”號、“向陽紅19”號、“嘉庚”號和“東方紅3”號等科考船，SeaBeam3012已配裝“向陽紅01”號、“向陽紅03”號和“科學”號等科考船。
我國多波束測深聲吶研究始于20世紀80年代中期，首臺實驗樣機由中國科學院聲學研究所和天津海洋測繪研究所于20世紀80年代末聯合研制成功，首臺聲吶產品由哈爾濱工程大學和天津海洋測繪研究所于1998年聯合研制成功。21世紀以來，在國家“863”計劃等項目的支持下，哈爾濱工程大學、中國科學院聲學研究所、中國船舶重工集團公司第715研究所和浙江大學等單位研究設計了多款樣機和產品。目前我國淺水型多波束測深聲吶已完成多款產品的研制，而深水型多波束測深聲吶還處于實驗樣機階段，未形成產品化。
多波束測深聲吶的發展趨勢主要包括：
通過研究和應用新技術和新算法，進一步提高精度和分辨率。如，相干聲吶技術已越來越受到科研單位和部分廠商的重視，HydrosweepDS 即利用了該技術。
展開 海洋浩瀚無垠，海底世界無比豐富，如何探索其中奧秘，得到人們想知道的“答案”呢？
許多人可能第一反應是借助“聲吶”。沒錯，這是一種利用聲波在水中的傳播特性，通過電聲轉換和信息處理，探測各類水下目標的位置、類型、運動方向等屬性的技術。對海底世界的探測和觀察，至今還沒有發現比聲波運用更有效的手段。聲吶系統成為目前海洋技術裝備中應用最廣泛的一項技術。
自第一次世界大戰被用來偵測潛水艇開始，聲吶系統一直是各國海軍進行水下監視、偵測、攻防的“利器”。如對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤，在水下通信、導航，保障各類水面艦艇、水下潛艇、反潛飛機的戰術機動和水中武器使用，等等。
聲吶系統不僅在海洋軍事行動和海戰中發揮重要作用，在經略海洋、發展國民經濟等方面也同樣不可或缺。如水下探測魚群、海洋石油勘探、船舶導航、水文測量和海底地質地貌勘測等，都離不開它。
隨著人類對海洋認知的加深與探測技術的進步，從最初的“水聽器”發展而來的被動聲吶，到有目的發射聲波的主動聲吶，再到兩者相結合的聲吶系統，盡管在技術上得到了突破，但傳統聲吶系統仍難以滿足現實所需。
在計算機技術、人工智能等現代科技大發展的時代背景下，集聲學、海洋科學、電子科學、計算機科學等眾多學科于一身的新一代智能聲吶系統隨之問世。
人工智能，賦予聲吶聰慧“大腦”
人工智能誕生于1956年，它的實質是模擬人的思維過程。
人的大腦在日常生活中，會對不同事物或信息產生不同體驗，并留下印象或記憶，形成經驗。
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引言
《海洋測繪》于1981年創刊，由海軍海洋測繪研究所主辦[1]，是我國海洋測繪研究領域最為重要的學術性期刊，國內外公開發行，辦刊特色是以報道海洋測繪專業領域為主，刊文主要涉及我國海洋測繪學術科技研究成果和國內外海洋測繪動態，并包括與海洋測繪相關的交叉學科（如物理海洋、水聲學等）研究成果。
二、海洋測繪在海洋工程
建設等方面的應用
由于海洋測繪裝備與海洋測繪新技術迅速發展，海洋測繪技術手段更加豐富，因此，在不同領域的應用越來越多，服務范圍也越來越廣。
技術和用戶需求方面不可取代的優勢，為PPP-RTK在智能駕駛、精準農業、測量測繪、海洋等領域的應用奠定了基礎。尤其在以安全至上的智能駕駛領域，PPP-RTK技術正逐步成為整車廠智能駕駛方案中，實現高精度定位服務的首選。
技術壁壘的突破也讓更多企業意識到了PPP-RTK的重要性?？梢灶A見，PPP-RTK將成為精準定位服務新趨勢，也終將帶領我們開啟高精度定位的嶄新時代。
背 景
隨著無人機技術的發展，無人機開始在國內應用到包括農業、電力、石油、檢災、林業、氣象、國土資源、警用、海洋水利、測繪、城市規劃等多個行業，特別是測繪和電力巡線兩個領域，無人機應用進入了快速發展期。
目前，以側掃聲吶與合成孔徑聲吶為代表的高空間分辨智能聲吶系統，在海洋測繪、勘探領域已得到成熟應用。如用來鉆探發現海底“可燃冰”資源，協助潛水員執行水下搜尋救助作業等。國外一些研究機構還將合成孔徑聲吶技術用于水下潛航器，構建起新型水下成像系統，有效促進水下無人作戰能力穩步提升。
近年來，無人艇被廣泛用于執行多種軍事及非軍事任務，代替作業人員執行危險或耗時耗力的任務，在港口防護及艦船兵力保護、海上偵察監視、反潛作戰、水上搜救、后勤補給、水質監測、水文采樣、海洋環境測繪、水域生態保護等方面發揮著重要作用，提高工作效能的同時也降低了作業人員的傷亡。
作為無人艇的創始者，以色列埃爾比特系統公司推出的“銀色馬林魚”具有劃時代的戰略意義[1]。
目前，民用無人機在農業植保、電力巡檢、管道巡檢、地理測繪、海洋監測、應急通信等諸多領域實現了廣泛應用，發展前景備受關注。
近年來，在無人機眾多應用場景中，地理測繪成為冉冉升起的“新星”。利用無人機，不僅可以完成地理信息測繪，還能進行建筑、農業、城市等各方面的測繪作業，以滿足經濟、社會發展的需要。
我國多波束測深聲吶研究始于20世紀80年代中期，首臺實驗樣機由中國科學院聲學研究所和天津海洋測繪研究所于20世紀80年代末聯合研制成功，首臺聲吶產品由哈爾濱工程大學和天津海洋測繪研究所于1998年聯合研制成功。21世紀以來，在國家“863”計劃等項目的支持下，哈爾濱工程大學、中國科學院聲學研究所、中國船舶重工集團公司第715研究所和浙江大學等單位研究設計了多款樣機和產品。
本文發表在《海洋測繪》2015年第3期上
