海洋测绘综合训练及案例分析.ppt
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1、海洋测绘综合训练及案例分析海洋测绘综合训练及案例分析方兆宝方兆宝 博士博士广东省国土资源厅基础测绘处广东省国土资源厅基础测绘处2012年年7月月第一部分第一部分 水深测量水深测量一、一、海洋测绘概述海洋测绘概述【考点直击】【考点直击】通过学习重点领会海洋测绘内容和通过学习重点领会海洋测绘内容和海洋测绘的作用,掌握海洋测量平面基准、高程海洋测绘的作用,掌握海洋测量平面基准、高程基准和深度基准等海洋测绘的基本概念。基准和深度基准等海洋测绘的基本概念。(一)、基本概念(一)、基本概念1、测绘学分类测绘学分类2、海洋测绘海洋测绘3、海道测量海道测量。海道测量规范。海道测量规范4、海图制图海图制图。中国
2、航海图编绘规范。中国航海图编绘规范二、二、海道测量海道测量总体要求总体要求(一一)、海道测量的任务和目的海道测量的任务和目的 1、海道测量的主要任务是进行水深测量和海岸地形测量,获取海底地貌、底质情况和航行障碍物等资料。2、海道测量的目的是为编绘航海图提供数据,以保证船舶航行安全。(二)、(二)、海道测量的基本内容海道测量的基本内容a)建立平面和高程控制测量基础;b)进行水位观测,确定平均海面、深度基准面和计算水深测量时的水位改正;c)进行水深测量、助航标志的测量、航行障碍物的调查探测、水文和底质测定等;d)进行海岸地形测量。(三)、海道测量(三)、海道测量采用基准采用基准1、平面坐标采用国家
3、统一规定的坐标系,其与地心坐标系的关系采用国家统一使用的转换参数或满足本规范精度要求的区域性转换参数。2、高程采用1985国家高程基准,远离大陆的岛、礁,其高程基准可采用当地平均海面。3、以理论最低潮面作为深度基准面,深度基准面的高度从当地平均海面起算;一般情况下,它应与国家高程基准进行联测。深度基准面一经确定且在正规水深测量中已被采用者,一般不得变动。灯塔、灯桩的灯光中心高度从平均大潮高潮面起算:海岸线以平均大潮高潮时所形成的实际痕迹进行测绘。(四)、(四)、测量与成果图基本精度规定测量与成果图基本精度规定 1、海道测量的平面及高程控制基础是在国家大地网(点)和水准网(点)的基础上发展起来的
4、。按其平面控制精度,海道测量控制点分为海控一(以H1表示)、二(以H2表示)级点。海控点的分布,应以满足水深测量、海岸地形测量为原则。大于1:5000比例尺测图,最低平面控制基础为国家四等点;小于(含)1:5000大于1:10000比例尺测图,最低平面控制基础为海控一级点;小于(含)1:10000比例尺测图,最低平面控制基础为海控二级点。直接用于水深测量和海岸地形测量的平面控制点:大于5000比例尺测图为海控一级点,小于(含)1:5000大于1:10000比例尺测图为海控二级点,小于(含)1:100OO比例尺测图为测图点(以Hc表示),可在海控点上直接发展。2、水深测量中,定位点的点位中误差:
5、大于1:5000比例尺测图时应不大于图上1.5 mm,小于(含)1:5000大于(含)1:100000比例尺测图时应不大于图上1.0 mm,小于1:100000比例尺测图时应不大于实地100 m。3、深度测量一般使用回声测深仪,深度测量极限误差(置信度95)的规定见下表。深度测量极限误差(置信度95)4、相对于计算值的成果图绘制误差的限差:(1)图廓边长度误差不大于图上0.1 mrn;对角线长度、方里网各线段长度误差不大于图上0.2mm。(2)控制点展绘的准确性,以控制点间的距离来检查,每一控制点检查边数不得少于二条,且检查边角应在300-1500之间,边长误差不大于图上0.3 mm。(3)格
6、网绘制的准确性,以其交点的直角坐标来检查,其坐标位移误差不大于图上0.6 mm。(4)等角和等距格网,每幅图不少于五个检查点;(5)双曲线格网,每幅图不应少于八个检查点。检查点要均匀分布。(五)、(五)、测图比例尺、投影、分幅原则和标测图比例尺、投影、分幅原则和标准图幅准图幅1、水深测量的基本测图比例尺必须根据实际需要和海底地貌的复杂程度而定,一般规定为:a)海港、锚地、狭窄航道及具有重要使用价值的海区,以1:2000-1:25000比例尺施测;b)开阔的海湾、地貌较复杂的沿岸及多岛屿地区,以1:25 000比例尺施测;c)地貌较平坦的沿岸开阔海区,以1:50000比例尺施测;d)离岸200海
7、里以内海域,以1:100000或1:250000比例尺施测;e)离岸200海里以外海域,一般以1:500000比例尺施测。为了详细显示海底地貌,对个别地段可进行放大比例尺测量,但其控制基础仍按原比例尺要求。海岸地形测量的测图比例尺应与水深测图比例尺相同。2、测图采用高斯一克吕格投影:大于1:5 000比例尺测图采用1.5度带投影,大于(含)1:10 000比例尺测图采用3度带投影,小于1:10 000比例尺测图采用6度带投影;小于(含)1:50 000比例尺测图可采用墨卡托投影,并以测区的中央纬度作为基准纬线。3、测图分幅应以较少图幅覆盖整个测区为原则。具体分幅时,尽量与海图出版图幅一致,并适
8、当照顾海区的完整性。4、水深测量的标准图幅尺寸为:a)50 cm X 70 cm;b)70 cm X 100 cm;c)80 cmX 110 cm。5、海岸地形测量的标准图幅尺寸:为50 cm X 50 cm或与水深测量图幅尺寸一致。实战题1、单项选择题 (1)在海洋测量中,灯塔、灯桩的灯光中心高度从()面起算。A 平均大潮高潮面;B 理论深度基准面;C 1956年黄海高程系;D 1985国家高程基准。(2)海港、锚地、狭窄航道及具有重要使用价值的海区,以()比例尺施测;A 1:2000-1:25000;B 1:5000-1:50000;C 1:7500-1:100000;D 1:100000
9、-1:500000。2、多项选择题 (1)海洋测绘的主要内容是进行()测量。A.海岸带控制测量;B.海岸地形测量;C.水深测量;D.海洋鱼类分布特性的测定;E.助航标志的测定。(2)海道测量的标准图幅尺寸为()A.50 cm X 50 cm B.50 cm X 70 cm;C.60 cm X 60 cm;D.70 cm X 100 cm;E.80 cm X 110 cm。三、海道测量三、海道测量技术设计技术设计(一)项目设计 项目设计的主要内容为:a)确定测区范围;b)划分图幅及确定测量比例尺;c)标定免测范围或确定不同比例尺图幅之间的具体分界线(即折点线);d)明确实施测量工作中的重要技术保
10、证措施;e)编写项目设计书和绘制有关附图。【考点直击】【考点直击】根据项目要求,确定海洋测绘根据项目要求,确定海洋测绘内容内容,进行技术设计。进行技术设计。(二)专业设计 首先应全面地收集和分析测区有关资料,进行初步设计;然后对某些资料不足或难以评估资料可靠性的海区,进行实地勘察和调查;在此基础上对初步设计进行修改和充实,并编制技术设计书。1、资料收集和分析 在技术设计之前,应收集测区下列资料:a)最新出版的地形图和海图;b)控制测量成果资料及其说明;c)水位控制资料;d)助航标志及航行障碍物的情况;e)其他与测量有关的资料。对所收集的资料,应对其可靠性及精度情况进行全面分析,并作出对资料采用
11、与否的结论。2、图上设计程序(1)控制测量 a)在适当比例尺的地形图或海图上标出已知网(点)、水准路线及验潮站;b)设计待测网(点)时,旧点应充分利用,并把测区内的助航标志、显著物标一并列入计划,估算新设计网(点)的精度;c)按控制网(点)对高程起算点的密度要求,设计控制点的水准联测路线;d)在能满足布设测图点精度的前提下应尽量减少造高标,减少过渡点,力求图形简单,保证精度,密度合理。(2)水深测量a)确定各种不同比例尺测图测深线的布设方向、间隔及障碍物、底质点的探测方案;h)确定岸台、检查台、比对点、验潮站、水文点的位置和水位改正方案,预先估算测区定位中误差;C)确定定位仪器和测深仪器的检验
12、与测定的方法;d)提出对景图拍摄的地点及要求。(3)海岸地形测量 a)根据水深测量范围和测量比例尺,按照自由分幅和分幅最少的原则设计图幅;b)根据作业要求和已有资料情况,确定修测和实测的范围;c)提出增设测图点的方案;d)根据岸滩大小确定测量方法。(4)完成图上设计后,应认真进行检查,务使各方面的设计完整并符合本规范的要求。3、实地勘察(1)实地勘察是修正充实初步技术设计的重要环节。为此,实地勘察前,工作人员需对初步技术设计进行充分研究,然后拟订勘察实施计划。(2)实地勘察内容:a)调查测区行政区划、社会情况、自然地理、水文气象、通讯、交通运输、物资器材、医疗卫生和船舶避风锚泊等条件。b)勘察
13、已有的控制网(点)和水准点位置、标志类型及保存情况。实地勘察所需增设的控制点(包括显著物标)间的通视情况、确定其位置、战标类型及标高;勘察导线路径上物理测距仪的工作条件。c)检查已有验潮站水准标志的保存情况,对潮汐性质复杂资料又不足的海区,一般均应设站勘察。拟新设的站,应勘察站位和设站条件。d)资料不足的港、湾、河口及易变地段应进行实地勘察,以提出合理的施测方案。e)调查了解测区内航行障碍物的变化情况。f)勘察岸台、检查台、比对点的位置,测试测区电磁场对无线电定位仪的干扰情况。(3)及时提交实地勘察结果书面报告。勘察报告应对勘察的内容逐项说明,并对初步技术设计提出修改意见。4、技术设计书的拟定
14、和审批 设计人员根据实地勘察结果,应对初步设计进行修正和充实,制定技术设计书。(1)技术设计书由技术说明书、控制测量、水深测量和海岸地形测量设计图及有关附图和附表组成。(2)技术说明书的内容为:a)任务的来源、性质、技术要求;测区的自然地理特点;技术设计的依据及原有测量成果的采用情况。b)各施测控制点的等级、标石和规标类型及造埋数量;水深测量图幅、测深里程、航行障碍物的数量、海岸地形测量的图幅、面积和岸线长度。c)作业所ru的各种主要仪器、器材、船只类型和数量。d)根据测区地理气象及技术装备条件,确立不同海区的作业率,并计算各种测量作业的工作量和工作天数。e)根据测区特点和作业技术水平,重点提
15、出适当的作业方法和注意事项,必要时应作出具体技术指示。(3)水深测量设计图应标出测区范围、测图分幅编号、比例尺、验潮站、水文点、岸台、检查台、比对点、测区及附近重要城镇和道路的名称。(4)控制测量设计图应标出已知点和待测点的名称和等级、已知边、待测边、已知方向和待测方向;导线路径、等级、线号、点号;水准路线、等级、线号、点号及路线联测的水准点、三角点或其他固定点。(5)海岸地形测量设计图,按标准图幅布满测区,标出分幅编号、比例尺以及实测、修测范围。(6)附表包括水位改正方案、定位中误差计算、障碍物探测统计及技术说明书中各种统计表格等。(7)技术设计书需装订成册,由设计人员签名、主管业务负责人签
16、署意见后报批,经上级业务主管部门或任务下达单位审查批准后方可实施。四、四、平面控制与高程测平面控制与高程测量量(一)一般规定1、国家各时期布测的三角(导线、GPS)点,凡符合现行国家三角测量和精密导线测量规范精度要求的,均可作为海道测量的高等控制点和发展海控点的起算点使用。2、国家等级点的布测按国家三角测量和精密导线测量规范执行。海控一、二级点布测的方法主要采用GPS测量、导线测量和三角测量,测图点可采用GPS-RTK法、导线、支导线和交会法测定。【考点直击考点直击】根据技术设计,实施海洋控制测量,根据技术设计,实施海洋控制测量,并进行测区深度基准面的联测传递。并进行测区深度基准面的联测传递。
17、平面控制基本要求和投影分带规定平面控制基本要求和投影分带规定海道测量控制点精度指标海道测量控制点精度指标(二)平面控制测量1、选点(1)准备工作 实地选点工作开始前,选点员须对技术设计书进行充分的研究,并领取测区地形图、海图、控制网图和选点所用的器材,如望远镜、罗针、测旗、六分仪等。(2)实地选点 在确保通视的情况下,选、造、埋可同时进行。选点应按下列要求进行:(3)控制点的命名 控制点一般应取村名、山名、地名作为点名,并向当地政府机关、人民群众进行调查。(4)选点报告书 选点工作结束后,应按下列内容编写报告书:2、造标和埋石(1)造标(2)埋石 3、水平角测量(1)测角仪器的检验(2)水平角
18、观测与记录 4、距离测量(1)仪器的选用。5、资料记录、整饰与计算(1)野外测量的记录和整理(2)计算应遵守的规定(3)概算内容 a)原始资料的检查;b)调制起算数据表;c)调制观测结果记簿,用计算机记录水平角观侧时,可直接调制方向卡片 d调制方向卡片;e)近似边长的计算;f)近似坐标的汁算;g)绘制控制点资用图;h)测站点、照准点归心改正数的计算;i)曲率改正数的计算;j)将斜距边长化至高斯平面上边长的计算。(4)验算(5)平差计算A)验算合格后,海控一、二级点应按平密方法进行平差计算;测图点可采用近似平差方法。B)平差计算的同时,应进行精度评定。(6)资料整理 各种原始资料和计算资料一律装
19、订成册,需复印的资料应装入纸夹或纸套内。透明纸控制点成果表的调制。凡需蓝晒或复印的控制网展点图及其他网图,一律用黑墨水绘。a)控制网展点图的比例尺一般为1:100 000,大比例尺测图地区可按I:25 000。另绘附图。b)图上应绘有高斯方里网、岸线和岛屿的轮廓;c)书写标题、测区名称、施测单位、测量年代、比例尺、图例说明及其他必要的注记;d)国家大地点的图式符号按国家三角测量和精密导线测量规范规定绘制;e)图式规定如下:海控一级点,圆的直径为4 mm,边粗为0.2 mm;海控二级点,圆的直径为4 mm,边粗为0.1 mm;测图点,圆的直径为2 mm,边粗为0.1 mm。水准点及路线:圆的直径
20、为4 mm,路线为0.2 mm粗的虚线,水准点符号为 。交会点,由于交会点较多,方向线不宜都绘上,只在待定点的点旁绘上1 cm长的方向线;各方向线应对准起算点,前方交会点一律绘虚线,后方交会点在靠近设站点的一端一半绘实线,其余一半绘虚线。(三)、高程控制测量1、三角高程测量2、水准测量3、资料计算与整饰(1)野外测量的记录和整理:(2)计算时应遵守的规定(3)高差计算(4)三角高程测量验算的项目与限差(5)三角高程平差和精度估算 (6)资料整理与归档 a)各种原始资料和计算资料一律装订成册;b将各点的最后高程记入透明纸控制点成果表。(四)、GPS测量1、海控点GPS测量要求海控级控制点按高级控
21、制低级的原则布测。2、在大队和主管部门对GPS测量全过程检查、验收合格后,上交如下资料:a)测量任务书、技术设计资料和补充技术文件;b)点之记、环视图、委托保管书、选点资料和埋石资料;c)GPS网观测图;d)卫星预报表;e)仪器检验资料;f)外业观测资料;g)数据处理资料和成果表;h)外业技术总结和数据处理报告;i)成果验收报告。五、五、水深测量水深测量(一)(一)水位控制水位控制1、验潮站的设立(1)验潮站分为长期验潮站、短期验潮站、临时验潮站和海上定点验潮站。a)长期验潮站是测区水位控制的基础,主要用于计算平均海面,一般应有2年以上连续观测的水位资料。本本节节重重点点:根根据据技技术术设设
22、计计,实实施施海海洋洋定定位位测测量量和和水水深深测测量量,并并对对测测深深成成果果进进行行必必要要的的改改正,获得海道和海底地形测绘成果。正,获得海道和海底地形测绘成果。b)短期验潮站用于补充长期验潮站的不足,与长期验潮站共同推算确定测区的深度基准面,一般应有30天以上连续观测的水位资料。c)临时验潮站在水深测量时设置,至少应与长期站或短期站在大潮期间同步观测水位3天,主要用于深度测量时进行水位改正。d)海上定点验潮站,至少在大潮期间(良好日期)与相关长期站或短期站同步观测一次或三次24 h或连续观测15天水位资料,用于推算平均海面、深度基准面以及预报瞬时水位,进行深度测量时的水位改正。(2
23、)验潮站布设的密度应能控制全测区的潮汐变化。相邻验潮站之间的距离应满足最大潮高差不大于1 m、最大潮时差不大于2h、潮汐性质基本相同。对于潮时差和潮高差变化较大的海区,除布设长期站或短期站外,也可在湾顶、河口外、水道口和无潮点处增设临时验潮站。(3)验潮站站址的选择原则:a)水尺前方应无沙滩阻隔,海水可自由流通,低潮不干出,能充分反映当地海区潮汐情况约地方;b)水尺能牢固设立,受风浪、急流冲击和船只碰撞等影响较小的地方,如有可能尽量在固定码头壁上安装水尺;c)水尺应设在岸滩坡度较大的地方;d)能牢固埋设工作水准点,并便于与主要水准点以及国家水准点、控制点进行联测的地方;e)适当考虑验潮人员的安
24、全、生活和交通方便,在保证水位观测精度的前提下,尽可能把验潮站选在居民点附近;f)海上定点验潮站的站址,要求海底平坦、泥沙底质、风浪和海流较小的地方;g)对水准标石已破坏的旧验潮站,需重新设站时应尽量与旧站址重合。(4)验潮站水准点标志的埋设 每个验潮站应埋设工作水准点和主要水准点标志各一个。工作水准点应设在水尺附近,以便经常检查水尺零点的变动情况;工作水准点可在岩石、固定 码头、混凝土而、石壁上凿标志,再以油漆作记号。不具备上述条件时,亦可埋设牢固的木桩。主要水准点应设在高潮线以上、地质比较坚固稳定、能长期保存、易于进行水准联测的地方。在验潮站附近的水准点和三角点,经检查合格,可作为主要水准
25、点。2、水准联测 主要水准点应与国家水准点联测,联测要求应根据路线长短按有关规定执行。工作水准点与主要水准点之间的高差,按四等水准测量要求,工作前后各测定一次。验潮站的水尺,至少有一根水尺零点与工作水准点之间的高差是用等外水准测定的。各水尺零点之间的相互高差,可在海面平静时,用水面水准或等外水准的方法测定。水面水准法要求两根水尺每隔1 0 min同时进行一次读数,连续读数三次,其高差互差不得超过3cml,取中数使用,超限者应重测。水位观测过程中,应经常检查工作水准点与水尺零点、便携式验潮仪零点之间的相互高差有无变化,如发现或怀疑零点有变化时(如大风浪或水尺受碰撞后)应及时进行高差联测,当零点变
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