近海水下地形测量方法研究

近海水下地形测量方法研究

王超

湖北省水文地质工程地质勘察院，湖北武汉 430000

摘要：通过对临近海域水下地形测量的研究，不难发现我国常规的测量方法已经不再适用。随着科学技术的发展，新的测量技术已经得到应用发展。本文以柬埔寨电厂项目码头工程为例，结合近海域水下地形测量的具体应用和水下测量工作原理进行分析，得到了一些相关海下测量的经验，希望可以对类似工程提供一些帮助和建议。

关键词：近海领域；水下地形；测量方法

水下地形测量本身具有极高的操作难度，只能通过机械完成，主要应用于对港口、码头和桥梁等。进行水下测量可以明确的知道该区域的水位线和水下结构，为防洪抗灾起到了关键作用，所以测量的精准性已经成为了测量单位需要首要解决的问题。但是由于各种自然因素导致以往的测量数据都已经不再准确，测量手段也已经过时，运用机械进行测量变得更加具有意义。

1测量和定位方法

近海水下地形测量第一步需要明确测量范围（如图一所示），具体的测量方法有四种：交会法、极坐标法、断面索定位法、无线电定位法^[1]。

图1.测量范围

交会法：以往的测量方法主要采用了六分仪和经纬仪通过在侧方和前方交会的方式，但是如今通过全站仪就可以直接代替。

极坐标法：这种测量方法具有一定的局限性，只能应用于水面不宽且水面平静的进水海域。

断面索定位法：同样只适用于水面较窄、测深浅大比例尺测量。

无线电定位法：这种测量方法运用了高科技技术，通过无线电电流传播的方法进行测量，无线电定位法可以使用于水域宽广、精度要求高的水域，其本身也具有着操作简单不受天气等外界因素影响的新型测试方法^[2]。

运用GPS定位技术可以准确有效的对需要测量区域进行点线划分，对四个控制点进行矫正检测，得到相关数据（如图二所示）。在得到了测量范围的数据之后还需要运用四等水准（如图三所示）测量要求对控制点的高程进行复测（如图四所示）。在进行高程观测与测试时需要使用水平测试仪，并得出相应的测量数据（如图五所示）。在水下测量过程中，需要使用到测深仪，测深仪可以利用自身的实时通讯和数据传输功能进行测量。同时需要对水位站设立及水尺零点的引测进行设立水尺，尽量把水尺设立在离控制点较近的区域，方便信号定位，同时在赶在海面平静，低潮时进行设立水尺，水尺读数值设定范围要高于最高水位低于最低水位。在安装水尺的过程中要尽量保证水尺垂直且稳固，不能在海水的压力下发生倾斜或者倒塌。水尺设立之后就需要进行设置测深线，操作人员需要根据具体相关规定的数据进行布设，设置的主侧线要垂直与等深线。以1：1000的比例尺为例，测线间的间隔就需要有20米，测点之间的间隔需要与行走距离相隔10米。同时在测深线布设之后要及时进行GPS定位，修改之前的定位，重新获得最新的位置信息。在安装完成之后，为了保证测试的精准性需要对仪器进行矫正和检查，并且记录测前、测试过程和测后进行比对分析，确保测量结果具有可靠性^[3]。

图2.控制点点校正检测一览表

图3.四等水准测量主要精度要求

图4.四等水准主要技术要求

图5.水准观测的主要技术指标统计一览表

2数据处理

在所有的仪器摆放正确、测深线、水尺等布设之后就可以得到相关的海下地形数据，对于这些数据首先要进行预处理。预处理的意思就是检查所有仪器是否按照规格进行摆正测量，还包括对海面情况进行监控分析，比如水位是上涨还是下降、吃水线高低、声速改正等等。数据预处理具有相关的参数标准和计算方法，只要正常按照规定操作基本都不会出现问题。在进行测量统计数据的过程中，难免会发生因为海面突发情况导致的测量数据波动，比如海面波浪会影响到水深数据的测试，由于海面海风强劲或者各种因素导致的海面波浪浮动巨大，这对于测量水深的过程具有极大的影响。在测量海水深度的过程中，需要高程记录进行水深曲线个别平滑处理，通过这种办法可以减少甚至消除海浪对测量的影响。水深测量结果出来以后，就需要马上对数据进行观测对比，同时和事先预测的数值进行比对，检查测量数据是否受到了海水浮动、机器故障、操作失误等因素的影响^[4]。在检查数据的过程中，需要处理数据人员与电脑一起进行处理，利用人机互动的方式把错误的数值删除掉，保留一些真实数值，并使用电脑清楚一些孤立点和噪声点。数据处理人员需要把正式测量数据和多次测量结果进行比对分析，如果误差在规定允许范围之内，那么水深测量结果就是准确而有效的。

结束语：

通过具体操作实践不难得出近海水下地形的测量方法，熟知海边结构，了解海域安全是保证沿海人民安全的重要步骤。在科技发展迅速的今天，利用机械装备可以较轻松地得到相关数据，但是其中也有一定的局限性，在面对海下情况较为复杂的地势时，也很难取得准确的数据，但是测量技术在未来的发展中一定会越来越好。

参考文献：

[1]张朋涛.关于近海水下地形测量技术探讨[J].科技展望,2016,26(28):158.

[2]王琪,刘国和,王恒,王小刚.江苏CORS系统在近海水下地形测量中去验潮应用初析[J].治淮,2016(09):30

[3]杜军波,霍庚.GPS-RTK与测深技术在近海井场水下地形测量中的应用[J].舰船电子工程,2013,33(06):128-130+155.

[4]周海天,薛亮.应用JSCORS参与近海水下地形测量方法探讨[J].科技传播,2010(07):43+42.