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基于海洋測繪的水深測量研究
水深測量是指測定水底點至水面的高度和點的平面位置的工作。是海道測量和海底地形測量的中心環節，目的是為船舶航行提供航道深度和確定航行障礙物的位置、深度和性質。本文首先寫其內容，隨后對海洋水深測量產生誤差的因素進行了分析，最后對如何提高海洋水深測量精準度提出了方法措施，希望能促進水深測量測繪新技術的發展。
海洋測繪，對于海上航行的保證以及海洋事業的發展具有重要作用，而海洋測繪的研究成果，不僅體現在海洋事業的發展，還體現在國民經濟建設、國防建設以及科學研究的方方面面。對于我國來說，從新中國的成立至今，海洋測繪的發展也從弱走向強，從小做到大，并且有了驕人的成績。而海洋測繪成果體現在那一萬四千米的島嶼岸線1 800km的大陸岸線以及300多萬平方千米和6500多個島嶼的管轄海域。對于我國的海洋測繪事業而言，海軍的測繪力量開創時間最早，隨著海洋測繪事業的發展，我國成立了國家海洋局，國家海洋局對我國的海洋進行調查、規劃以及實施，使得海洋測繪事業有了蓬勃的發展。下文將對基于海洋測繪水深測量的相關內容進行論述。
一、水深測量的內容
水深測量的內容主要包括以下兩方面的內容：
1.測深點的深度測量
測量水深所使用的工具和儀器一般有測深桿、測深錘和測深儀等。為連續測得水深，必須選擇適當的測深線間隔和方向。測深線間隔一般取為圖上 1-1.5厘米，測點間距一般為圖0.5-0.7厘米。測得水深后，必須進行水位改正。就是把在瞬時水面上測得的深度歸算到由深度基準面起算的深度。
2.測深點的定位
在水深測量工作中，還要精確地測定深度點的平面位置，這項工作簡稱為定位。用測深儀測深時，深度點的平面位置是換能器的平面位置;用測深桿、水砣測深時，深度點的平面位置是測深桿、測深桿或水砣繩與水面垂直相交時的平面位置。
二、海洋測繪水深測量誤差的影響因素
水深測量誤差主要有儀器誤差、聲速誤差、潮位觀測因素、船速因素和船只因素等。
(1)儀器誤差指的是在進行測量的過程中，由于測量儀器的性能而產生的誤差或者因裝配探測儀等相關設備所導致的誤差。因為探測儀自身性能產生的誤差指的是在使用探測儀的過程中，或者在多次使用探測儀的過程中，因為電壓電池的換擋和降低、元器件老化等因素導致的轉速和聲速的變化，進而對水深測量的精度產生一定的影響。同時，因為型號不同的探測儀和使用程度不同的探測儀，對反射聲波接受的敏捷程度也有所不同，在和水草、雜物、泥漿等介質進行碰撞的過程中，會產生虛假的水深，對測量的真實性和精度產生了影響。
(2)聲速誤差指的是走航式水深測量依據聲波對深度進行測量，因為聲波在水中傳播的速度會對水深精度的測量產生一定的影響，在進行測探之前，應該對測深器的數值進行測定，因為設置聲速值的水平會對測深數據的精確性產生較大的影響，一旦出現了聲速值設置不合適的問題，很容易使測深的結果變淺或者變深，如果沒有通過其它的方式進行檢驗，很難對系統誤差進行發掘。
(3)潮位觀測誤差指的是因為水深測量得到的結果是通過理論上該地區最低潮位的數值，因此，應該將外業測量的結果計算到最低潮位面上，因此，在對潮位進行測量的準確性會對水深測量的精度產生影響。
(4)船只因素也會對測量的精度產生一定的影響，在對水深地形進行測量的過程中，船型和船的大小會對測量工作產生很大的影響。如果船只太大，在工作的時候很容易擱淺，而且因為船只的吃水太深，對淺水帶附近的數據無法有效的測量。如果船只太長，在運行過程中的靈活性會受到一定的影響，很難按照預先設定的方式進行測量。如果船只太短，船體進行回旋的半徑很小，但是在拐彎和掉頭的過程中，有很大的靈活性。
三、海洋測繪水深測量相關技術
現如今常用于我國海洋測繪工作中的傳統工作方法包括：羅盤定位與六分儀、測深桿、測深繩、測深鉛魚等，這些傳統的工作方法測量精確度較低且效率不高，只能進行粗略的海圖繪制，難以滿足高要求的探測工作的進行。為了解決此類問題，在遙感探測、聲波探測、衛星地位和激光探測等科學技術不斷成熟的今天，它們將逐步被應用于海洋測繪過程中，隨著這些技術的使用，海洋測繪技術也將逐漸向高效率、高精度、高現代化邁進。
四、提高水深測量精準度的措施
為了最大限度的提高測量結果的精確性，測量前，先要確定測區范圍和測圖比例尺，設計圖幅，準備圖板和展繪控制點，布設測深線和驗潮站，以及確定驗流點和水文站的位置。測量時，測量船沿預定測深線連續測深，并按一定間隔進行定位，同時進行水位觀測。測量中要確定礁石、沉船等各種航行障礙物的準確位置，探清最淺水深及其延伸范圍。
1.修正測量誤差
對于采樣速率及延遲造成的誤差，可以在延遲校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返測量結果計算得到，也可以采用以往的經驗數據。船體搖擺姿態和動態吃水的修正，可用電磁式姿態儀修正船的姿態，修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、縱擺和橫擺等參數都可以通過姿態儀輸出，借助專用的測量軟件可以修正這些參數。動態吃水改正是船體自重下沉加上測深船的靜態吃水深度和顛簸的總和，得到的是一個不定值，往往都是平均值。
2.提高GPS在海洋測繪中的精度
GPS定位系統在大地高的測量中應用較早，且測量結果較準確，但在將大地高轉化為海圖高的精確度上卻并不高。由于海洋理論深度基準面具有跳躍變化的不穩定特點，因此，將大地高作為無縫垂直參考基準應用水對水深的測量，還需進一步加強對于數據處理準確性的研究，以做到通過大地高的測量，能對海圖高的數值有比較準確的測定，尤其在我國的遠海領域，應加大對GPS精確使用范圍并加快相應技術研究，以不斷促進海洋測繪技術的提高。
3.加快提高測深技術
在水深測量上，海洋測繪雖然在近些年的發展中取得了很大進展，但由于受先進的測量儀器價格昂貴、海洋測繪較之陸地測繪起步晚、在技術上相對較弱等原因的影響，在當前我國的水深測繪中，仍然主要使用單波束測深儀，對于多波束測深儀的研制還有待提高，如果主要依靠單波束測深儀，將會降低我國測深效率以及測量結果的精準性，對于我國海洋測繪業的發展是不利的。
4.建立完整的GPS無驗潮海洋深度測量作業模式
在海洋測深過程中，為解決回聲測深儀波束角效應使記錄的測深圖像失真問題，提出了波束角效應的改進模型及其改正算法。針對多波束測深數據集，采用改進的距離反比權重算法和多細節層次模型技術來建立海底數字地形模型(DTM)。
5.加快網絡化信息服務系統建設，重視測繪人才的培養
海洋測繪信息目前還是主要在海洋測繪、科研、管理等部門建立的局域網上實現信息共享，并沒有實現社會化應用，應嘗試在當前局域網的基礎上，與各級海事部門實現聯網，通過與國家公共信息網站的鏈接，實現海事測繪公共服務信息的大眾化使用，并盡快建立起信息服務系統，使海洋測繪信息能為與海洋打交道的各行業人員提供幫助。
五、結語
綜上所述，對于海水測量的水深誤差，要采取針對性的對策，對測量誤差進行修正，當然，在這方面我們還需要進一步的研究和探討，隨著技術的不斷發展和完善，水深測量也能發揮其最大的作用。
海洋測繪，對于海上航行的保證以及海洋事業的發展具有重要作用，而海洋測繪的研究成果，不僅體現在海洋事業的發展，還體現在國民經濟建設、國防建設以及科學研究的方方面面。對于我國來說，從新中國的成立至今，海洋測繪的發展也從弱走向強，從小做到大，并且有了驕人的成績。而海洋測繪成果體現在那一萬四千米的島嶼岸線1 800km的大陸岸線以及300多萬平方千米和6500多個島嶼的管轄海域。對于我國的海洋測繪事業而言，海軍的測繪力量開創時間最早，隨著海洋測繪事業的發展，我國成立了國家海洋局，國家海洋局對我國的海洋進行調查、規劃以及實施，使得海洋測繪事業有了蓬勃的發展。下文將對基于海洋測繪水深測量的相關內容進行論述。
一、水深測量的內容
水深測量的內容主要包括以下兩方面的內容：
1.測深點的深度測量
測量水深所使用的工具和儀器一般有測深桿、測深錘和測深儀等。為連續測得水深，必須選擇適當的測深線間隔和方向。測深線間隔一般取為圖上 1-1.5厘米，測點間距一般為圖0.5-0.7厘米。測得水深后，必須進行水位改正。就是把在瞬時水面上測得的深度歸算到由深度基準面起算的深度。
2.測深點的定位
在水深測量工作中，還要精確地測定深度點的平面位置，這項工作簡稱為定位。用測深儀測深時，深度點的平面位置是換能器的平面位置;用測深桿、水砣測深時，深度點的平面位置是測深桿、測深桿或水砣繩與水面垂直相交時的平面位置。
二、海洋測繪水深測量誤差的影響因素
水深測量誤差主要有儀器誤差、聲速誤差、潮位觀測因素、船速因素和船只因素等。
(1)儀器誤差指的是在進行測量的過程中，由于測量儀器的性能而產生的誤差或者因裝配探測儀等相關設備所導致的誤差。因為探測儀自身性能產生的誤差指的是在使用探測儀的過程中，或者在多次使用探測儀的過程中，因為電壓電池的換擋和降低、元器件老化等因素導致的轉速和聲速的變化，進而對水深測量的精度產生一定的影響。同時，因為型號不同的探測儀和使用程度不同的探測儀，對反射聲波接受的敏捷程度也有所不同，在和水草、雜物、泥漿等介質進行碰撞的過程中，會產生虛假的水深，對測量的真實性和精度產生了影響。
(2)聲速誤差指的是走航式水深測量依據聲波對深度進行測量，因為聲波在水中傳播的速度會對水深精度的測量產生一定的影響，在進行測探之前，應該對測深器的數值進行測定，因為設置聲速值的水平會對測深數據的精確性產生較大的影響，一旦出現了聲速值設置不合適的問題，很容易使測深的結果變淺或者變深，如果沒有通過其它的方式進行檢驗，很難對系統誤差進行發掘。
(3)潮位觀測誤差指的是因為水深測量得到的結果是通過理論上該地區最低潮位的數值，因此，應該將外業測量的結果計算到最低潮位面上，因此，在對潮位進行測量的準確性會對水深測量的精度產生影響。
(4)船只因素也會對測量的精度產生一定的影響，在對水深地形進行測量的過程中，船型和船的大小會對測量工作產生很大的影響。如果船只太大，在工作的時候很容易擱淺，而且因為船只的吃水太深，對淺水帶附近的數據無法有效的測量。如果船只太長，在運行過程中的靈活性會受到一定的影響，很難按照預先設定的方式進行測量。如果船只太短，船體進行回旋的半徑很小，但是在拐彎和掉頭的過程中，有很大的靈活性。
三、海洋測繪水深測量相關技術
現如今常用于我國海洋測繪工作中的傳統工作方法包括：羅盤定位與六分儀、測深桿、測深繩、測深鉛魚等，這些傳統的工作方法測量精確度較低且效率不高，只能進行粗略的海圖繪制，難以滿足高要求的探測工作的進行。為了解決此類問題，在遙感探測、聲波探測、衛星地位和激光探測等科學技術不斷成熟的今天，它們將逐步被應用于海洋測繪過程中，隨著這些技術的使用，海洋測繪技術也將逐漸向高效率、高精度、高現代化邁進。
為了最大限度的提高測量結果的精確性，測量前，先要確定測區范圍和測圖比例尺，設計圖幅，準備圖板和展繪控制點，布設測深線和驗潮站，以及確定驗流點和水文站的位置。測量時，測量船沿預定測深線連續測深，并按一定間隔進行定位，同時進行水位觀測。測量中要確定礁石、沉船等各種航行障礙物的準確位置，探清最淺水深及其延伸范圍。
1.修正測量誤差
對于采樣速率及延遲造成的誤差，可以在延遲校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返測量結果計算得到，也可以采用以往的經驗數據。船體搖擺姿態和動態吃水的修正，可用電磁式姿態儀修正船的姿態，修正包括高程的修正和位置的修正。船的航向、縱擺和橫擺等參數都可以通過姿態儀輸出，借助專用的測量軟件可以修正這些參數。動態吃水改正是船體自重下沉加上測深船的靜態吃水深度和顛簸的總和，得到的是一個不定值，往往都是平均值。
2.提高GPS在海洋測繪中的精度
GPS定位系統在大地高的測量中應用較早，且測量結果較準確，但在將大地高轉化為海圖高的精確度上卻并不高。由于海洋理論深度基準面具有跳躍變化的不穩定特點，因此，將大地高作為無縫垂直參考基準應用水對水深的測量，還需進一步加強對于數據處理準確性的研究，以做到通過大地高的測量，能對海圖高的數值有比較準確的測定，尤其在我國的遠海領域，應加大對GPS精確使用范圍并加快相應技術研究，以不斷促進海洋測繪技術的提高。
3.加快提高測深技術
在水深測量上，海洋測繪雖然在近些年的發展中取得了很大進展，但由于受先進的測量儀器價格昂貴、海洋測繪較之陸地測繪起步晚、在技術上相對較弱等原因的影響，在當前我國的水深測繪中，仍然主要使用單波束測深儀，對于多波束測深儀的研制還有待提高，如果主要依靠單波束測深儀，將會降低我國測深效率以及測量結果的精準性，對于我國海洋測繪業的發展是不利的。
4.建立完整的GPS無驗潮海洋深度測量作業模式
在海洋測深過程中，為解決回聲測深儀波束角效應使記錄的測深圖像失真問題，提出了波束角效應的改進模型及其改正算法。針對多波束測深數據集，采用改進的距離反比權重算法和多細節層次模型技術來建立海底數字地形模型(DTM)。
5.加快網絡化信息服務系統建設，重視測繪人才的培養
海洋測繪信息目前還是主要在海洋測繪、科研、管理等部門建立的局域網上實現信息共享，并沒有實現社會化應用，應嘗試在當前局域網的基礎上，與各級海事部門實現聯網，通過與國家公共信息網站的鏈接，實現海事測繪公共服務信息的大眾化使用，并盡快建立起信息服務系統，使海洋測繪信息能為與海洋打交道的各行業人員提供幫助。
五、結語
綜上所述，對于海水測量的水深誤差，要采取針對性的對策，對測量誤差進行修正，當然，在這方面我們還需要進一步的研究和探討，隨著技術的不斷發展和完善，水深測量也能發揮其最大的作用。
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