水下地形測量技術方案的探討

郭 劍,李衛兵

（江蘇省地質勘查技術院,南京 210008）

隨著科技的進步與時代的發展，我國的水下地形測量技術已經被廣泛應用到各個行業的各個領域當中。不管是城市的防洪還是河道的整治、港口的建設與海底的探礦都需要對水下的地形進行合理的勘測并進行準確定位。目前我國的水下地形測量技術仍舊存在許多不足與缺陷，這就要求我們必須對其加以完善，來進一步制定出更加符合時代與社會需要的測量技術方案。

1 水下地形測量技術分析

1.1 無線電定位測量技術

無線電定位技術多運用于海洋的測量定位中，將岸臺作為無線電定位的基礎，來進行測距差定位與測距定位的劃分工作，其中測距定位系統具有明顯的高精確度特點，但是由于其作用距離過短，且用于信號接收的接收船數量有限，使其只能用于近程的定位工作中。而測距差定位又被稱作雙曲線定位，其具有明顯的作用距離大和接收船臺數量不限的優勢，但是其自身的定位精確度很難提高，且始終無法克服測量數據的多值性特征[1]。

1.2 光學定位測量技術

光學定位技術往往只能運用于視線距離能夠涉及的范圍內，運用光學定位需要使用各種各樣的光學儀器，如測距儀、經緯儀和六分儀等，并通常采取后方交會法與前方交會法的測量方法，來進行水下地形的定位與勘測工作。光學定位測量法是一種便于操作且經濟性能較高的定位方法，但是由于其在進行后方交會時通常需要在陸地上設置三個以上的測量標志，且作用距離相對較短，使得定位的精確度不高，測量讀數困難。

1.3 深度測量定位技術

在回聲探測儀出現之前，我們只能使用探測錘和探測桿來進行水深的測量活動，而回聲探測儀的發明出現，使得水下地形的測量工作開始運用水聲換能器來進行垂直聲波發射，并通過對水底回波的有效接收，來進一步確定被測點中水的深度。

1.4 衛星定位測量技術

現階段，衛星定位測量系統主要包括控制部分、空間部分和用戶部分這三個方面。其中控制部分主要由主控站、監控站和注入站組成，主控站主要對監控站所傳輸過來的數據進行有效計算，來確定衛星的軌道參數，而注入站則主要用于糾正衛星的軌道信息，并對其發布控制命令，衛星定位測量的精確度較高具有明顯的可靠性[2]。

3 水下地形測量技術方案探討

3.1 水下地形測量技術的測量設備選擇

（1）水下地形測量中測深儀的選擇：傳統的測深儀器與工具主要包括測深錘、測深桿和回聲探測儀等，而現階段這些設備通常被當作輔助工具來進行選用。現階段的水深測量工作都是通過回聲探測儀來完成的，測深儀的機型主要分為雙頻測深儀和單頻測深儀兩種，其中單頻測深儀能夠滿足普通的深度測量需要，但一旦碰到需要進行土方計算的測量就顯得比較困難，所以通常需要兩個測深儀的配合使用才能更好的進行水深的測量工作。

（2）水下地形測量中GPS的選擇：在水下地形的測量設備中，GPS主要用于完成水上的導航與定位工作，這就要求我們必須依照測圖比例尺來進行GPS的機型選擇工作，同時要對測距精度和定位精度等進行充分考慮，結合實際選用的應用系統和探測儀，來進一步提高所采用的技術線路的可操作性。

（3）水下地形測量中測深船的選擇：在波浪等的影響下，使得測深船容易形成前后與上下波動，導致架設在船體上的GPS天線也會受到一定的波動影響，從而進一步影響到垂直方向的測量結果。專業的測量船對于各個方位的波動情況都能夠進行準確的儀器測定，如果測深船體積過大，雖然能夠確保船體的穩定性，卻影響到其靈活性，不能有效的進行淺水區的水深測量工作，因此，測量人員必須依據作業環境的實際情況，來對測深船進行有針對性的船型選擇[3]。

3.2 水下地形測量技術的測量線路選擇

所有的測量工作都需要在技術確定之前，充分的結合客戶需要以及測區的實際特點來進行測量線路的合理規劃，進行水下地形的測量工作也不例外。在對大型的河道進行水下地形的測量工作時，受到水域面積與水域特征的影響，提高了測量工作的難度，加大了測量工程的安全隱患，這就需要測量人員對測量點進行充分的調查了解，來確定出一條更加合理的測量路線，從而保障測量工作能夠順利開展。

3.3 水下地形測量技術的測量軟件選擇

現階段，一般的水下地形測量儀器都有與之配套的后處理軟件系統，而依據測量儀的探頭數量，我們又可以把測量系統劃分為單波束測探系統和多波束測探系統這兩種主要形式。多波束測量具有明顯的測探速度更快，測探點更多，且測探覆蓋范圍更廣泛等特點，有效的運用了旋轉定向技術，提高了系統的測量效率與測量精度，降低了數據的處理時間，能夠更好的保證測量的成圖質量。

3.4 水下地形測量技術的測量方式選擇

我們常見的水下地形測量方式主要是踏勘測區，即運用先前掌握的數據資料來進行控制點的布設，在進行控制測量的計算之后，有效的利用全站儀岸上的觀測，將測深數據整合成一份完整的操作報告，最后將數據輸出到編輯軟件中進行合理的修改，從而得到一副符合1：10000國際分幅的水下地形圖。

4 結語

水下地形測量是我國測繪科學技術中的一個重要組成部分，是進行河流與湖泊以及海道測量的主要內容。為了更好的實現水下地形的測量工作，就必須要選擇恰當的測量儀器，不僅要充分考慮儀器的精確度，也要對其他的測量方面進行充分的兼顧，幫助測量人員與技術管理人員能夠有效的把握測量技術的發展趨勢，來對其進行更加科學的管理與決策，不斷推動新技術在我國的水運工程建設中的有效應用。

[1]張志會.核電廠工程海域水下地形測量技術[J].中華民居,2011(11):455-456.

[2]于曉亮,胡慧峰.水下地形測量技術[J].城市建設理論研究（電子版）,2013(32).

[3]何廣源,吳迪軍,李劍坤等.GPS無驗潮多波束水下地形測量技術的分析與應用[J].地理空間信息，2013(02):155-156.