海底地形地貌測(cè)量課件

第十三章海洋地形測(cè)量概述海底地形測(cè)量海底地形圖一、海圖的內(nèi)容海岸海底地貌航行障礙物助航標(biāo)志水文及各種界線海圖主要服務(wù)于：①航海②漁業(yè)③海洋工程④國(guó)際交往⑤國(guó)防事業(yè)⑥海圖歷史研究等。第一節(jié)概述海圖圖形要素分為：①海域要素②陸地要素海圖主要有：①紙質(zhì)海圖②電子海圖

地圖投影的種類很多，通常以投影的變形性質(zhì)、正常位置下經(jīng)緯線形狀或投影面與地球橢球的相關(guān)位置不同為標(biāo)志進(jìn)行分類。按變形性質(zhì)分類：等角投影——角度相等，但長(zhǎng)度和面積有變形等距投影——投影前后的長(zhǎng)度相等，但角度和面積有變形；等面積投影——投影前后的面積相等，但角度和長(zhǎng)度有變形

三、海圖的投影海圖通常選擇：①墨卡托投影（等角投影）②高斯—克呂格投影（等角投影）

墨卡托投影，又稱等角正切圓柱投影，其原理是假設(shè)有一個(gè)與在赤道與地球相切的圓柱面，先把球面映射到這個(gè)圓柱面，再把這個(gè)圓柱面展開成為一個(gè)平面。1、墨卡托投影墨卡托投影的地圖上長(zhǎng)度和面積變形明顯，但標(biāo)準(zhǔn)緯線無(wú)變形，從標(biāo)準(zhǔn)緯線向兩極變形逐漸增大，但因?yàn)樗哂懈鱾€(gè)方向均等擴(kuò)大的特性，保持了方向和相互位置關(guān)系的正確。在地圖上保持方向和角度的正確是墨卡托投影的優(yōu)點(diǎn)，墨卡托投影地圖常用作航海圖和航空?qǐng)D，如果循著墨卡托投影圖上兩點(diǎn)間的直線航行，方向不變可以一直到達(dá)目的地，因此它對(duì)船艦在航行中定位、確定航向都具有有利條件，給航海者帶來(lái)很大方便3、普通海圖的投影選擇（1）海底地勢(shì)圖

此類圖一般比例尺較小，包含的地理區(qū)域較大。為便于指揮聯(lián)絡(luò)，海底地勢(shì)圖與航海圖采用統(tǒng)一的投影是合適的。同時(shí)，考慮到地勢(shì)圖對(duì)投影的變形要求不高，因此，各國(guó)出版的海底地勢(shì)圖，絕大多數(shù)采用墨卡托投影。（2）海底地形圖

此類圖比例尺相對(duì)較大，要求有較高的量測(cè)精度。這類圖可供選擇的投影較多，各個(gè)國(guó)家常常根據(jù)本國(guó)的地圖位置、區(qū)域形狀、投影使用習(xí)慣，以及與陸地地形圖協(xié)調(diào)一致等來(lái)選擇投影。四、海圖符號(hào)及要素表示（1）海圖符號(hào)的概念及分類海圖把海域及沿海陸地的各種信息依靠海圖符號(hào)表達(dá)給用戶，海圖符號(hào)是海圖作為信息傳遞工具所不可缺少的媒介。具有：①能對(duì)客觀事物進(jìn)行不同程度的抽象、概括和簡(jiǎn)化。②賦予海圖極大的表現(xiàn)能力。③提高海圖的應(yīng)用效果按分布范圍，海圖符號(hào)可分為：①點(diǎn)狀符號(hào)②線狀符號(hào)③面狀符號(hào)按符號(hào)的尺寸與海圖比例尺的關(guān)系，海圖符號(hào)可分為：①依比例尺符號(hào)②半依比例尺符號(hào)③不依比例尺符號(hào)海底地貌大陸邊緣大洋盆地大洋中脊大陸架大陸坡大陸隆海溝邊緣海盆地深海平原深海丘陵無(wú)震海嶺及海山海隆和海臺(tái)海底地貌單元表脊頂脊翼第二節(jié)海底地形測(cè)量海底地貌組成（1）大陸架

大陸架是指從海岸起、在海水下向海底延伸的一個(gè)地勢(shì)平緩的海床。大陸架范圍內(nèi)海水的深度一般在20～550米之間。全世界大陸架的面積約占地球面積的5.3％，約占海洋總面積的7.5％。大陸架的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與相鄰的大陸一致，其海底地貌是由原來(lái)陸地上的地貌沉溺于海水之下構(gòu)成的。大陸架上大多蘊(yùn)藏著豐富的石油、天然氣和其他礦物資源。一、海底地貌組成（3）海溝和海盆

海溝是位于兩個(gè)板塊之間的俯沖帶上的海底深淵。它平行于兩個(gè)板塊的邊界，多位于俯沖板塊一側(cè)，延長(zhǎng)很遠(yuǎn)。如太平洋板塊的周圍就被深度達(dá)7000～11000米的海溝所環(huán)繞。海溝是大洋板塊與大陸板塊的匯聚邊界。海盆是洋底下凹部分，并為海嶺或海底隆起所分隔的盆地。盆地內(nèi)覆蓋著海底沉積物，主要是化學(xué)沉積物和生物沉積物。海盆海底地貌（4）海底火山和平頂山

海底火山和平頂山都是一些深海底部相對(duì)孤立的區(qū)域。海底火山是巖漿物質(zhì)沿著大洋殼的薄弱點(diǎn)向上噴發(fā)而形成。隨著噴發(fā)的進(jìn)行，火山不斷增高，如果露出水面，就形成火山島。如果海底火山出現(xiàn)于海面附近，其頂部被波浪夷平，成為平頂山。平頂山大量出現(xiàn)在太平洋中部，在印度洋底也有。

海底地形測(cè)量是測(cè)量海底起伏形態(tài)和地物的工作。是陸地地形測(cè)量在海域的延伸。按照測(cè)量區(qū)域可分為海岸帶、大陸架和大洋三種海底地形。特點(diǎn)是測(cè)量?jī)?nèi)容多，精度要求高，顯示內(nèi)容詳細(xì)。二、海底地形測(cè)量1、測(cè)線布設(shè)

測(cè)線是測(cè)量?jī)x器及其載體的探測(cè)路線，分為計(jì)劃測(cè)線和實(shí)際測(cè)線，一般布設(shè)為直線。海上測(cè)線又稱測(cè)深線。確定測(cè)線布設(shè)的主要考慮因素是測(cè)線間隔和測(cè)線方向。布置測(cè)線目的：（1）、能夠采集到海區(qū)內(nèi)足夠的海底地形測(cè)量數(shù)據(jù)，（2）、反映海底地形地貌起伏狀況，（3）、發(fā)現(xiàn)海底特殊目標(biāo)

（1）、測(cè)深線的間隔

測(cè)深線的間隔是主要根據(jù)對(duì)所測(cè)海區(qū)的需求、海區(qū)的水深、底質(zhì)、地貌起伏的狀況，以及測(cè)深儀器的覆蓋范圍而定的。總之，以滿足需要又經(jīng)濟(jì)為原則。我國(guó)是規(guī)定圖上主測(cè)深線的間隔為10毫米的情況下，根據(jù)上述原則確定海區(qū)的測(cè)圖比例尺（2）、測(cè)深線方向

測(cè)深線方向是測(cè)深線布設(shè)所要考慮的另一個(gè)重要因素，測(cè)線方向選取的優(yōu)劣會(huì)直接影響測(cè)量?jī)x器的探測(cè)質(zhì)量。選擇測(cè)深線布設(shè)方向的基本原則如下：①有利于完善地顯示海底地貌。②有利于發(fā)現(xiàn)航行障礙物。③有利于工作。

③輻射線方向：

大多用于島嶼的延伸部分或孤立的島嶼周圍的水域，圖中所示的是島嶼的山峽角周圍的測(cè)深線布設(shè)成輻射線的形式。幅射線方向布設(shè)使測(cè)深線間距內(nèi)密外疏，不僅有利于暗礁、淺灘的發(fā)現(xiàn)，而且近島部分水深點(diǎn)較密，也有利于選擇適宜的靠船及登陸地點(diǎn)。（3）、測(cè)深線上水深點(diǎn)的間距

總的原則是以較少的水深點(diǎn)，能最大限度地如實(shí)反映測(cè)區(qū)水下地形。水深點(diǎn)間距一般意義上0.6—1.0cm；岸邊及深度變化顯著的地段．可以加密到圖上的0.4—0.6cm.平坦且變化小的地區(qū)可放寬到圖上的1.0—1.5cm(2)、水位觀測(cè)和水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)

①、水位觀測(cè)觀測(cè)時(shí)間：為計(jì)算深度基準(zhǔn)面提供水文資料的水位觀測(cè)，必須晝夜連續(xù)觀測(cè)30天以上。水深測(cè)量時(shí)，水位觀測(cè)應(yīng)與測(cè)量水深同時(shí)進(jìn)行，水位觀測(cè)的時(shí)間間隔，視測(cè)區(qū)水位變化大小而定，當(dāng)水位日變化量<l0cm時(shí)，每次測(cè)深前、后各觀測(cè)一次，取平均值作為測(cè)深時(shí)的工作水位。在受潮汐影響的水域，一般每隔10—30min觀測(cè)水位一次。②水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)

在水位站附近一般都布設(shè)有一個(gè)或若干個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)作為水位站的水尺零點(diǎn)高程的引測(cè)和定期檢核的基準(zhǔn)。水尺零點(diǎn)高程的引測(cè)，視其精度一般可按四等水準(zhǔn)或圖根水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)。(3)垂直基準(zhǔn)

①海洋垂直基準(zhǔn)分類高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn)是陸地高程的起算面，它通常取為某一特定驗(yàn)潮站長(zhǎng)期觀測(cè)水位的平均值——長(zhǎng)期平均海面，即定義該面的高程為零，因此具有參考面的意義深度基準(zhǔn)海洋測(cè)量中常采用深度基準(zhǔn)面。深度基準(zhǔn)面是海洋測(cè)量中的深度起算面。不同的國(guó)家地區(qū)及不同的用途采用不同的深度基準(zhǔn)面。

水深測(cè)量通常在隨時(shí)升降的水面上進(jìn)行，因此不同時(shí)刻測(cè)量同一點(diǎn)的水深是不相同的，這個(gè)差數(shù)隨各地的潮差大小而不同，在一些海域十分明顯。為了修正測(cè)得水深中的潮高，必須確定一個(gè)起算面，把不同時(shí)刻測(cè)得的某點(diǎn)水深歸算到這個(gè)面上，這個(gè)面就是深度基準(zhǔn)面。

深度基準(zhǔn)面通常取在當(dāng)?shù)囟嗄昶骄Ｃ嫦律疃葹長(zhǎng)的位置。求算深度基準(zhǔn)面的原則,是既要保證艦船航行安全,又要考慮航道利用率。由于各國(guó)求L值的方法有別，因此采用的深度基準(zhǔn)面也不相同.有理論深度基準(zhǔn)面、平均海面、平均低潮面、最低低潮面等。

中國(guó)在1956年以后采用理論深度基準(zhǔn)面（即理論最低潮面）。

理論深度基準(zhǔn)面又稱理論上可能最低潮面，其計(jì)算方法是由弗拉基米爾斯基提出的由八個(gè)分潮疊加計(jì)算相對(duì)于長(zhǎng)期平均海面可能出現(xiàn)的最低水位。

（4）水位改正

在水下地形測(cè)量中，測(cè)點(diǎn)的高程等于工作時(shí)的水位減去水深。同一瞬間的水面是起伏不平的，嚴(yán)格地講，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的高程應(yīng)該用測(cè)量該點(diǎn)時(shí)的工作水位計(jì)算，這一要求難以做到，在實(shí)際工作中，只能利用附近水位站觀測(cè)的水位在保證測(cè)深精度的前提下，控制一定的范圍。在有效控制范圍內(nèi)，采用有關(guān)站的水位資料進(jìn)行水位改正，其誤差不超過(guò)測(cè)深精度，這種方法稱直接改正法；直接改正法

當(dāng)測(cè)區(qū)在某一水位站的控制范圍內(nèi)時(shí)，可根據(jù)該站的水位資料進(jìn)行直接改正。3、測(cè)深點(diǎn)的定位海底地形測(cè)量時(shí)，測(cè)船以均勾的速度行駛在測(cè)深線上，并按規(guī)定的間距進(jìn)行水深測(cè)量，用GPS或無(wú)線電、聲納等確定點(diǎn)的平面位置。4、海底地形成圖

(1)、海底地形圖是用等深線表示海底起伏狀況且詳細(xì)表示海底底質(zhì)、礁石、海底管線等人工地物和其他基本地理要素的海圖。

海底地形圖的表現(xiàn)形式一般可分為二維等深線圖和三維海底地形立體圖。(2)、比例尺

海底地形圖的基本比例尺為1：5萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：100萬(wàn)。根據(jù)需要也可制作其他非基本比例尺的圖幅。(3)、投影

1：25萬(wàn)及更小比例尺圖采用墨卡托投影?；颈壤邎D采用統(tǒng)一基準(zhǔn)緯線30°，非基本比例尺圖以制圖區(qū)域中緯為基準(zhǔn)緯線?；鶞?zhǔn)緯線取至整度或整分。（4）海底地形圖主要內(nèi)容：①控制點(diǎn)及高程點(diǎn)

在各種比例尺圖上，表示等級(jí)較高的控制點(diǎn)和高程點(diǎn)；中國(guó)大陸地區(qū)控制點(diǎn)不區(qū)分等級(jí)，均以高程點(diǎn)符號(hào)表示；港、澳、臺(tái)及外國(guó)地區(qū)控制點(diǎn)按資料表示。高程不足10m的，注記精確到0.1m；大于10m的，注記整米數(shù)，小數(shù)舍去。

位于干出灘上的控制點(diǎn)或高程點(diǎn)不表示時(shí)，應(yīng)保留地物②陸地方位物a.在比例尺大于1：25萬(wàn)的圖上，應(yīng)表示突出建筑物、煙囪、紀(jì)念碑、寶塔、水塔、碉堡、電視塔等。b.在1：50萬(wàn)及更小比例尺圖上，陸地方位物一般不表示。c.陸地方位物盡量用符號(hào)表示，如無(wú)相應(yīng)的符號(hào)，可用圈形符號(hào)加類別名稱注記表示。③水系

在各種比例尺圖上，表示較大的通海江河和作為國(guó)境線的河流，以及較大的運(yùn)河、溝渠、湖泊，圖上面積大于100mm2的鹽田以及大于600mm2的沼澤地。④陸地地貌在比例尺大于1：25萬(wàn)圖上，表示沿海的下列地貌要素：a）沙地、巖峰、獨(dú)立石、火山石；b）圖上面積大于200mm2的分熔巖流、冰川；c）圖上長(zhǎng)度大于10mm的陡石山、陡崖。1：25萬(wàn)及更小比例尺圖上，上述地貌要素不表示。⑤海岸和島嶼a.海岸線

在各種比例尺圖上，都應(yīng)詳細(xì)、準(zhǔn)確地表示海岸線。海岸線的化簡(jiǎn)，應(yīng)在保持主要特征點(diǎn)位置準(zhǔn)確并能反映出其自然彎曲程度的前提下，遵循擴(kuò)大陸地、縮小海域的原則。對(duì)圖上直徑小于0.5mm的彎曲可以概括。對(duì)于突出的角、嘴、頭等，應(yīng)正確保持其原有特征，表示困難時(shí)可夸大表示。

在1：25萬(wàn)及更大比例尺圖上，應(yīng)區(qū)分實(shí)測(cè)岸線和草繪岸線，并區(qū)分海岸性質(zhì)。其他比例尺圖上，均以實(shí)測(cè)岸線表示，不區(qū)分海岸性質(zhì)。b.海岸性質(zhì)

中國(guó)大陸地區(qū)表示陡岸、沙質(zhì)岸、磊石岸