海洋测绘知识总结

2016/12/2210:22:00第一章海洋与海洋测绘海洋是地球表面包围大陆和岛屿的广大连续的含盐水域。海洋的中心部分称为洋，边缘部分称为海。海洋面积占地球总面积的70%。海洋分布特征：海洋面积是陆地面积的2.5倍，海水体积是地球体积的1/800；海洋平均深度是地球半径的1/1600：北半球海洋面积占60.7%，南半球占80.9%；北半球45-70°N之间，陆地面积大于海洋面积：南半球只有80°S以南为大陆，其余绝大部分为洋；北半球以北冰洋位为中心，大陆环形分布，南半球以南极洲为中心，海洋环形展布。海的分类边缘海：一边以大陆为界，一边以岛屿、半岛为界与大洋分开。陆间海：界于大陆之间，有海峡与外海或大洋相连。内陆海：深入大陆内部的海，海洋状况受大陆影响。四大洋：太平洋，大西洋，印度洋，北冰洋与海洋相关的概念海湾海湾是指洋或海延伸进入大陆部分的水域。其深度逐渐减小。海湾中海水的性质与其相近的洋或海中水的状况相似。由于海湾不断变窄、变浅，因此容易发生最大的潮汐。海峡海峡是指海洋中相邻海区之间宽度较窄的水道海峡地区海洋状况的最大特点是潮流速度很大。海峡有深有浅、有宽有窄，它们是连接洋与洋、洋与海、海与海的咽喉。海岸：是陆地与海洋相互作用、相互交界的地带。海岸可分为海、陆之间现今正在相互作用着的现代海岸，和过去曾经相互作用过的古代海岸两种。海岸带海陆交互的地带，其外界应在15-20米等深浊带，这里既是波浪、潮流对海底作用有明显影响的范围，也是人们活动频繁的区域。海岸带的内界，海岸部分为特大潮汐（包括风举潮）影响的范围。河口部分则为盐水入侵的上界。海岸线：近似于平均大潮、高潮的痕迹所形成的水陆分界线。海岸线可根据海岸植物的边线、土壤、植物的颜色、湿度、硬度以及流木、水草、贝壳等冲积物来确定。在地图上，人们为了明显起见，把海洋和陆地用一条界线截然分开，并亦把这条海水和陆地相交的界线称之为“海岸线”海洋概貌沿岸区、大陆架、大陆坡、大陆隆、海洋平原、海岭大陆边缘海盆海洋地形通常分为海岸带，大陆边缘，大洋底三部分。海岸带分为海岸，海滩，水下岸坡。大陆边缘是大陆与大洋连接的边缘地带，也是大陆与大洋之间的过渡带，通常由大陆架、大陆坡、大陆隆及海沟等组成。大洋底是大陆边缘之间的大洋全部部分，由大洋中脊和大洋盆地构成。海洋能海潮的涨落、潮流和由风引起的波浪中都蕴藏着巨大的能量。内海:亦称内水，指领海基线以内的水域。领海：为沿海国的主权及于其陆地领土及其内水以外邻接的一带海域，在群岛国情形下则及于群岛水域以外邻接的一带海域。毗连区：为一种毗连国家领海并在领海外一定宽度的、供沿海国行使关于海关、财政、卫生和移民等方面管制权的一个特定区域。大陆专属经济区：为领海以外并邻接领海，介于领海与公海之间，具有特定法律制度的国家管辖水域。大陆架：指沿海国陆地向海的自然延伸部分，又称陆架、陆棚、大陆棚。公海：指沿海国内水、领海、专属经济区和群岛国的群岛水域以外不受任何国家主权管辖和支配的全部海域。国际海底区域：国家管辖海域范围以外的海底、洋底及其底土。海洋测绘是海洋测量和海图绘制的总称，其任务是对海洋及其邻近陆地和江河湖泊进行测量和调查，获取海洋基础地理信息，编制各种海图和航海资料，为航海、国防建设、海洋开发和海洋研究服务。现代海洋测绘的特点1.测绘内容广泛2.采用的技术手段更加先进海洋测量的特点1.垂直坐标和平面位置同步测定2.海底控制点的距离相隔较远3.动态测量4.采用低频电磁波信号5.测深并进行测深改正6.无法进行重复观测，须同步观测海洋测量的科学性任务和实用性任务：科学性任务：1.为研究地球形状提供更多的数据资料2.为研究海底地质的构造运动提供必要的资料3.为海洋环境研究工作提供测绘保障实用性任务：对各种不同的海洋开发工程，提供他们所需要的海洋测量服务工作。主要包括：海洋自然资源的勘探和离岸工程；航运、救援与航道；近岸工程；渔业捕捞；其他海底工程。海洋测量分成8种：海洋重力测量（研究地球的形状和内部构造、勘探海洋矿产资源和保证远程导弹发射提供海洋重力数据）海洋磁力测量（测定海上地磁要素的工作，研究地球物理现象，海洋资源勘探以及海底宏观地质构造的有力手段之一）海水面的测定（海面形态的测定和平均海水面的确定）大地控制和海地控制测量（大地控制测量与以往所用的理论和原理相同，海底控制点的布设一般使用3个或4个一组的应答器通过声学测距的办法来建立海底控制）定位（精确地确定海洋表面，海水中和海底各种标志的位置称为海洋定位）测深（一般采用回声测深仪测水体的深度）海底地形地貌及地质测量（地形测量是测量海底起伏形态和地物的工作，海底地质探测是对海底表面及浅层沉积物性质进行的测量）海图编制（海图以海洋及其毗邻的陆地为描绘对象的地图，其描绘对象的主体是海洋，海图的主要要素为海岸，海底地貌，航行障碍物，助航标志，水文及各种界线）海洋地理信息系统（研究对象包括海底、水体、海表面及大气及沿海人类活动5个层面）第二章海洋大地控制网海洋大地测量控制网是陆上大地网向海域的扩展。海洋大地测量控制网主要由海底控制点、海面控制点以及海岸或岛屿上的大地控制点相连而组成。海面控制网主要包括以固定浮标为控制点的控制网、、海岸控制网、岛屿控制网以及岛屿-陆地控制网。海面大地测量控制网布设特点：采用的几何图形与陆上大地网基本相同，如三角形、四边形、中点多边形。采取逐级控制的方法，按片形或锁形两种方式布设。基本点：与陆地大地网直接联结的海洋大地控制点。间距100~100km，定位误差约±0.5m。加密点：在基本点的基础上进一步加密设置的海洋大地控制点。间距约为2~30km，定位误差约±1~2m。海底控制点的结构，通常由固设于海底的中心标石和水声照准标志两部分组成。水声照准标志分主动式和被动式两种。主动式水声照准标志是一种水声声标，能主动发射出强度足以保证测量船上的水声设备能在其有效作用距离内接收到该信号；或者当接收到船台发射出询问声信号后，能转发应答声信号被船台接收。以自身表面反射来自船上水声设备所发射的声信号再被船台接收，这种水声照准标志称为被动式照准标志。提高被动式照准标志的目标强度，应考虑一下因素1.入射声信号所具有的声功率；2.入射声信号的方向性，当位于入射声波波阵面的法线方向时，显然它具有最大的声能。3.被动式水声照准标志的材料结构和形状。水声声标的有效距离：即声信号的最大传播距离。影响因素：1.声信号的发射强度和频率，2.声信号传播路径中噪声的掩盖作用3.声信号传播过程中的衰减4.声射线的折射特性在利用坐标已知的海底控制点来确定测量船位时，需满足两个条件：1.测量船必须位于作为海底控制点的水声声标的有效范围内2.至少需要三个这样的控制点，否则无法实施定位海底控制点（网）坐标的测定一般分两步进行：1.海底控制点的定标2.海底控制点坐标的测定海底控制点的定标：当水声声标按照布网设计方案投放到海底后，要对控制点的深度，相互间距离以及方位进行测定，这项工作称为海地控制的定标。作用：验证是否符合布网方案要求，得出控制点之间的相对位置。单个海底控制点坐标的测定：两点交会法，最近路径点测量法，三点空间交会法，距离差法第三章海洋水文要素：海水温度，海水盐度，海水密度，海水透明度，水色，潮汐，海洋波动，海流。海洋温度的基本分布情况：随着纬度增高，温度不规则的逐渐下降；等温线大体呈带状分布，在寒暖流交汇处，等温线密集，温度梯度最大。盐度测量方法：光学测定盐度法，比重测定盐度法，声学测定盐度法海水密度：单位体积海水的质量特点：一切影响温度和盐度的银子都会影响到海水的密度，海水的密度随地理位置、海洋深度都有复杂的分布，并随时间而变化。赤道地区海水密度底，向两极逐渐增大。表层海水密度的水平分布受海流的影响较大，有海流的地方，密度的水平差异比较大。海水透明度：光线在水中传播一定距离后，其光能强度与原来光能强度之比水色是指海水的颜色，由水质点及海水中的悬浮质点所散射的光线来决定的。海洋潮汐：海水收到月球和太阳的吸引力作用，产生规律性的升降运动，这种海面升降现象叫做海洋潮汐。潮：海水白天的涨落现象。汐：海水夜间的涨落现象。产生潮汐现象的主要原因：地球上各点距离月球和太阳的相对位置不同。高潮：海面升降的一个周期中，海面上涨到不能再升高时为高潮或满潮，下降到不能再下降时为低潮或干潮。涨潮：海面从低潮上升到高潮的过程中，海面逐渐上升的现象。落潮：海面自高潮到低潮的过程中，海面逐渐下罗的现象。平潮：当海面达到高潮时，在一段时间内海面暂时停止上升。停潮：当海面达到低潮时，在一段时间内海面暂时停止下降。日不等现象：通过长时间的水位观测，可以从记录曲线上看出，每日的潮差是不等的。这种现象称为潮汐日不等现象。产生原因：太阳、月球、地球之间的相对位置不同。日潮不等：一日内两次高潮或低潮潮高不等现象。分点潮：当月球在赤道附近，则两高潮（低潮）的潮高约相等，此时的潮汐称为分点潮。回归潮：当月球在最北或最南附近时，所产生的日潮不等为最大，此时潮汐叫回归潮。以上产生的原因是月球赤纬的变化正规半日潮：一个太阴日内，有两次高潮和两次低潮，相邻的高低潮之间的潮差几乎相等，此类潮汐称为正规半日潮不正规半日潮：一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但相邻的高低潮之间的潮差不等，涨落潮时间也不等，且是变化的不正规日潮：一个朔望月内出现一日一次高潮和一次低潮的日潮类型正规日潮：一个朔望月内大多数是日潮的性质，少数天发生不正规半日潮。风暴潮：由于强烈的大气扰动，加强风和气压骤变所招致的海面异常升高现象。产生风暴潮的大气扰动通常包括热带风暴、温带气旋、寒流或冷空气等。风暴潮的一个共同特征：他们都以某种方式依赖于共振现象。。中国风暴潮一般具有以下特点：1.一年四季均有发生，夏秋季常见2.发生次数较多3.风暴潮位的高度较大4.风暴潮的规律比较复杂潮汐观测：通常称为水位观测，又称验潮。目的：了解当地潮汐性质，应用所获得的潮汐观测资料，来计算相关数据。传统潮汐观测方法：水尺验潮（一般将其固定在码头壁、岩壁或海滩上，利用人工在任意时刻读取水位数据）特点是工作简单，机动性较强，易操作，技术含量低，造价低。井式自记验潮仪（通过在水面上随井内水面起伏的浮筒带动上面的记录滚筒转动，使得记录针在装有记录纸的记录滚筒上画线，来记录水面的的变化情况，达到自动记录潮位的目的）坚固耐用，滤波性能好，但是连通导管易阻塞，成本高，机动性差。超声波潮汐计（通过固定在水位计顶端的声学换能器向下发射声信号，信号遇到声管的校准孔和水面分别产生回波，同时记录发射接收的时间差，进而求得水面高度）特点是使用方便，工作量小，滤波性能好，使用测量。压力式验潮仪（通过测量水下或与海水相联系的水面以上某一界面上由于海面变化引起的压力变化来测量水位）特点是无验潮井，坚固耐用，调整方便，成本低，滤波性能好。电子式水压验潮仪（利用压力传感器代替水压钟和U型管，有利用数字电子技术将压力变化转换成水位变化，从而达到水位观测的目的）特点：安装方便，精度高，携带方便，从观测数据到数据处理可以自动化计算机处理，高效率，滤波性能好，还可以近距离遥控。现代潮汐观测方法GPS在航潮位测量船载GPS验潮原理：均采用载波相位差分技术作为定位基础，利用大地高反算潮位。波动的基本特点：在外力的作用下，水质点离开其平衡位置作周期性或准周期性的运动。内波：在海洋内部发生的波动。内波是发生在海水密度层结稳定的海洋中的一种波动。它也是海水运动的重要形式。是引起海水内部混合、形成温盐细微结构的重要原因。海洋内波影响海洋中胜诉的大小和传播方向，从而影响了海道测量的探测成果质量，同时强大的内波影响潜艇的航行和停留，但内波又有利于潜艇的隐蔽。因而海洋内波的研究具有极其重要的意义。内波的最大振幅出现在海面以下，它的恢复力为地转科氏力和弱化重力，故其全程为惯性重力内波。按相对水深分为深水波和浅水波，按波形的传播分为前进波和驻波，按波动发生位置分为表面波，内波和边缘波，按成因分为风浪，涌浪，地震波和潮波。海流发生的原因主要是海面风力、海水压强梯度力、地球偏向力和