海底地质地貌测绘工具 -海底地质地貌测绘工具图片

《孙子兵法》有云：“善守者，藏于九地之下，善攻者动于九天之上”，说的是地质地貌对排兵布阵的影响。可见地质与军事这两件看起来风马牛不相及的事，自古以来人们对此就有清醒的认识。在当今人类面临着四大危机：人口剧增、资源减少、能源枯竭、生态环境恶化,而缓解这些危机的重要途径就是向海洋进军。在这个过程中，作为现代高技术重要组成部分的海洋技术正日益体现出其不可替代的“杠杆”作用，其中的海洋地理信息系统通过综合研究分析，可以为我国海洋军事斗争发挥出积极的作用。海洋地质学是研究地壳被海水淹没部分的物质组成、地质构造和演化规律的学科，它的研究内容十分广泛，包括海岸与海底地形、海洋沉积物、洋底岩石、海底构造、大洋地质历史和海底矿产资源等多方面。海洋军事地质调查是一门将地质学和军事海洋学应用性紧密结合的综合性交叉学科，主要包括与军事相关的海洋气象与水文环境、海底地形地貌、海洋地质与地球物理场环境、海洋矿产资源和海洋工程等丰富的地质信息，它对海域疆界的划定具有指导意义,其复杂的海底地质地理环境，在航海、军事及海底工程中均有重要的现实意义,甚至可以成为海洋环境武器加以利用。未来海陆空天一体化战争的作战指挥模式一、海洋军事地质学的研究意义近年来，中国东海、南海上空风云骤起，日美要协防钓鱼岛，越南、菲律宾等国立法侵占南沙群岛部分岛礁。由于中国与周边国家存在着领土归属、海洋权益、资源等争端，地缘政治敏感，在西方霸权国家“搅局”南海情况下，战争触发的苗头日益加剧。为了应对我国的海上危机及将来可能发生的海上战争、更好地维护我国的海洋权益、保护我国的海上资源和了解我国海域战场环境，开发出适应海洋环境的水下武器系统，并布设我国海域的监测系统已经迫在眉睫。长期以来，美、欧、俄罗斯等军事强国十分重视军事地质调查和研究工作，这是一门将地质学和军事学的应用性紧密结合的综合性交叉学科，而我军在这一方面的综合性研究还处于初级阶段。除了领土之争外，海洋资源之争也是其中的诱因。日本在海洋地质调查方面先我一步，目前我国亦在急起直追，大力加强海洋地质调查工作。比如：测绘海底地形地貌图和地质结构图，勘查海洋矿产资源如石油、天然气、“可燃冰”、钴结壳、铁锰结核、海底硫化物矿，构筑海底潜艇隐蔽工程等。科学高效地运用海洋军事地质信息，可为海上军事行动提供技术支撑，是确保现代军事活动取胜的重要条件之一，并在现代军事斗争中占领战略制高点。因此，在海域开展军事地质调查和应用研究，显得尤为重要和必要。各式海洋探测装备集成二、海洋水文对海洋作战的影响海洋环境指地球上广大连续的海和洋的总水域。包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、海底沉积物和海洋生物，主要包括海洋地貌、海洋水文和海洋气象。其中海洋水文主要有海浪、海洋潮汐、海流等。海洋气象有风、湿度、海雾、云等。从潜水艇出现并用于军事活动之后，由于潜艇战和反潜战的需要，海军加强了对海洋环境、特别是水下环境的研究，开始萌生军事海洋学。第二次世界大战后，海军舰艇的大型化，海军航空兵和导弹核潜艇的出现，使现代海军的活动范围在垂直方向上扩大到了海洋上空、海面直至海底；在水平方向上遍及全球包括两极水域在内的所有海域。⒈ 海浪海浪冲打舰艇，使舰艇颠簸、摇摆，能改变舰船的航向、航速，引起舰体各部分应力变化，甚至产生船身共振，使船体断裂；海水淹灌甲板，会造成使用武器的困难。大的海浪使某些舰艇有倾覆的危险，或急剧减低使用武器的效果。在海上作战时，海浪能限制某些舰艇参战，甚至不能参战，海浪严重影响雷达的使用，影响炮火和鱼雷的瞄准发射，使射击效果降低，影响舰艇上人员的活动，有的发生晕船现象，影响战斗力。大浪和击岸浪严重妨碍登陆作战，海浪大时，近岸浪的能量很大，强烈的拍岸浪能掀翻登陆舰船，使登陆舰船难以抢滩，影响武器装备和人员及时运送上岸。如强行抵滩，会使舰船抵滩不稳或者损坏舰体，登陆人员、车辆会被海浪淹没。在第二次世界大战中，英美联军在诺曼底虽然成功登陆，但仍有些舰船在抵达岸边时，被海浪冲到滩头，甚至被淹没；陆战队涉水通过浅水滩时，大的拍案浪将一些人员卷入水中溺死；有的在滩头上，两栖登陆车，多被淹没在海浪中。海浪大时，其冲击力很大，锚雷在海浪的冲击下可能会移位，甚至导致水雷脱离锚链，降低雷区的作用。同时，海上若有浮雷还会增大舰艇触雷危险。在海上布雷和扫雷时也要考虑海浪的影响。海浪还能影响水上飞机、舰载飞机的起飞和降落。海浪能冲击港口，破坏海港码头、水下工程和海岸防护工程，因此在选择港址，设计和建造军港和码头等设施以及开展海上救护、潜水作业、军事施工时都应考虑海浪影响。⒉ 海洋潮汐潮汐是组织实施海上军事活动必须考虑的海洋水文因素之一，潮汐和登陆作战、布雷扫雷、舰艇航行的安全、以及军港、码头的建设都有密切的关系。潮汐能改变沿岸水深和海滩情况，对登陆工具抢滩、离滩，对敌水中障碍的破除和登陆兵的上陆速度影响很大。在高潮，特别是大潮高潮上陆，登陆舰艇可直接抵达近岸，使登陆兵滩头冲击时间缩短。但是，对高潮时破除敌防高潮登陆设置的水中障碍不易。尤其是在高潮之后，转为落潮，水位降低，海滩逐渐扩大，影响后续兵力上陆，使抢滩、离滩造成困难，甚至造成搁浅事故。在低潮。由于滩头干出，敌防高潮登陆的滩头障碍全部暴露，易于发现和破除。但是登陆工具抵滩到上岸的距离远，登陆兵在滩头的冲击时间长。利用潮汐规律，战时可以出其不意的打击敌人，舰船航行时要注意潮流潮向，当舰船通过浅水区或进出潮差比较大的港口时，必须计算潮高及水深，利用高潮能通过一些平时不能通过的地带。吨位大的舰船进港时，往往要等到涨潮，以保安全进港。潜艇也可以利用潮汐引起的水位变化，利用高潮的有利时机，通过双方设的水雷区和反潜障碍网突然袭击对方。在二战初期，德国潜艇利用英国沿海潮流的变化规律，巧妙地潜入英国海军基地佛罗港，把近3万吨的英国旗舰“皇家橡树”号击沉，然后又安全返航。不注意潮汐的作用就会对海洋作战行动造成不可挽救的灾难，例如金门战役。⒊ 海流海流主要影响舰艇的航向和航速，在较大横流作用下，可以引起舰艇偏离预定方案，特别是在狭窄复杂航道或通过水雷障碍物时，舰位偏离航线就会发生航海事故或被冲到水雷上。海流还能增加或者降低舰艇的航速，当舰艇航行方向与海流方向一致时，航速增加，可节约时间和燃料；相反会降低航速，降价燃料消耗和航行时间。舰艇在深水航行，若能善于利用海流流向、流速，可迅速到达指定地区，缩短航行时间或突破反潜封锁区，对敌港湾进行偷袭。海流还影响布雷，由于海流对锚雷的压力，使锚雷雷索离开垂直位置呈倾斜状态，锚雷的定深加大，以致不能爆破敌舰。但也可利用海流释放漂雷来封锁敌港口、航道和打击敌舰艇。1929年，德国利用北海到英吉利海峡的海流变化规律，在其上游布放漂雷，袭击了夜间进出英吉利海峡的英国舰船。深拖线列阵声呐三、海洋环境对舰艇军事活动的影响因素在现代战争中起到重要作用的海洋环境因素主要包括：海洋气象、水文、海洋物理环境、海底地形地貌、海洋地质以及地球物理场等。对于瞬息万变的海洋战场，这些要素对于舰艇的武器系统和探测设备的影响非常大，甚至直接影响着海洋军事行动的成败。海洋气象方面 不仅海杂波、云雨杂波影响雷达探测和导弹精确制导，而且气象因素也会影响作战舰艇的航行和安全性。水文环境方面 海水盐度的大小决定了导电性能的好坏。当盐度小于6‰时，开口电磁扫雷具就无法工作。海水的透明度影响潜艇和水雷的使用，由于地中海的透明度较大，为60米，在第二次世界大战时参战的各国在地中海损失了大量潜艇。海洋物理环境方面 海水水温直接影响水声器材的使用，声纳在冬季的工作距离比夏天远。声纳设备和鱼雷声制导装置与海表、海体、海底的水声传播特性相关。海洋跃层是海水密度由小到大飞跃变化的过渡水层，对潜艇活动有重大影响。潮汐和海流会影响登陆作战和鱼雷的布设等。海底地形地貌方面 海底地形环境是所有舰艇和包括潜艇在内的水中运动载体航行安全的保障。地球物理场方面 一方面，海洋重力场和地磁场环境信息对远程导弹弹道轨迹与水下潜艇的导航匹配起到直接的影响；另一方面，通过监测海洋主要水道的地磁场变化，也可以监视敌方潜艇侵入和航行情况。海洋地质方面 海底地质类型和工程地质环境、矿产地质信息对于潜艇坐底、海洋军事设施建设、资源分布以及灾害地质区划十分重要，涉及到国家权益、疆界划分和国防军事等重大问题。综上所述，对海洋军事活动有影响作用的海洋环境因素基本包含了海洋上空、海洋表层、海洋内部和海底的自然环境状态、特征和变化规律，如此复杂、变化、系统的海洋环境必定包含了海量数据，只有建立海洋地理信息系统，才能有效管理、合理利用这些数据，方便海洋军事活动的统筹策划与组织指挥。海陆空天体系相互配合的战争方向示意图四、海洋环境对信息化海战的影响⒈ 巧妙利用海洋地质要素为精确打击服务利用地形地物是一项古老的军事技术，它可以隐蔽自己、控制战场分发挥出来。以小的代价换取大的胜利，利用海底地形同样重要。在现代战场上，“战斧”一类巡航导弹可以依靠“地形匹配”技术导航，在山坳中做超低空飞行，准确地打击敌纵深的重要军事目标。“地形匹配”已经被移植在水下名能兵器上。现代潜艇、智能鱼雷依靠这种先进的制导技术，就可以利用海底复杂的地形地貌，成功地隐蔽自身、出其不意地攻击敌人。⒉ 海洋气象要素将直接用于信息对抗现代气象除了人们熟悉的风、雨、浪之外，还有许多新的要素。例如，临近海面不同高度的风速、风向、气压、气温、相对湿度、海水表温和各种离子等在一定条件下会形成大气环境中的凹陷、折射。这时电磁波弯向地面的曲率会超过地球表面的曲率，地磁波将被限制在一定厚度的大气层内。在该大气层上下边界之间来回反射并向前传播，就像声波在波导管中传播。这种传播现象称为大气波导传播，形成波导传播的大气层称为大气波导。大气波导可以使电磁波实现超视距传播，使雷达“看”得更远；也会引起电磁盲区、导致干抚杂波的产生，降低电子设备的性能。这些新的气象元素，会对海军远程雷达探测、导弹超视距攻击作战等产生重大影响。⒊ 海洋水文要素将全方位服务于远洋作战在现代的海战中海洋水又要素的军事运用不仅停留在宏观效果上，而且发展到更精细、更准确的程度。例如，核潜艇在水下隐蔽航行范围大，速度快，可以潜航到全球各海区，是实施远程导弹反击的主力。在战时，卫星定位系统可能遭受打击而失效，核潜艇王要依靠自身的惯性导航系统来定位。这种方法的最大误差源就是海流作用于核潜艇产生的偏差，长距离潜航的误差积累十分惊人，必须进行精确的海流修正。多普勒海流剖面仪可以进行大范围、高精度的海流测量，可以获取水深1000米以内的128层海流的数据，测量精度完全可满足高精度导航计算的需要。掌握了大范围精确海流数据的核潜艇，就能够在海洋中远距离隐蔽航行，准确到达作战海域。水声环境要素的掌控事关水下对抗的成败。海洋地质学军事应用示意图五、海洋地质学与海洋军事斗争海洋地质学是一门涉及多个专业和多种手段的学科，主要包括海底地形地貌测绘、海底地质调查、海洋环境地质和工程地质调查、海洋地球物理勘探以及一些物理海洋调查等内容。这些专业学科各有侧重，又有彼此相互联系和结合交叉的地方，各专业学科在海洋军事中的应用又统归于海洋军事地质调查。海洋地质主要调查海洋范围的岩石圈以及空间地球物理环境，在整个海洋三维空间环境中占有非常重要的地位。⒈ 海底地形地貌测绘在军事中的应用海底地形地貌图在现代海洋军事活动中具有十分重要的作用，精确的地形地貌图是各种水下舰艇航行的安全保证，现代潜艇依靠“地形匹配”技术，可以利用海底复杂的地形地貌，成功地隐蔽自身、出其不意地攻击敌人。⒉ 物理海洋调查在军事中的应用物理海洋学主要研究发生在海洋中的流体动力学和热力学过程，其中包括海洋中的热量平衡和水量平衡，海水的温度、盐度和密度等海洋水文状态参数的分布和变化，海洋中各种类型和各种时空尺度的海水运动(如海流、海浪、潮汐、内波、风暴潮、海水层结的细微结构和湍流等)及其相互作用的规律等等，对潜艇的驻泊、适合作战时间选择等密切相关。海洋中的温盐场及水动力环境对潜艇的行进及惯性匹配导航有非常重要的影响。其中海水密度对潜水艇升降沉浮有决定性影响，潜艇可以停泊在密度很大的水层(液体海底)之上隐蔽待命，而进入密度极小的水层(海中断崖)时则会急骤下沉。潜水艇如遇上由密度引起的波动就会剧烈颠簸，甚至失去控制。只有充分掌握海洋环境，特别是水下水文物理场的分布和变化规律，了解它们对潜水艇活动的影响，才能充分发挥潜水艇的战斗力。其他海上军事活动，如登陆、布雷等，也与潮汐及海流等息息相关。⒊ 海洋地球物理在军事中的应用海洋地球物理在军事中的应用主要包括地球物理勘探和观测技术在军事中的应用，具体为：地球物理勘探所获得的海洋地磁场、重力场在军事中的应用；地震勘探、电磁法勘探所获得的海底地质结构在海洋工程中的应用；海洋声学技术在海洋中的应用等。海洋磁场、重力场要素是海洋战场环境基础信息极其重要的组成部分。高精度的地磁场信息是磁力探潜、反潜技术和水雷布设与探测的基础，是舰船传统导航设备磁偏差校正、潜艇消磁隐身、应急抢险和打捞等多方面军事应用的必备资料。地球重力场是影响战略导弹飞行轨迹的一个非常重要的因素，为了提高战略武器的命中精度，必须全面掌握海洋重力场的精细结构。地震台、日变站台、搭载地球物理传感器的浮标平台以及接上声纳设备的海底光缆等组成了海洋实时监控系统，把控“全局、精细、实时”海洋环境的能力，同样具备战略威慑能力，对于反潜以及获得实时气象、水文、地质资料均有重要作用，可以为未来海洋战场的军事行动提供依据。⒋ 海洋地质灾害调查在军事中的应用随着人类对海洋认识的不断深化和驾驭自然的能力不断增强，海啸、地震、海底滑坡及海底火山等海洋自然灾害现象也有可能被人类所控制而成为军事斗争的武器。这些武器不仅威力巨大，而且由于是利用自然灾害打击敌人，具有隐蔽性，让敌人难以防范。海啸力量之大，足以倾覆万吨巨轮。如果人们能够引导甚至制造出海啸，并将其作为武器，那么其造成的损害将难以想象。1954年夏，美国在比基尼岛进行核试验，在距离爆心500米的海域内骤然掀起了一圈60米高的海浪，奔出1500米之后，高度仍在15米以上。由此激发了军事科学家们研究海啸武器的浓厚兴趣，一旦这种武器步入战场，将能冲垮敌海岸设施或使其舰毁人亡。研究表明，地震、海底滑坡及海底火山等均有可能导致海啸的发生，而在海底板块中应力集中的地区或是大断裂带附近，通过热核武器爆炸的方式是可以诱发蓄存在海底板块中的巨大能量，引发地震；同样也可以使用武器诱发海底滑坡、海底火山喷发，进而引发海啸。⒌ 海洋工程地质调查在军事中的应用海洋工程地质学研究海洋地质作用对人类在海岸带和浅海带的建筑工程的影响，研究由于工程建设而改变海岸自然环境所引起新的地质作用，如海港、海湾水库、海底隧道及海岸防护工程等，既受海洋地质环境的作用，又改变海洋地质环境。研究目的在于应用海洋工程地质学的理论与方法对上述地质作用及其影响做出必要的评价、预报并提出防治措施。海洋工程地质条件一般包括地貌形态、地质构造、沉积物特征和水文地质条件等。它与海洋地质学、工程地质学、岩土力学等学科有密切联系。海底沉积物的工程特性是海洋工程地质的主要研究内容。它对建筑物的稳定和变形有直接影响，是工程成败的关键之一。海洋工程地质在海洋军事中的应用主要是指海洋军事基地的建设，包括海岛上军事基地及海底潜艇的隐蔽工程等。海洋综合调查船“海洋四号”六、结语自古以来，掌握和了解战场环境都是军事活动中非常重要的一环，现代战争也不例外，甚至需要考虑的因素更多。将海洋地质调查成果信息运作到现代军事中，将是现代军事活动的一个重要实践。比如开展海洋环境地质和工程地质调查，海洋工程地质包括海底潜艇隐藏工程的地质条件、海岛上军事基地的地质结构、海岛上淡水资源探测、海岛上海水侵入的防范与治理等，同时进行海洋环境可以了解海底火山、海底滑坡、海底地震带等，这些区域是可以为我军海洋军事活动服务，同时也必须预防敌方势力使用那些危险区域。又如，借助或搭建海洋观测浮标、潜标和海底网络系统这些平台，布设面向海洋军事需求的观测系统，例如海洋声学观测系统、海洋地球物理观测系统，组成海洋军事属性实时监控系统是未来战争发展的必然趋势。这不仅可为海洋军事斗争提供环境资料，更主要是可以提前监测敌方潜艇的入侵；而且在发生重大海洋地质灾害时，也可以提前进行预警。现在的军事敏感区海域很可能就是未来的战场，在这些海域的开展基础调查工作以及相关研究，不仅有助于我国对整个区域系统的海洋地质-地球物理、海洋水文和海洋矿产资源环境等系统和全面的了解，而且也是对海洋军事地质信息的一个重要补充。研究海洋军事对海洋地质要素的需求，开展与海洋军事设施建设和军事活动密切相关的海洋灾害地质和工程地质要素的调查和研究工作，布设我国海域实时监控网络、开展地缘敏感区域的海洋调查工作以及建立我国海域军事地理信息系统，必将在我国国防军事和国民经济建设中起到积极作用。■文章依据网络资料综合编写 4 i1 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