海洋论坛▏2022年《海洋测绘》论文综述 - 海洋测绘论文

深宫鲍 · 发表于行业交流 2024-4-15 05:01:44

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一、引言

《海洋测绘》创刊于1981年，由海军海洋测绘研究所主办，是我国唯一以海洋测绘领域理论、技术、方法、设备等研究为主的“双核心”期刊。《海洋测绘》曾获得“海军优秀期刊”“全军印刷优质产品优秀期刊奖”和“全国优秀测绘期刊”等称号，入选“地质学领域、地理资源领域、航海领域高质量科技期刊分级目录”和“世界期刊影响力指数期刊目录”，是我国海洋测绘领域具有重要影响力的学术期刊。创刊40余年来，作为展示我国海洋软实力的科技窗口和学术平台，《海洋测绘》较为全面地刊载了我国海洋测绘领域的新理论、新技术、新方法和新设备等最新学术研究成果，为我国海洋测绘事业发展提供了理论和技术支撑，为国民经济、国防建设以及测绘事业的发展做出了突出贡献。

二、论文刊发及引用情况

2022年，《海洋测绘》期刊共出版6期，刊发论文共计104篇，主要聚焦海洋测绘专业以及与测绘学科相关的其他研究领域，其中包括基金项目支持的论文74篇，基金项目支持的论文占比约71%；第一作者学历为博士或职称为高级职称的论文56篇，约占54%，期刊复合影响因子为0.691。表1为2022年度《海洋测绘》优秀论文的评选结果，以前两年发表的论文被引频次为第一评选条件，论文下载次数为第二评选条件，综合排序前10篇评选为优秀论文，统计日期为2023年12月15日。从中可以看到，论文被引频次、下载量最高的研究领域主要集中在海洋大地测量、海道测量、海洋遥感等专业。

表1 2022年度《海洋测绘》优秀论文

三、海洋大地测量与导航

大地测量基准由大地测量坐标系定义，由大地测量几何与物理常数构成，是测量工作的重要基础，为地球空间信息提供了统一的度量体系。《美国大地测量基准建设最新进展与启示》一文总结了美国在大地测量基准建设上的最新进展。美国于2017年决定建立大地测量新的参考框架，预计在2025年正式启用，代替过去的美国国家空间参考系统。新的模型完全通过重力测量建立，利用GNSS测量技术获得点位的几何坐标。美国在大地测量基准上的建设为我国测绘基准体系和北斗坐标系提供了启示和借鉴。在工程测绘中，常需要测定基线的方向，基线方向一般用基线的真方位角表示，基线长度越短，真方位角的测量误差越大，精确测定越困难。针对此问题，《一种精确测定超短基线真方位角的方法》一文研究了一种新的解算方法，以大地站心地平坐标系为基础，测定超短基线的真方位角，针对某机场的工程案例中超短基线真方位角进行了解算试验，并且基于高斯投影法进行了验证。验证结果表明该方法可以准确测定超短基线的真方位角，而且提高了测量的便捷性和实用性。

精密单点定位(PPP)技术在海洋测绘、海上搜救等活动中应用广泛。北斗三号地球静止轨道卫星通过PPP-B2b信号播发数据信号，可以为用户提供实时的PPP服务。为了评估PPP-B2b信号在海上的服务性能，《基于北斗三号PPP-B2b信号的海上精密定位试验分析》一文根据海上测量试验中接收机接收到的PPP-B2b信号改正数，进行了PPP定位海上试验，测定了信号的钟差和轨道精度。试验表明，精密单点定位在收敛稳定后可以满足海洋中高精度定位的需求。北斗卫星导航系统是我国自主研制、部署和运营的全球卫星导航定位系统，目前已经全面启用，有必要对导航系统进行定位性能分析，了解其定位的精度和准确性。《GAMIT软件中不同星历对GPS/BDS数据定位的影响》一文选取不同的精密星历，分析GAMIT软件解算GPS/BDS数据定位的差别，在长基线和短基线条件下，估算基线解算精度和点位坐标精度。数据结果表明，对长基线的BDS数据，要考虑站点数据的质量以及站点的空间位置和兼容性，对GPS数据和短基线的BDS数据，不同的精密星历对数据定位的影响不大，这为北斗数据的评估和北斗卫星导航系统的应用提供了依据。

四、海洋重力测量和海洋磁力测量

海洋重力测量在海洋资源探测、海底矿产开发等领域都有着广阔的应用前景。海洋重力测量通过各项校正计算原始数据的重力异常。《海洋重力测量中的重力基点读数改正新方法》一文为提高海洋重力测量的精度，准确传递基点重力绝对值，对于技术规范中重力基点读数改正公式的问题和不足，有针对性地提出了重力基点读数改正的新公式，新公式代表一种新的重力基点读数改正方法，这种方法可以提高重力基点绝对重力值传递精度，进而能够提高海洋重力测量的精度。重力辅助惯性导航对潜艇、无人潜航器等的航行安全保障具有重要作用，但进行重力辅助惯性导航实验比较困难，受到很多条件制约，很难对导航技术等进行优化和验证。《水下动态重力数据实时采集仿真技术研究》一文针对这个难题，研究设计了水下航迹重力数据实时采集仿真系统，选取南海某海域进行了仿真实验，探究相对重力异常误差的规律。通过实验研究表明，对于同样的元器件精度水平，对比绝对重力异常匹配量，选择相对重力异常匹配量能够大幅提高精度，能够满足对误差的要求，为水下重力辅助惯性导航研究和验证工作提供支撑。

海洋磁力测量在军民领域应用广泛，海洋磁场信息在海底地形、海洋矿产勘探、地震监测研究、沉船打捞搜救、水下导航等领域发挥着重要作用。海洋磁力测量技术包括测量数据收集、测量数据处理、磁场模型建立、磁力测量精度评估及应用等方面。《基于小型无人艇的海洋磁力测量精度评价》一文为验证在小型无人艇上进行海上磁力测量试验的可行性和磁力测量系统的性能，对试验中获得的交叉测线和重复测线数据进行了处理，并根据相关要求测定了交叉点和重复线的内符合精度，测定的精度基本达到了相关规范对海洋磁测的精度要求。基于无人机进行航空磁力测量成为目前海洋磁力测量的新途径，能够满足海陆交互地带、海冰区域等复杂多样区域进行高精度磁力测量的要求。《新型国产无人机航磁系统的应用研究》一文为验证无人机航磁测量的可行性，利用新型国产无人机进行了两次飞行实验，得到了磁力测量数据，并对其进行了处理和分析，对测量数据精度进行了评估。实验结果表明，通过新型国产无人机进行磁力测量具有操作方便，灵活高效的优势，测量精度较高，能够满足相关规范对海洋磁力测量的要求。动力滑翔机在海洋磁力测量中应用广泛，特别是在海岸、岛礁等复杂海域中发挥了重要作用，在这些海域进行大比例船载测量比较困难。《动力滑翔机航磁系统的海洋磁力测量实践》一文针对此问题，在借鉴海上测量实施流程的基础上，在黄海某海区进行了动力滑翔机磁力测量试验，试验结果表明动力滑翔机航磁系统的飞行质量评价指标、测量精度、噪声水平等满足规范的要求，动力滑翔机航磁系统能够有效利用在复杂区域海洋磁力测量中。

五、海道测量

海道测量作为航海保障的基础性工作，主要任务是进行水深测量和海岸地形测量，获取海底地形地貌和障碍物信息。海道测量标准是海道测量技术发展的指导性文件。《IHO海道测量标准(6th)最低水深标准分析与研究》一文为推动《海道测量标准(S-44)》的研究和应用，以航行安全测量最低水深标准为研究重点，对其中更新变化的地方进行了着重讨论，针对航行安全测量等级分类、水深不确定度、特征要素探测、水深探测覆盖率4个方面开展了分析讨论。通过分析表明新标准在水深探测覆盖率和等级分类的相关规定更加灵活全面，新标准为修订海道测量国家标准提供了重要的参考和依据。

海道测量风险评估在海上航行中占有重要地位，之前的风险评估方法没有考虑全面的风险因素，无法全面评估海上交通的风险，已无法满足当前海道测量的需求。《海道测量风险评估方法应用现状及发展》一文为研究新的海道测量风险评估方法，主要从发展历程、方法特点、应用情况等方面，研究讨论了目前典型的风险评估方法和应用，总结出主要风险因素和海道测量风险的评估过程，并在大数据分析、多源水深变化监测、质量管理、应用方向等方面提出了改进方向，研究成果为我国海道测量风险评估的发展提供了参考。海道测量是航海保障的重要手段，传统的有人海道测量船存在较大安全风险并且测量效率较低，为解决此问题，提升复杂水域开展海道测量的应用能力，《新型无人海道测量艇的设计与实现》一文研究提出了一种新型无人海道测量艇的设计方案，通过优化设计、改进供能模式、搭载多种海洋测量设备，提升了在复杂水域完成专业化海道测量的能力。实际应用表明该型无人海道测量艇能够适应多种环境，可以在复杂水域中完成高精度测量任务，测量成果满足相关规范要求。

海底地形及底质探测在海洋工程、海洋资源勘查、海洋军事等领域中应用广泛，传统的海底底质分类方法存在效率低、工作量大等缺陷。为提升底质的分类质量，《基于Sonar Wiz的多波束声纳图像智能底质分类技术研究》一文基于Sonar Wiz的多波束声纳图像，根据不同海底底质对应不同多波束反向散射强度，实现对海底底质类型的智能划分。通过实例分析，对这种底质分类方法的可行性和精度进行了验证和评估，分类成果表明，利用Sonar Wiz软件的数据处理技术和图像处理方法进行底质分类能够取得较满意的结果，该方法能够用于大范围海底底质的分类，研究成果可为海底底质分类相关工作提供借鉴和参考。

海砂资源在工程建设、沙滩修复等领域中具有广泛的应用，海砂勘探和开发受到了更多的重视，但目前取样、钻探等方式探测难度大，勘探成本和风险较高，探测效率较低，不利于海砂资源开发利用。为降低海砂勘探的成本和风险，提升探测的效率和准确度，《海洋测绘在西南浅滩海砂资源探测中的应用》一文基于海洋测绘技术，利用多波束测深、单波束测深、侧扫声纳等技术手段，对西南浅滩的海砂资源进行了探测。通过数据采集分析表明，利用海洋测绘技术手段能够有效探测海砂资源的存在区域，提升资源预测的精度和海砂勘探的效率，海洋测绘技术在海砂资源勘探领域具有广阔的应用前景。海上船只打捞前需要对所在区域的水深和海底地形特征进行探测，但目前很多区域缺乏相应数据，给沉船打捞带来了很大的风险和挑战。

《某沉船打捞作业工前礁盘多波束扫测》一文利用多波束测深系统和三维软件进行水深测量和地形模拟。多波束测深声纳向海底发射宽扇区覆盖的声波并进行窄波束接收，从而获得多个检测点的水深值，然后对获取的数据进行分析和处理，通过三维软件建立三维水深模型，能直观地分析出打捞作业区域的地形特征，对三维地形模型中的局部水深特异值进行分析，可以大致判断出沉船所在的地理位置，研究成果也为打捞船舶、飞行器、货物等提供了方案参考。

六、摄影测量与遥感

岛礁与人类活动关系密切，岛礁周边海底地形地貌研究对海上交通、生产活动等有重要意义。传统测深手段测量范围小、效率低，卫星遥感技术相比具有明显的优势。《岛礁周边水深光学遥感反演模型比较与分析》一文以蜈支洲岛周边水域为研究区域，选取WorldView-2多光谱遥感影像，基于支持向量机模型、BP神经网络模型、多波段回归模型、对数波段比值模型4种光学遥感水深反演模型进行水深反演实验，对4种反演模型预测的水深结果进行比较，并与实测水深数据进行对比。实验对比结果表明，4种反演模型各有优势，其中BP神经网络模型和支持向量机模型在精度上具有优势，而对数波段比值模型和多波段回归模型具有较高的效率。综合两方面来看，多波段回归模型在精度和效率上比较均衡，更适合对岛礁周边水域进行光学遥感反演，研究结论为光学遥感反演岛礁周边水深模型的选择提供了参考。

潮滩是位于潮间带的泥滩，位于海陆交汇地带，是沿海重要的生态功能区，掌握潮滩的边界线变化很有必要，人工实测难度较大，难以准确测定潮滩的边界。海岸带遥感技术为潮滩边界的测定提供了新的手段。《基于SFF-W算法的潮滩边界提取研究》一文以上海南汇潮滩区域为例进行边界提取研究，研究采用高分一号卫星遥感影像数据。传统的水边线提取方法受环境参数影响存在提取不准确的问题，论文结合水边线法和快速聚类算法(SFFCM)的优点，研究提出了潮滩提取模型(SFF-W)。通过实验，对SFF-W模型、水边线法、SFFCM模型提取的结果以及目视解译的潮滩区域进行对比，对比结果表明，SFF-W模型在潮滩边界提取中精度最高，能准确提取潮滩边界，研究成果为潮滩边界提取提供了参考和借鉴。水体固有光学特性在水体环境治理、海洋气候变化等领域都有较广泛的应用，获取水体固有光学特性的传统手段主要是利用船只等载体进行测量，存在获取范围有限、测量效率低等问题。水色遥感可以克服传统测量手段的不足，不受地理条件限制，大范围、不间断地进行监测，但其测量精度易受环境影响，有必要通过选取合适的反演算法来提高精度。

《半分析算法在固有光学特性反演中的性能研究》一文以曼德海峡和马六甲海峡作为研究水域，基于Sentinel-3卫星的OLCI遥感影像数据，对LMI、GSM和QAA3种半分析算法在固有光学特性反演中的性能进行了分析。实验结果表明，不同算法在不同水体类型中的反演性能不同，在二类水体中GSM的反演性能表现最好，LMI表现最差，在一类水体中GSM反演性能表现最差，LMI表现最好，在水体适应性方面，QAA的表现最好。研究成果为提高不同水体固有光学特性反演精度选择合适算法提供了参考和依据。

摄影测量通过光学影像获取目标物的形状、大小、位置、特性和相互关系，在三维建模中发挥着重要作用。智慧船闸对航道发展有重要意义，当前二维平面图不能准确展示船闸复杂的空间关系，构建精细化、立体化的三维船闸非常必要。《基于点云的船闸精细化三维建模》一文以飞来峡船闸为例，通过无人机获取船闸顶部的点云数据，然后对数据进行配准和去噪，再通过三维建模软件实现船闸轮廓线提取和三维几何建模，对船闸进行三维重建。结果表明，基于点云数据构建的船闸精细化三维模型的精度较高，对比精细化实体模型和倾斜摄影测量模型，满足智慧船闸对三维建模的精度需求。提出的三维实体化建模技术能够用于结构复杂、规模较大的建筑物，为数字航道提供精确、全面的三维数据支撑。

七、海图制图

在海图中，水深作为一种基础性要素，对船舶交通运输有重要的意义。评价水深注记制图综合的成果质量，一般根据航行资源表达、航海安全保证、图上点位分布是否清晰3个方面进行评价。《海图水深注记分布度的精细化评估方法》一文针对目前水深注记制图综合中图上点位分布精确度不高、分布质量无法快速定量分析的问题，研究了精细化评估海图水深注记分布度的方法，通过计算模型量化水深参考间距，定义了水深注记分布度的指标，并根据公式得出了指标的评估方法。通过实验分析，验证了评估方法的可靠性，论文的研究成果能够满足单个水深注记对象图上分布质量的精细化评估，提升了水深注记制图综合成果质量评价的合理性和有效性。

航海通告是报道海区航标、障碍物等变化情况和航海图书出版消息的文件，是用户保障航行安全的重要数据源和资料。从网上获取电子航海通告信息到应用于实际生产的关键是准确迅速处理多元异构数据文档。《电子航海通告预处理系统的设计与实现》一文根据数据库和文档数据的结构特点，研究提出了电子航海通告预处理系统，设计了电子航海通告预处理数据库模型和系统功能模型，并制定了系统工作流程，解决了其中的关键技术难题。测试结果分析表明，研究设计的电子航海通告预处理系统对通告文档的识别准确率较高，能够满足相关用户的业务需求。

八、海洋测量仪器

航空重力测量是目前极地地区快速获取重力测量数据的有效手段。《国产航空重力仪在南极地区的应用分析》一文利用中国第36次南极科学考察的机会，在“雪鹰601”南极考察固定翼飞机上搭载了SGA-WZ02型捷联式航空重力仪，进行了国产航空重力仪测量试验。通过试验，对重力仪获取的测量数据进行了处理和精度评估，并对安装运输、数据处理等方面的难题提出了解决办法，验证了国产航空重力仪在极地地区进行重力测量的可行性和可靠性，为极地地区开展航空遥感测量提供了借鉴。

目前，海洋监测对立体监测的要求越来越高，传统的定点测量手段效率低、成本高，已经不能满足海洋全方位监测的需求，迫切需要新的自动化海洋测量仪器。《走航式多参数剖面测量系统的研制与应用》一文介绍了首个国产化全自动拖曳式多参数测量系统(MVP-3400)的组成、原理和工作性能，通过在黄海海域进行MVP海上试验，对测量系统获取的温度、盐度等数据进行了分析验证。试验结果表明研制的走航式多参数剖面测量系统稳定可靠，能够满足海洋高分辨率观测的要求。该系统的研制应用降低了海洋监测的成本，对海洋水文现象研究具有重要意义。

海流观测在海洋水文环境调查中占有重要地位，声学多普勒流速剖面仪ADCP是目前使用率最高的海流观测仪器，能够同时获得不同水层的流向流速数据，测量效率高。《船载ADCP海上标校与参数设定方法研究》一文为了提高海流观测的准确性，提升ADCP测量的可靠性，通过分析ADCP基本原理，研究提出了船载ADCP海上标校和参数设定的方法，通过海上标校试验，验证了方法的实用性和可靠性，研究成果为海洋水文调查工作者提供了参考和借鉴。

九、结束语

2022年，《海洋测绘》聚焦海洋大地测量与导航、海洋重力测量、海洋磁力测量、海道测量、摄影测量与遥感、海图制图、海洋测量仪器等专业研究方向出版了一批优秀学术论文成果，对海洋测绘学科发展起到一定的引领和促进作用。《海洋测绘》编辑部将充分挖掘和利用自身特色，持续跟踪期刊发展形势和评价趋势动态，加强资源整合，加速推进办刊信息化，推动科技成果转化，提高期刊竞争力，为海洋测绘学科发展贡献更大力量。

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【作者简介】文/吴国栋申家双王克平张瑞瑞，来自海军研究院。第一作者吴国栋，1992年出生，男，山东滨州人，助理编辑，硕士，主要从事期刊编辑出版工作。文章来自《海洋测绘》（2023年第6期），参考文献略，版权归出版单位与作者所有，用于学习与交流，本文编发已取得授权。

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