什么是海洋测绘 -什么是海洋测绘

新恒商标 · 发表于仪器应用 2023-10-25 19:21:19

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一、引言

海洋测绘是发展海洋事业和保证海上安全航行的重要工作，其成果广泛应用于国民经济建设、国防建设和科学研究的各个方面。新中国成立60多年来，海洋测绘事业从小到大、从弱到强，取得了辉煌的成就。这些测绘成果覆盖了我国18 000多千米的大陆岸线、14 000多千米的岛屿岸线、6 500多个岛屿和300多万平方千米的管辖海域。目前，我国的海洋测绘事业格局主要是海军负责规划和组织实施我国的海洋基础测绘工作，拥有完备的教学、科研、生产和管理体系，已成为我国体系完整、手段多样、设备精良、行动迅速、服务完善的海洋测绘队伍。国家海洋局主要负责我国海洋调查的规划和组织实施，在海洋调查方面取得了丰硕成果。交通部很早就开展了港口和航道工程测量工作，拥有高素质的人才和先进的测量装备。原地质矿产部、中国海洋石油总公司、水利部的有关单位以及沿海各省、自治区、直辖市测绘局，根据海洋工程开发需要，也完成了部分海洋或沿海地区的测量工作。纵观60年来海洋测绘发展，我们倍感自豪，深受鼓舞。

黄岩岛测量

二、开创与起步时期（1949～1956年）

新中国的海洋测绘事业是从1949年初成立海军海道测量局开始起步的。该局担负着全国海洋测量和航海图书生产的使命任务，它的成立，标志着新中国海洋测绘事业的开始。

与我国情况相似的是，国际上绝大多数国家的海洋测绘也都是由海军负责的，尤其是一些海洋大国和海洋强国。分析起来，形成这种情况的原因可能有以下几种：①军事上的需要。自古以来内陆水域和海洋就是兵家出奇制胜、夺取胜利的重要阵地。古人早就有“登高四望，必得水情。知其广狭，尽其浅深，乃可为奇以胜之”的说法。说明了内陆水域和海洋对军事行动的重要性，而军事上的涉海行动自然是海军职责范围的事；②测量装备的支撑。在任何一个国家，军队都是最具纪律性和战斗力的组织。作为一种先行性、基础性和服务性的工作，海军比较适合在创业阶段有组织地开展海洋测绘，因此测量装备就责无旁贷地优先装备于海军；③武器装备的保护。海上运输的开展为国家创造了财富，为民众提供了便利，同时也为海盗分子提供了觊觎的对象。唯有武器装备的海军才能在保护自己的同时在海上开展海洋测量活动；④历史的原因。有些国家的海洋测绘事业一开始就由海军负责，代代相沿，形成惯例。需要指出的是，也有不少海洋测绘开展较晚的国家或者海洋面积不大的国家，他们的海洋测绘事业是由地方部门组织负责的。

最初的海道测量局，人员资料奇缺，设备极少，海测人员克服重重困难开展航道测量、赶制航海图书。为当时的需求提供了潮汐、潮流、水深、底质和航行障碍物资料。

此后经过几年的发展，海洋基础测绘力量迅速壮大。

50年代初期，我国海洋测量技术标准采用的是前苏联使用的规范细则，当时，沿海地区的国家大地控制网还未完成，为应付急需，曾自行丈量基线、观测天文点，以独立坐标系测图。地形岸线测量基本上只测岸线附近和修测已有的地形图。水深测量正规化作业较晚，1958年开展海区基本测量后才按照规范细则进入正规化测图。

1959年海司海测大队在旅顺口进行海岸测绘

1954年前，测量设备极其简陋，丈量基线起初使用的是300英尺的因瓦尺，当时只作膨胀系数和倾斜改正，精度较差。1954年后，开始使用24m因瓦基线尺，精度得以提高。测角仪器主要为蔡司010型、威特T2型经纬仪、威特T3型经纬仪。作业细则采用前苏联的二、三、四等三角测量作业细则。在高程测量方面，1954年前基本上只进行验潮站工作水准点和三角点之间的水准联测，采用当地的高程基准。1954年后才按细则要求，用三、四等水准支线与附近的水准点进行联测。在岸线地形测量方面，刚开始时除港区和工程建设区实测完整地形外，一般只测定岸线和附近的显著地物。

在水深测量方面，则是用常规的光学定位仪器、水铊、测深杆和航海用测深仪等器材测量水深，仅能在港湾和沿岸海域作业，深度基准面采用的是最低低潮面，测深精度不高，海底地貌探测不完善。尽管早在1914年国际上第一台单波束回声测深仪就诞生了，但是直到20世纪30年代电子管回声测深仪才开始应用于海底地形调查。50年代初期，回声测深仪技术已经取得很大发展，高分辨率的精密回声测深仪投入使用。我国应用回声测深仪实施水深测量始于50年代中期，而且当时的回声测深仪仍是电子管回声测深仪。国内有代表性的是1956年长江水利委员会生产的长江-56型回声测深仪等。

测量工作的开展给海图编绘提供了资料基础。航海、海洋开发、国防建设和科学研究都对海图的使用提出了迫切的需求。建国初期，为了国防和航运急需，在旧版海图基础上加工改绘，出版了部分海图。1951年起编制新中国第一代海图，当时的比例尺系列为1:100万、1:50万、1:25万、1:10万四种，港湾及锚地海图的比例尺为1:2.5万、1:1万或更大。航海图采用墨卡托投影，其他图有采用高斯投影的。1954年起采用新测资料编制江河图集。编绘新中国第一代海图采用的资料新旧参杂，既有1950年后新测的资料，也有民国时期测量的资料。各种资料坐标系统和高程系统不一致，深度基准面也不相同，资料处理使用难度较高，精度较低。

三、发展与提高时期（1957～1977年）

1957年后，海洋测绘事业得到了空前的发展，主要体现在管理机构得以健全，院校教育得以规范，测量力量得以组建，有步骤有计划的海洋测绘正式开展。

在70年代，出现了电磁波测距仪，作业的方便性和测量精度都得到了很大的提高，成为测距的主要设备，其作业方式也随之发生了很大变化，逐步采用测边代替测角布网的方法。当时的计算工具还是手摇计算机、计算器、简单的电子计算机，工作量大，速度慢。至于袖珍计算机和微型计算机的使用则是80年代之后的事了。

1974年海军南海舰队某海测大队技术人员进行水深测量

1958年之前的高程基准尚未统一，而是存在多个独立的高程系统。1958年开始，海区基本测量开始采用1956年黄海高程基准，海岛上缺乏水准网，测量高程困难较大，一般采用同步验潮方法，用水面水准联测，个别远离海岸的岛屿高程，仍以当地平均海面为基准。

1958年开始，水深测量仪器装备有了改善，电子管回声测深仪得到较广泛的应用，开始了大规模的正规化水深测量。这期间，制定了新的技术标准，对作业流程、仪器操作和检验、水位改正、障碍物探测、精度评估等作了严格的要求和规定，保证了水深测量成果的精度。采用理论最低潮面作为我国海区统一的深度基准面。测区扩展到离岸100多海里的近海区域。海上定位设备为台卡公司的HI-FIX6双曲线定位仪，以及后来的近导4型双曲线定位系统。卫星定位系统则为美国1967年解密后逐渐供全球各种用户使用的子午卫星系统Transit。

国家海洋局在进行南沙海洋站选址测量

1964年，国家海洋局成立，开展海洋调查的同时也开展了很多的测量工作，主要包括水深测量、重力测量、磁力测量、潮汐观测和海图制图等。

值得一提的是，在当时的历史条件下，水利电力系统的测量队伍颇具规模，尤以黄河水利委员会、长江水利委员会、淮河水利委员会、珠江水利委员会为代表，均有相当规模的测量队伍，完成了大量的控制测量、地形测量和水深测量工作。

交通系统的水运测量力量也发展很快，尤其是承担港口航道测量任务的三个海事局的海测大队，先后完成了所属海区的控制测量、港口工程勘察测量、沿海港口航道疏浚和整治工程测量、沿海港口航道测量、内河航道港口测量和扫海测量等。

六分仪时代的海事测绘

随着测量资料的积累日益增多，60年代初着手准备第二代海图的编图方案、分幅方案和编号方案，颁发了《海图图式》。第二代民用海图比例尺为1:150万、1:75万、1:30万、1:15万四种。采用1954年北京坐标系、1956年黄海高程系，以理论最低潮面为海图的深度基准面。航海图采用墨卡托投影，港湾图采用高斯—克吕格投影。为了用图的方便，1965年9月的“海图定型会议”决定进一步对海图表示的内容进行削减。1975年修订颁发了《海图编绘规范》。民用海图在征求交通、水产等部门的意见后，制定了相应的海图出版规则，于60年代中期陆续编制出版第二代民用海图，此后根据使用中发现的问题，对出版规则又进行了几次修订。与此同时，还相继出版了黄渤海、东海、南海等海域的港湾锚地图集，出版了珠江三角洲、西江等江河图集。

四、开拓与改革时期（1978～1993年）

对我国的历史而言，1978年是一个不平凡的永载历史史册的一年。无论时光怎样流逝，都不能湮没人们对十一届三中全会的记忆。正是从1978年的十一届三中全会开始，我国开始了改革开放的征程。同样，对我国的海洋测绘事业而言，1978年也是非常值得纪念的一年。

1978年3月，海军第一水面舰艇学校正式组建了海洋测绘系，这标志着海洋测绘教育事业开始了新的征程。在海洋测绘系成立的1978年，即开始首次从地方应届高考生中招收了一批海洋重力测量专业和海图制图专业的大学本科生。后来，又开始招收硕士研究生和博士研究生。这是我国唯一培养海洋测量与海图制图专业的专业院系。

大连舰艇学院早年图片

也正是十一届三中全会之后，海洋开发更加广泛，各有关部门对航海图提出了更多更高更新的要求。为适应形势发展和改革开放的需要，经调查研究，拟订了海图改革方案、规范、图式等技术文件，制定了《中国海区航海图制图规范》、《海图图式》、《海图分幅方案》、《海图编号规定》等技术文件，开始了第三代海图编印的实施。

海洋测绘事业迅猛发展的同时，对海洋测绘学术交流的要求也越来越迫切。于是，1981年季刊《海洋测绘》得以创刊；1982年，中国测绘学会海洋测绘专业委员会在湛江正式成立。

进入20世纪80年代，海洋基础测绘向着大面积普测和中远海域测量的方向迈进，测量进程不断加快，先后开展了多个大规模的测量，为国民经济建设和国防建设提供了有力的基础测绘保障。

70年代末期，当时海洋测量领域普遍应用的测深仪均为单波束测深仪，其中尤以无锡海鹰加科公司的SDH系列测深仪被广泛应用。先后应用的万米测深仪则主要有美国雷声公司、淄博无线电厂、上海726厂和上海船舶运输科学研究所生产的产品。需要说明的是，进入80年代之后，利用热敏打印纸作为测深记录纸的模拟式测深仪逐渐被数字式测深仪所取代。水深测量自动化系统随之研发成功，应用于从事海洋测量的各部门。而就在此时，国外已经研制成功多波束测深系统，其测量精度完全能够达到国际海道测量组织颁布的《海道测量标准》中规定的高等级水深测量精度要求。国外已经大规模应用多波束水深测量系统进行水深测量，国内对于多波束测深系统仍然处于研制阶段。机载激光测深系统作为浅于50m海域的水深测量设备，以其机动性好、效率高而格外引人注目，国外很多国家开始投入人力财力加紧研发。

西沙岛礁测量

海上测量定位系统除了一直使用的无线电双曲线定位系统之外，80年代后期，短程的定位系统则开始应用圆圆定位方式的海用微波测距定位系统。这一时期比较常见的无线电定位设备主要有：MRB-201海用微波测距仪、MRD-1型微波测距仪、猎鹰-IV微波测距定位仪、塞里迪斯定位系统、三应答器定位系统、Maxiran近中程无线电定位系统、Hifix-6定位系统、Argo定位系统、Loran-C定位系统和Pulse-8导航定位系统等。80年代初期之前被广泛应用于远海测量调查船的导航定位系统，则是美国60年代初推出的子午卫星导航定位系统，尽管其不能连续定位、定位间隔长、精度较低，但已经与其他导航定位系统相融合形成了综合导航系统。比较著名的有MX200B型卫星综合导航系统。由于子午卫星系统存在不能连续定位、不能用于高动态定位的缺陷， 1973年美国开始筹建全球定位系统(GPS)，1989年开始发射正式工作卫星，到1994年全部建成投入使用。我国是20世纪80年中期开始引进GPS接收机，并应用于海洋测量领域。

1990年，首部海洋测量方面的国家标准《海道测量规范》颁布执行，海图制图领域的四部国家标准《海图图式》、《中国航海图图式》、《航海图编绘规范》、《中国航海图编绘规范》首次颁布执行，而在此之前的所有海洋测量与海图制图方面的标准，均为内部制定的行业标准。

五、创新与跨越时期（1994～2009年）

1994年又是海洋测量界一个不平凡的具有里程碑意义的一年。具体体现在海洋测量定位手段的变化、多波束条带测深系统的推广应用、中远海测量船的设计建造等方面。

GPS投入使用后，尽管我国在20世纪80年代中期即引进了GPS接收机，但体积庞大、价格昂贵，多数情况下还只是应用于大地测量和地震网监测等领域。之后渐渐应用于海洋测绘和航海导航领域，并发展了GPS差分定位技术。1994年，GPS全部建成并投入使用后，使得不仅仅是大地测量界、航海导航界，包括地球物理调查、海洋测绘等领域都开始大规模应用，彻底改变了传统的无线电定位方式。目前，传统的无线电定位手段在海洋测量上已基本不用，大量应用的则是GPS所衍生的各种不同形式的定位方式。GPS技术应用取得了突飞猛进的发展，沿岸GPS差分技术、广域差分技术、精密单点定位技术、星际差分技术、实时动态定位技术、连续观测站技术在控制测量及海上定位中得到了广泛应用。除了美国的 GPS以外，俄罗斯的GLONASS和我国的北斗卫星定位系统也大量应用。

从1994年起，以国家海洋局、上海海事局、广州地调局、中国科学院、中国大洋协会等部门引进Seabeam2112型、ATLAS Fansweep型、Simrad EM系列、Elac BottomChart型多波束测深系统等为标志，表明我国的水深测量由传统的线状测量转为面状测量的作业模式。也正是从这一年开始，海洋测量调查海域覆盖范围更加扩大，测量调查要素更为齐全。

南海局在从事海岸带调查

1994年开始，大吨位的中远海综合测量调查船，装备有水深、重力、磁力、底质、定位、水文等多项测量调查设备，大大提升了中远海海洋测量能力，体现了海洋测量的信息化、采集要素的多样化、数据处理的实时化。

在水深测量方面，除了应用数字式单波束测深仪、双频测深仪、多波束测深系统之外，这一时间段内还出现了利用可见光遥感和微波遥感的手段反演水深的方法。哈尔滨工程大学在这期间曾两次自主研制多波束水深测量系统，其中第二次研制的便携式多波束测深系统已经投入使用，表明该设备运转良好。无锡海鹰加科有限公司研制成功数字式单波束测深仪和双频测深仪均已投入广泛使用。南方测绘仪器有限公司、广州中海达公司都研发了水深测量自动化系统和数据处理软件，在水深测量工作中得到了广泛的应用。海洋局第二海洋研究所开发了多波束水深数据处理和成图软件系统，得到了很好的应用。武汉大学还开展了利用卫星测高数据反演海底地形技术研究，也取得了较好的效果。

随着全站仪和GPS普及应用，海岸地形测量手段随之也发生了质的变化。速度快、精度高的电子平板仪地形测量和GPS RTK地形测量完全取代了传统的平板仪地形测量。航空摄影测量已成功应用于海岸地形测量，对于大范围快速编绘海岸地形图发挥了重要作用。卫星遥感测图已成功用于海图修编，取得了很好的效果。

在这期间，完成了海洋测绘数据库一期工程并全面启动了二期工程建设。完成了中国海区民用各种比例尺海图数据库的建库工作。启动了S57海图生产体系，S-57国际标准数字海图开始生产，电子海图系统被广泛应用于各有关部门。作为国家标准的《航海图图式》和《海图编绘规范》再一次得到修订。计算机制图已被应用于海图生产的全过程。数字海图的生产已成规模。2002年，经过全体海洋测绘人员50多年的耕波犁海，完成了我国管辖海域300多万平方千米的海洋基础测绘工作。编制出版了各种比例尺海图，范围覆盖中国海区、大洋区、国外部分海区。

2001年，《海洋测绘》杂志经国家出版总署批准在国内外公开出版发行，为技术类期刊，双月刊。2008年6月，经过多项学术指标综合评定及同行专家评议推荐，《海洋测绘》进入中国科技核心期刊行列。

2002年第3期《海洋测绘》杂志封面

海军大连舰艇学院海洋测绘系经过多年本科生教育和研究生教育的实践活动，教学质量显著提高，在国内外享有较高声誉，2004年，海洋测绘系开始招收博士研究生，并成功申请成为国际海道测量师和国际海图制图师双A级培养单位。

目前，海洋测绘经过六十年的建设，已形成教学、科研、生产和发行的完整体系。装备建设得到了极大的发展，装备了先进的单波束、多波束、双频测深仪，侧扫声纳，海底浅层剖面仪，海洋重力仪、磁力仪，高精度卫星定位设备，全站仪，测量自动化系统，自动验潮仪，全开绘图仪，电子分色仪，海图出版系统，数字图录制系统，遥感图片输入设备，制图工作站等。测绘作业基本实现了由手工方式向自动化方式转变，测量项目、海图品种在增多，海洋测量已具备向中远海区发展的能力。建立了较完整的规章制度，海洋测绘作业与管理已走向科学化和规范化的轨道。

新一代海洋测绘船

六、结束语

本文对建国以来60年海洋测绘机构、装备、技术、教育、保障的发展历程进行了综述，根据重大事件发生的时间节点将60年的发展历程粗略地划分为四个历史阶段，这种划分未必科学，仅可看作是一家之言供参考。

如今的海洋基础测绘作业，已经基本实现全球化定位、自动化采集、数字化处理、一体化成图，测绘装备与世界同步，测绘规范与国际接轨，基础测绘成果出版物达到世界先进水平。

在测绘技术、测绘装备不断发展的同时，海洋基础测绘的主要内容也在不断地丰富和完善，现阶段，海洋基础测绘的内容主要包括：控制测量，海岸地形测量，水深测量，海底地貌测量，海底表层底质探测，潮汐观测，海洋重力测量，海洋磁力测量，各类海图和图集编绘，航海资料编写，航海通告编发，航海图书发行与供应等。

纵观海洋测绘发展的60年，作业模式实现了由手工操作到自动化操作的飞跃。水深测量由主要靠手工使用水铊实施，发展到使用回声测深仪进行机械化作业，又发展到使用自动化水深测量系统实现了水深测量自动化作业。海岸地形测量也实现了航空摄影测量和电子平板及GPS RTK相结合的测量模式。

测量方式实现了由点线测量到面测量的飞跃。水深测量由逐点测定发展到线连续测定，随着多波束测深系统的出现，又发展到面连续测定，大幅度提高了工作效率和水深测量密度。同时，数据采集实现了由模拟型到数字型的飞跃。信息获取趋向实时化、规范化，信息采集平台趋向多元化，信息管理与使用趋向正规化，数字型信息产品趋向多样化。

测量要素实现了由单一水深到多种要素的飞跃。测量平台由单一船载向机载、星载相结合转化。几何海洋测量的平台由船载发展到机载和星载，机载激光水深测量、航空摄影测量和卫星遥感在海洋测量中的应用发展迅速。定位手段由常规的无线电定位发展到高精度动态实时卫星定位。

海图生产完成了由手工绘制向计算机辅助制图和计算机自动制图的转变。目前，扫描数字化、模式识别和栅/矢变换、数据库、制图自动综合等一系列先进技术，进一步推动了海图生产的自动化流程。

海图载体改变了单一的纸质状态，海图使用向电子化方向发展，基于海洋地理信息系统的各种海图应用系统广泛应用。海图种类迅速增加，如今，各种比例尺的海底地形图、海底地貌图、海底地质构造图、海洋重力异常图、海洋磁力异常图等均已出现，可满足各种使用目的需要。

可以预见，随着计算机技术和网络技术的发展，海洋测绘的服务保障方式必将发生极大的变化。随着卫星定位技术的发展，海洋测量调查一直沿用的技术指标必将加以改变。随着数据库和地理信息系统的完善，海图制图生产和服务也必将发生根本性的变化。回顾60年的历史，海洋测绘取得了辉煌的成就，展望未来，海洋测绘在保障服务方面将取得更大突破。

海洋测绘的无人化时代

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