海洋测绘工具 -海洋测绘主要包括哪些手段

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* N: u% w, x+ W g+ p8 ]' k2 f, i

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- [5 ]7 Y& L" b

本次外业大约历时2个多月,中间遇到了多波束噪声、电火花电源箱冒烟、侧扫声纳绞车承重头内部线路中断,连接拖鱼的硫化头烧坏问题。

; ]* w" b1 |( ]1 J

1、多波束噪声的问题

y/ p8 c; n B+ ]$ X% T% G0 o( l

在外业采集过程中,EM2040D多波束水体图呈现了明显三段,意思就是,多波束的相位检测出现了问题。我们怀疑这是多波束老化造成的,就像Reson7125在使用后期只有振幅检测有效。

$ q0 |/ l, Q) J7 o) M$ k% R; i% y6 H

EM2040D有三个频率,分别是200kHz、300kHz和400kHz。自检程序检测它们的噪声水平如下:

& J5 V+ {) J' t- v: \7 \5 ?

Noise Test.

* }5 _- }" L+ m

Signal Amplitude in dB

0 a+ s; Q. C% Z% q, _" O: z

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

/ }2 C7 n; n/ ~

0              83.2*        44.7         52.7

' b2 C, E% O4 m0 |" A2 y3 c2 W. ~

1              82.4*        44.3         51.7

# w. [. c+ x1 R; j1 C6 i- k

2              82.6*        43.9         50.7

. b- \8 u U& t2 j, ~% g

3              82.4*        44.1         50.7

1 B0 p5 `, k' u4 `4 O

4              81.8*        43.9         49.5

- }9 Z" j7 x' @+ h' l

5              82.3*        44.1         51.1

& C/ l& m$ j. w/ t _1 s% e

6              82.7*        44.1         52.3

* P0 m3 n: _' N* s5 D1 K

7              82.6*        44.3         52.3

q$ F, q) Z" Z7 X" z" s% X8 V

8              82.6*        44.4         52.3

# |8 j4 v3 v: O! q: A

9              83.6*        44.1         52.1

) T* C# E% z" g" k6 k9 |, O

10              83.5*        44.4         52.2

$ R2 x7 k$ \4 i6 e4 J& ]4 y- q P

11              83.9*        44.4         52.5

7 b* |, s8 Q& ?

12              83.8*        44.3         51.1

- m* C& ^3 D6 d

13              83.8*        44.6         52.1

0 T5 d q5 f2 x5 d) b

14              84.3*        44.4         52.9

7 A' F! Z. _0 x/ g

15              83.9*        44.3         51.8

C& Z5 P+ ?; O$ R9 D7 X+ v

16              84.5*        44.3         52.4

8 {# h( H2 `# ]/ T3 \) Z& R0 |

17              84.1*        44.2         51.6

9 G- X4 @2 }0 P

18              83.1*        44.1         50.2

5 c2 H6 g/ P( M7 W/ L

19              82.5*        44.5         49.4

9 F2 \" P& H+ k9 Y8 z

20              81.2*        44.3         49.0

! X* f* ]- I, K

21              80.9*        43.9         47.5

/ E- r8 J: @( @( M. D! }

22              80.8*        44.1         47.8

- P, c6 {: L! A2 O z! j6 G( f

23              80.1*        44.3         48.4

: B7 {% C8 o) ?/ z4 X

24              79.4         44.3         48.5

# @ G; v& S8 S1 z0 I7 X* E

25              80.7*        44.0         47.4

) d y# p5 Y! W3 v" g/ w' D

26              80.3*        43.8         48.6

/ J5 n6 B: s$ S; x

27              78.8         44.2         47.7

) j7 H: C- B2 h$ h9 d$ U

28              77.0         43.9         46.4

9 K0 o8 c6 K) q( T ]& z

29              75.5         44.2         46.4

$ H5 M1 h7 L5 `1 X

30              77.8         43.9         46.5

5 r$ s* I2 g' o% `: B7 g

31              79.6         44.1         46.4

: m; f8 ]% v4 m

32              81.9*        44.2         49.4

5 N M' v; N) C& O

33              80.5*        44.2         48.5

. I0 f/ s, L: Z) X" R

34              80.0         44.0         49.3

6 S: G' T4 r6 d- {2 d" v+ {

35              73.1         47.3         42.0

# K4 Z& V) _! s/ H/ l3 I6 R% [

36              81.7*        43.9         49.0

9 X' L& m& I5 p. I7 O# w5 J

37              82.0*        44.0         50.1

" R1 j$ O, Y+ t

38              81.1*        44.1         50.0

5 m+ N$ W6 d" W' X$ G

39              80.5*        43.8         49.2

) Q* }+ B7 I. y( N

40              80.6*        44.1         48.6

4 a% @6 R$ t5 P

41              81.2*        44.2         49.6

7 ] l% H* G% n

42              81.9*        44.2         49.2

) H( B! W2 c k0 |" {0 f

43              81.3*        44.3         48.9

6 \ G+ p0 f6 g3 c5 b

44              80.7*        44.1         49.6

% M8 Y- g% [( I% ~0 S

45              82.9*        44.2         49.9

2 L2 X% h& Y6 c% X( y) I* C

46              83.4*        44.1         49.4

: Q& [. k% C N$ |2 t

47              82.5*        44.3         50.3

- p. u, c9 q$ g! G% p$ P2 j5 T& p

48              83.6*        44.2         51.0

/ t* y7 e" C5 v

49              85.1*        44.4         50.6

: \/ M5 `& e# ~( s

50              84.2*        44.3         50.2

$ v0 o$ w# i3 l! R

51              82.7*        44.4         49.7

" m/ h1 H6 D4 d2 q; g

52              80.7*        44.1         49.7

, Y1 b7 }9 Y; h; r# \

53              81.8*        44.1         50.6

6 r" V/ ~0 |. H0 `8 m% c7 x2 V

54              82.1*        43.9         49.1

5 L' o+ U( @- }4 ?) K' _/ v

55              80.6*        44.3         48.9

* O9 q9 R% h7 s' \$ @

56              80.8*        43.9         48.1

* f0 u* I8 O/ a, }3 K6 L. R

57              81.9*        44.3         49.3

& `+ t# t1 K# c- o

58              81.6*        44.1         47.5

' y5 n9 o) R7 F7 {& ]7 b

59              80.7*        44.3         48.8

( Z, p9 E* h2 f) e7 K i! F6 y* u

60              81.3*        43.8         48.8

) e8 P9 x% n# W

61              81.7*        44.6         49.7

8 |, |; k9 S0 ]2 M, x( y! W, u

62              82.5*        44.1         49.4

8 a9 } f0 g( I+ X% I4 ~

63              82.5*        44.5         50.2

* u# E0 m7 w/ m! I/ \0 u" L: W

64              82.6*        44.3         49.9

9 R4 T' l, _4 q2 B; Z& F+ l, k

65              82.9*        44.1         50.2

" {; u( h9 D6 K3 ?: Z

66              83.3*        44.2         49.7

( t" d7 ~( \" z: W9 m

67              82.4*        44.1         49.2

: Y6 p+ W% H ^

68              81.1*        43.9         48.7

0 O9 ]0 s5 N8 r! j! [7 l8 }

69              80.7*        43.8         48.6

2 ]0 N3 k3 y5 u# y% Y0 A

70              81.6*        44.1         48.4

8 B$ l0 A0 ^9 Z- {# B, I1 u/ a

71              81.6*        43.8         48.4

& o6 D2 S3 f+ i

72              79.5         43.5         47.8

: X( C3 y7 s8 O! d1 |+ K3 Q9 V

73              80.0         43.3         47.5

4 a" }1 `. N3 d c* v7 o; G+ |

74              80.3*        43.9         47.6

) p4 {! E! f4 M" B( Z3 a

75              80.3*        43.9         47.2

" {7 B. T# z* ^( z* z" d; _5 l

76              81.3*        43.8         46.6

; l3 |0 k% `. Q3 f3 h6 p) E

77              82.2*        43.8         46.9

4 I2 h$ q+ \3 F P; A7 E6 J

78              82.0*        43.8         47.4

& A( m& c; q" V A; F9 c5 C7 X' Y

79              81.4*        43.6         47.3

: R7 W# {) S2 l

80              80.5*        44.1         47.6

& {8 N T& R6 v1 D( }

81              80.3*        43.5         46.6

4 \1 v0 ?. e# r5 Z+ [8 w, E

82              79.7         44.0         45.8

$ \ G; H* r7 T2 b8 C; ~6 L# W! }

83              79.9         44.2         45.9

% r3 O6 e# q3 B* a) L! n' X; c" ~( C2 {

84              79.0         44.0         45.9

9 y3 A* o4 t# }9 |

85              78.7         43.9         45.8

S: \$ B( h* G b: k0 S

86              77.3         43.8         45.2

5 i1 E3 \9 Y3 K3 r

87              76.4         43.7         45.9

- p# C7 J, K/ A. f5 L) o0 k. P

88              76.0         43.8         45.1

; b) A' m# D: b9 `5 i

89              75.1         43.6         45.2

( ?& P5 w9 J4 c" o

90              75.1         43.7         44.1

; g! r$ w" l' k* ]2 j

91              75.7         44.1         44.1

9 d7 T5 p S5 B7 Y/ x

92              76.1         43.8         43.9

) a" Q6 J1 K. L8 P

93              76.7         43.8         44.3

1 F; J# z0 p4 I& V) [) t" u

94              77.6         43.8         44.9

6 Q# i- W9 V( S# N$ e: w* A8 I2 f

95              77.7         44.0         44.4

- u+ Z3 w v; [! e( N

96              76.9         43.7         46.0

, j3 E. Z4 N- A ?

97              76.9         43.8         44.9

% M7 R0 b' Z7 [6 F7 k" i

98              78.0         44.1         45.5

" u* |5 y5 m' k) K$ Q

99              78.1         44.4         45.5

# J; u8 a2 `4 Z3 G1 F

100              77.7         44.2         45.3

) v& s m% Z, {

101              78.4         44.3         46.4

2 d5 F2 W4 ?( s

102              78.8         44.2         46.7

9 l3 C( j ^/ I

103              79.3         44.2         49.0

% k( _* g8 Y6 n/ i# O2 X

104              80.2*        44.5         49.5

! ^1 |9 `( l/ x4 E3 [( y6 X

105              80.9*        44.1         50.9

/ E' R( F8 {0 B9 n2 U

106              81.6*        44.5         51.5

! O' \ A/ b. X8 X! n; G

107              82.3*        44.5         52.2

2 x7 n6 ~1 i8 a& P: J0 z; G" _

108              82.9*        44.1         51.0

1 u I( V% L5 C; `0 z! a

109              82.9*        44.5         50.9

7 R9 W6 n% k7 D: b

110              82.3*        44.5         50.3

$ W2 N4 N4 Z4 Y( b( g* r9 T

111              82.3*        44.6         50.5

' s3 R+ l$ P; C; F5 Y

112              82.2*        44.6         51.1

; X& q( }" {! C8 Q* P- X

113              83.4*        44.6         52.3

* Z' w2 G, _% G

114              83.8*        44.2         52.2

$ F: N# v2 d2 y! k* R7 y) N

115              84.3*        44.6 53.3

7 [2 x# I' e8 N7 Q& U3 j. f' A' r0 H" O

116              82.6*        44.2         52.0

/ a$ \0 W6 Q; a

117              82.2*        44.2         51.3

6 m! Y( J7 F' A

118              82.3*        44.1         50.2

$ K- B7 T& H5 b- s" f

119              83.1*        44.2         48.9

+ |) W! B" ]- c( ?8 I8 e

120              82.0*        44.5         48.8

. m0 {7 N: U0 }3 M# `' g. p

121              81.1*        44.5         47.8

& S% R i* R }8 g

122              79.7         44.3         46.7

2 w5 w& c2 ?2 Y; ^, }2 \

123              79.1         44.0         46.4

6 a1 N: d" z& _, X% x2 J

124              78.6         44.1         46.6

! {7 |: s* P( y0 T2 \

125              78.0         43.9         46.0

- {* k* ~5 j, T) d

126              76.6         44.3         45.3

* H9 w" q) J6 C: c- Y9 s/ m

127              75.4         44.2         44.8

P0 `" p- U0 Q

Summary:

( @; q+ b4 _9 n. j6 s

Number of Noise errors found 90

* c; i. {/ ~2 r7 o/ Z$ n/ H# z

200kHz       300kHz       380kHz

9 I4 `. n- I$ F# E- X2 y* @

Average         81.4         44.2         49.3

! X' D: X" `, b# T

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          115$ D$ q# ?. ~ ~1 _' O, ^       从噪声水平来看,200kHz噪声很大,远远高于300kHz和400kHz,这说明换能器可能附着了很多海洋生物,后来船舶上坞以后,事实也是如此,换能器地面长满了海虹,现场照片可翻看《船底固定安装的声学设备需要涂防污漆吗》。2 `0 n' |/ ~7 D+ r

200kHz在如此噪声水平下,波束根本无法形成,而由于水深大于70m,400kHz也不行,只能300kHz可以用,为了保证回波和覆盖的稳定,波形选择Long CW。采集的原始数据噪声较多,人工删除噪点的工作量大,我们安排了3个人来干这个事情。

( R. H- m, \- P9 J; M4 l

换能器底面海生物清理以后,3个频率的噪声水平都比较低,回波稳定,原始数据基本没有噪声。虽然相位检测仍然存在问题,但是大大减轻了,相差1-2cm。因此,对于船底固定安装的多波束而言,换能器必须刷上一度防污漆。

6 s6 r! D3 Z+ d' {8 R# @1 K& U

2、电火花电源箱冒烟了

0 s- n4 M9 Y6 Z! o& x: V+ m

外业队员发现GeoSpark电火花的电源箱冒烟了,赶紧关高压,断电。避风期间,我们将电源箱送到万能修陈先生那里,经检测,其中一个件烧糊了,见下图。

' C8 C# j" ]( s

换了几个件以后,开机以后电源箱小屏幕显示HV Charger Error,见下图。测试之后,机器仍不能正常工作,接着再换了几个小件以后,才恢复如初。

) E; R6 r/ u) Y: E9 ?; a

实际上,电源箱开机以后,正常显示的状态首先是Slow Start Active,然后是StandBy,开高压后,显示的是HV On。

7 x/ _- |0 n* O e7 N

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

$ R9 E, G; K: `* H

由于之前使用的国内铠装缆在我们的调查船上只能连接Klein3000,不能连接Klein4000,我们从国外直接进口了Klein专用的铠装缆。它的承重头结构见下图。

5 r# [6 z- l' m" X

承重头里的结构比较复杂,钢缆通过锥形件卡住,越拉越紧,见下图,连接缆是泡在防水胶里。当连接缆断了以后,我们拆开这些件以后,无法复原了,只保留了钢缆连接方式,抛弃了它的防水方法,直接使用防水胶带缠上。

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它的钢缆连接方式也非常不好维护,拆开的时候,我们需要一根根钢缆弄出来,才能敲出锥形头,安装的时候,需要将一根钢缆拨出来,拉直摆好塞进去。青岛晨明公司给我们定做的承重头就是钢缆夹具,用螺丝上紧即可。

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我们硫化承重头与拖鱼连接的部分,硫化了3次,效果不是很理想,可能是硫化的水平不行。其中一次,硫化头似乎烧掉了,我们怀疑里面进水导致短路,结果是连接拖鱼的母头短路。

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4、小结

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前段时间,同事小孟说他的同学遇到海洋测绘的问题就搜索本公众号,基本都能解决。这其实是本公众号的初心。欢迎海洋测绘同行多使用。除此之外,博主从中也感受到一点点成就感,哪怕是干自己喜欢的事情,也是需要鼓励的啊。

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     “xiaok海洋测绘网”是一个博客性质的网站,博主住在美丽的海滨城市--青岛,常年在沿海和大洋从事着艰苦的海洋调查工作。网站的内容是博主和同事们学习和工作的总结,主要包括三个方面:

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1、海洋调查设备的安装、测量和使用;

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2、海洋调查数据的后处理和图件编制;

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3、自编软件的开发和使用 。

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       坚持更新,积跬步,必有所成。网站的精华内容会在同名公众号更新。如果感兴趣,就扫描下面的二维码关注一下吧。公众号非常欢迎同行投稿。

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1、《海洋测绘十年》集十几年一线海洋测绘工作经验,还剩余几十本,购买时间截至到2023年年底;2024年及以后只送不卖,不再赠送本书的电子版和每年的年度文集。

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2、 2021年年终总结及文章索引

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3、 2022年年终总结及文章索引

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4、一些海洋数据的分享及地磁tiff的提取

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5、坐标转换软件OpenCoord介绍及下载

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城市一隅
活跃在4 天前
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