水下地形测量技术分析

摘要：由于城市防洪、河道整治、港口建设、海底探矿等工作的开展均要依据具体的水下地形测量数据进行，所以，提升水下地形测量的准确性和可操作性至关重要。在此背景下，在具体分析现阶段应用较为广泛的多种水下地形测量技术的基础上，结合具体项目，对其实际应用过程进行了论述，以期为水下地形测量技术的应用提供参考。

关键词：水下地形测量技术；GPS；光学定位；测深杆

水下地形测量即在对水下地质地貌进行测量的基础上，用图形和数据进行水下地形还原和描述的过程。在过去较长的一段时间内，我国水下地形测量只能通过测深锤和测深杆实现，难以保证测量的精准性，无法结合测量数据绘制地形图、断面图，严重抑制了水下工程的开展，所以，在相关技术发展的过程中，对水下地形测量技术进行优化具有重要的现实意义。

1水下地形测量特点分析

水下地形测量的结果既可以用水下地形图、断面图等图形形式展现，又可以利用存储器数字存储或表格的形式直接展示。但需要注意的是，水下地形图与常规的海图并不完全一致，在水下地形图中需要利用水下等高线、高程等对水下地形的变化进行描述，而非等深线。在水下地形测量进行的过程中，需要直接在水上完成，所以，测量的难度比陆地地形测量大得多。在水下地形测量中，选用的测量方法要结合水体的流速、深度、水域的宽度等实际情况确定。通常情况下，如果对水域宽度和流速相对较小的河流湖塘进行水下地形测量，应选用经纬仪、标尺、标杆等测量工具，利用极坐标法、断面法等对所获取的数据进行处理，完成定位过程；情况相反时，则需要利用断面角度交会法等进行相关参数的计算。在实际选择测量方法的过程中，也要考虑测量标准，比如测量任务对精度要求非常高，可选择微波测距交会定位系统或电磁波测距极坐标定位系统等；而在测量任务对精度要求较低的情况下，可直接通过无线电双曲线测定法等进行测量。

2常见的水下地形测量技术

为了提升水下地形测量技术使用的灵活性和合理性，笔者针对现阶段较常见的几种水下地形测量技术展开了研究。

2.1无线电定位测量技术

通常情况下，该技术需要利用雷达台站、通讯卫星、接收仪等设备对空间三维位置进行分析和信号处理，获取水下地形的相关数据。在具体应用中，可以结合实际需要选用有源或无源定位方式，不同的定位方式使用的定位方法也存在差异。比如，前者可通过直接定位法、三角定位法、时差定位法实现，而后者通常只能通过辐射源辐射性能获取相关数据。将此技术应用于水下地形测量中，如果用于测距定位，则会受到作用距离和接收船数量的影响，只能保证近程定位的准确性；如果应用于测距差定位，则不仅可以降低对接收船数量的依赖程度，且可增大测程，但测量的精准性会严重下降。因此，在使用过程中要结合测量任务标准进行具体方法的选择。

2.2光学定位测量技术

受技术测量理论的影响，目前，该技术只能在视线可达到的地域进行测距。在具体测量的过程中，经纬仪、测距仪等均可以灵活选用。在获取测量数据后，通常情况下要结合前、后方交会法实现对地形的判断。但在实际应用中，后方交会工作要在陆地上布置大量的测量标志，且作用距离会直接影响测量效果，测量数据难以实现直接读取，所以，即使该技术的可操作性较强、测量仪器造价较低，但应用范围仍相对较小。

2.3GPS定位测量技术

该技术分为控制、空间、用户三个部分，前者包括接收监控站数据并对数据进行处理，确定卫星轨道参数的主控站、纠正卫星轨道错误信息，向卫星轨道提供有效指令的注入站、主控站提供数据。由此可见，该技术在应用过程中不仅可以获取水下地形测量的相关数据，而且可以对数据的准确性进行判断，所以，其测量的准确性和可靠性较为理想。

2.4深度定位测量技术

该技术利用水声换能器先垂直向水下发送声波，然后对水底反射的声波进行接收和整理，进而判断水下地形。相比探测锤、探测杆等深度测量工具，该技术在操作可行性和数据获取效率方面具有明显优势。但需要注意的是，此项技术的应用受水下环境的影响较大，所以，在条件允许的情况下，要尽可能与其他水下地形测量技术结合应用。

3水下地形测量技术的应用

为了对水下地形测量技术有更加深入的了解，笔者以GPS定位测量技术为例，对水下地形测量技术的应用进行了分析。水下地形测量技术的应用需要将GPS与测深仪结合。GPS能实现精确定位，测深仪更加适合于水下作业，二者之间的有机结合能有效满足水下地形测量的需要。在应用过程中，首先要完成测量准备工作，比如准备相应的地图、测量工具，包括GPS仪器、水下测深仪等，并聘请熟悉测量水域的相关人员等；要在测量天线上安装GPS，调试测深仪，通过基准站和流动站的建设形成差分记录模式。在水下地形纵面和横断面图的测量过程中，测量船要保证在测量中心线移动，且移动的速度要一直低于10km/h；在记录测量数据时，要保证纵断面数据每隔20m保存一次，横断面测量数据每2m保存一次；记录航道标志，具体的坐标、水深等可以通过与GPS连接的计算机直接获取；完成内业整理工作，即水深的编辑、水位的调整等，在此过程中，主要工作通常由软件直接完成，从而保证数据计算结果的准确性和整理效率。除此之外，要进行测量结果的验证，如果测量结果与已有的大比例尺测量图的相关数据误差在10m以上，则说明测量结果不可信，需要利用其他方法复测。

4结束语

通过上述分析可以发现，现阶段我国水下地形测量技术已经呈现出多样化发展的特点，且测量的精度、可操作性等方面都得到了优化。在具体测量项目中，可以结合项目的实际需要灵活选择，这是我国测绘水平提升的具体体现，为我国水下工程的开展提供了强大的技术支持。

参考文献

［1］何广源，吴迪军，李剑坤.GPS无验潮多波束水下地形测量技术的分析与应用［J］.地理空间信息，2013（02）.

［2］杨玉光.关于水下地形测量中GPS—RTK技术的应用探讨［J］.江西测绘，2013（03）.

［3］李峰.浅析水下地形测量技术［J］.中国新技术新产品，2015（24）.

作者：李娜 单位：辽宁水利职业学院

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