水下地形测量

水下地形测量(underwater topographical survey)测量水下地貌以及地物的工作。水下地形测量的成果通常为水下地形图。水下地形测量由于是在水上动态定位和测深，比陆上测量困难复杂 。

通过水深测量方法获取水体覆盖下的水底地形图， 为航运交通、港口码头建设、海洋渔业捕捞、水产养殖、水利设施建设、路桥建设、海洋资源开发、海底管道电 水利设施建设、路桥建设、海洋资源开发、海底管道电缆铺设、国防军事、海洋划界等提供基础数据和图件 。

1.控制测量；

2.水深测量；

3.测深点的平面定位；

4.内业绘图 。

（1）建设现代化的深水港，开发国家深水岸段和沿海、河口及内河航段，已建港口回淤研究与防治等都需要高精度的水下地形图；

（2）在桥梁、港口码头以及沿江河的铁路、公路等工程的建设中也需要进行一定范围的水下地形测量；

（3）海洋渔业资源的开发和海上养殖业等都需要了解相关区域的水下地形；

（4）海洋石油工业及海底输油管道、海底电缆工程和海底隧道，以及海底矿藏资源的勘探和开发等，更是离不开水下地形图；

（5）江河湖泊及水库区域的防洪、灌溉、发电和污染治理等离不开水下地形图这一基础资料；

（6）在军事上，水下潜艇的活动、近海反水雷作战兵力的使用、战时登陆与抗登陆地段的选择等，其相关区域的水下地形图是指挥作战人员关心的资料；

（7）从科学研究的角度上看，为了确定地幔表层及其物质结构、研究板块运动、探讨海底火山爆发与地震等，也需要水下特殊区域的地形图；

（8）为了进行国与国之间的海域划界工作，高精度的海底地形图是必备的 。

水下地形测量定位

水下地形测量点的定位方法一般有断面法，角度交会法，断面角度交会法，极坐标法，六分仪法，距离交会法（微波测距)，GPS全球定位系统定位，双曲线无线电定位法和卫星多普勒定位法等 。

水下地形测量断面法

沿断面测量水深。在水流湍急的河段，测船难以循断面行驶或锚定船位时，间或以钢缆固定厨面，沿钢缆遂点定位侧出水深。

水下地形测量角度交会法

以2~3台经纬仪或平板仪在岸上已知点设站，同步测定方向、交会船在测深时的点位。常用于流速较大的河段。

水下地形测量断面角度交会法

断面祛和角度交会法的结合。测船沿确定的断面航行，同时用1~2台经纬仪或平板仪测定方向，与断面线相交，确定船上的测深点位。

水下地形测量极坐标法

以电磁波测距仪或经纬仪在岸上已知点设站并选定零方向，测最测深点的距离和水平角，确定点位。

水下地形测量六分仪法

在船上靠近测深点处以2台六分仪同步观测岸上已知点，确定点位，适用于能目视观测岸，上目标的较开阔水域 。

水下地形测量距离交会法

测定船上测深点与岸上2个已知点之间的距离，以交会确定点位。微波定位测深仪就是根据这一原理应用现代电子技术的产物，它可以实时采集测距、测深数据，实时或事后绘制平面图和断面图。水利和航道、港口部门在20世纪80~90年代曾推广使用。

水下地形测量双曲线无线电定位法

从船上主台测定与岸上副台的相位差，根据以岸台位置为焦点的两簇双曲线确定船上测深点位，适用于局部海域或全球性的航海导航定位，在历史上曾发挥重要作用。

水下地形测量卫星多普勒定位法

测量卫星通过上空时所发无线电信号的多普勒频移求定船位的方法。运用此法可以进行全球性的全天候导航和定位，在20世纪60~80年代曾是军事、民事航海和海洋测量的主要导航定位手段，现已被GPS全球定位系统所取代。

水下地形测量GPS全球定位系统定位法

采用GPS差分实时定位技术，包括局城GPS差分定位(LADGPS或DGPS)技术和广域GPS差分定位(WADGPS)技术，用以确定船上测深点位。DGPS实时定位由基准站、数据通信链和用户站(如船)组成。当基准站和用户站的GPS接收机同步观测若干相同卫星，将基准站GPS接收机观测所得的三维位置与已知值进行比较，便可获得定位误差信息，称为差分改正信息。如通过数据通信链及时将此差分改正数传递给用户站，对其观测值进行改正。根据差分改正数计算模式的不同，DGPS定位有不同的工作模式，主要有：位置差分，伪距差分，相位平滑伪距差分和相位差分等。其中伪距差分应用最为普遍 。

水下地形图在投影、坐标系统、基准面、图幅分幅及编号、内容表示、综合原则以及比例尺确定等方面都与陆地地形图相一致，但在测量方法上相差较大。

水下地形测量时，每个测点的平面位置与高程一般是用不同的仪器和方法测定。

水下地形测量时，水下地形的起伏看不见，不像陆地上地形测量可以选择地形特征点进行测绘，而只能用测深线法或散点法均匀地布设一些测点。水下地形测量的内容不如陆上的那样多，一般只要求用等高线或等深线表示水下地形的变化 。

水深测量的传统工具是测深杆和测深锤。现代普遍使用回声测深仪，精度和效率均大为提高，最大测深可达10000m，并已从单频、单波束发展到多频、多波束，从点状、线状测深发展到带状测深，从单纯测深发展到图像显示和实时绘图。例如海底地貌探测仪(又称侧扫声纳)，可探测礁石、沉船等船底航行障碍物的概略位置、范围、形状、性质和海底表面形态，并以图像显示。多被束测深系统能同时发射数十个相邻的窄波束，配合微处理机精确测出，并以图像显示一定宽度的航行线水下障碍物位置，深度、范围、形状以及海底的地貌，由机助绘图仪绘出等深线图。此外，还在探索利用双频激光、卫星像片或航空像片测量解译水深，为水深测量技术的发展开辟新的途径 。

《机载激光雷达水下地形测量技术规范》（GB/T 39624-2020）面向水下地形测量需求，在分析现有技术的基础上，结合世界机载激光雷达水下地形测量技术的发展水平和特点，对采用机载激光雷达进行水下地形测量作业提出规范化的技术要求。 2100433B

《机载激光雷达水下地形测量技术规范》（GB/T 39624-2020）规定了机载激光雷达水下地形测量的基本要求、准备工作、数据获取、数据处理、成果质量检查和成果整理与上交。《机载激光雷达水下地形测量技术规范》（GB/T 39624-2020）适用于采用机载激光雷达测量技术进行深度不超过50m水域的水下地形测量作业。

机载激光雷达水下地形测量技术规范制定背景

机载激光雷达水下地形测量技术是利用机载的蓝绿激光发射和接收设备，通过发射大功率窄脉冲激光，探测海洋水下目标的一种先进技术。主要从传统的人工单点数据获取变为连续自动数据获取，提高了观测的精度和速度，使数据的获取和处理朝智能化和自动化方向发展。

机载激光雷达测量是一种快速获取空间高精度三维地理信息的新技术，集成激光雷达技术、高精度惯性导航测量技术和高精度动态GNSS差分测量技术为一体，较传统摄影测量技术具有更快速、更精确获取水下地貌和地物三维信息的优势。随着机载激光雷达测量技术得到了快速发展，并开始在海岸带、岛礁附近水域和内陆水域等水下地形测绘领域得到应用。为了规范机载激光雷达测量，制定了国家标准《机载激光雷达水下地形测量技术规范》（GB/T 39624-2020）。

机载激光雷达水下地形测量技术规范编制进程

2018年10月15日，国家标准计划《机载激光雷达水下地形测量技术规范》（20181639-T-466）下达，项目周期24个月，由中华人民共和国自然资源部提出，TC230（全国地理信息标准化技术委员会）归口上报及执行，主管部门为中华人民共和国自然资源部（测绘地理）。

2020年12月14日，国家标准《机载激光雷达水下地形测量技术规范》（GB/T 39624-2020）由中华人民共和国国家市场监督管理总局、中华人民共和国国家标准化管理委员会发布。

2020年12月14日，国家标准《机载激光雷达水下地形测量技术规范》（GB/T 39624-2020）实施。

机载激光雷达水下地形测量技术规范制定依据

国家标准《机载激光雷达水下地形测量技术规范》（GB/T 39624-2020）依据中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写规则》（GB/T 1.1-2009）规则起草。

机载激光雷达水下地形测量技术规范起草工作

主要起草单位：北京四维空间数码科技有限公司、中国科学院电子学研究所、深圳大学、浙江省水利河口研究院、中国科学院上海光学精密机械研究所、长江水利委员会长江科学院。

主要起草人：徐保龙、邵永社、李清泉、魏荣灏、贺岩、郑学东、汪驰升、任少华、邹双朝、高宏志、严冰、宋丽、郭锴、王婧、王朝霞、雷鑫。