科普问答——海测

1、什么是海道测量?

海道测量是指以保证航行安全维护海洋清洁为目的而对海洋水体和水下地形进行测量和调查的工作。有些国家还把它和江河湖泊的测量统称为水道测量或航道测量。测量获得的水区的各种资料,可用于编制航海图等。 海洋上的测量工作是由海道测量开始的,现在已逐步发展到海洋大地测量、海底地形测量和许多海洋专题测量。

在我国,将海道测量和海图制图统称为“海事测绘”。

 

2、海道测量的内容有哪些?常用的设备有哪些?

海道测量涉及的学科种类繁多,与航海相关的海道测量内容主要有测量定位、水深测量、扫海测量、潮汐测量和底质采样等。

海道测量常用的设备有:

(1)测量定位设备:卫星定位系统(GPS/北斗/GLONASS)、经纬仪、全站仪等;

(2)水深测量设备:单波束测深仪、双频测深仪、多波束测深系统等;

(3)扫海测量:侧扫声纳系统、定深扫海系统(软式/硬式)等;

(4)潮汐测量:水尺、压力式验潮仪、浮子式验潮仪、漂浮式潮流计、多普勒潮流计等;

(5)底质采样:底质采样仪等。

 

3、如何进行水深测量?

传统的水深测量用测深杆或水砣进行直接进行测量。现代水深测量主要是利用回声进行深度的测定,其原理是:测深设备发射并接收声波,由声波发射和接收的时间差乘以声波在水中传输的速度除以2得到测深仪的换能器到水底的距离,声波在水中的传输速度是1500米/秒,在不同的温度、盐度、和深度会有变化,因此,在测量时需要在测量区域进行声速测定。在水质较清澈的水域,还可以采用机载激光进行测深。

海图上的水深是指水下某点至深度基准面的垂直距离。因此,在进行外业测量后,还要经过声速改正、定位及斜距纠正、吃水改正等一系列的计算,才能够归算至该点的水深值。

 

4、如何进行水下障碍物探测?

水下障碍物是指影响船舶安全航行的各种物体,一般指沉船或人为的沉物。水下的礁石、浅滩等自然形成的浅水点或区域,称作浅点或浅水区。

水下障碍物探测的最常用的设备是侧扫声纳,它是一种条带式全覆盖测量手段,一般以逐条测线压盖,逐步接近障碍物概位的方式进行搜寻测量,发现疑似障碍物后,再使用多波束测深系统等进行精确测量,必要时由潜水员进行水下探摸,或由水下机器人下潜探摸。

 

5、什么是水下机器人,它由几部分组成?

水下机器人的学名叫做无人遥控潜水器。是一种工作于水下的极限作业机器人,能潜入水中代替人完成某些操作,又称潜水器。水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。 无人遥控潜水器主要有,有缆遥控潜水器(ROV)和无缆遥控潜水器(UUV)两种,其中有缆避控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。

典型的遥控潜水器是由水面设备(包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等)和水下设备(包括中继器和潜水器本体)组成。潜水器本体(见图)在水下靠推进器运动,本体上装有观测设备(摄像机、照相机、照明灯等)和作业设备(机械手、切割器、清洗器等)。

 

6、什么是海图?什么是航海图?

海图是地图的一种,是以表示海洋区域制图现象的一种地图。海图通常分为普通海图、专用海图两大类:

(1)普通海图,包括海区地势图、海洋地形图等,是近年发展较快的一类海图。

(2)专用海图,包括军事辖区图、潜艇用图、快艇用图等。

航海图属于专用海图,但由于它历来是海图的主要品种,且使用比较广泛,世界各国习惯上均将其列为单独一类。狭义的海图仅是指航海图。

 

7、什么是电子海图?

电子海图的含义比较复杂。以电子设备显示和应用海图的系统统称为电子海图。

正式的电子海图是指“电子海图显示与信息系统(ECDIS)”,它是由电子海图显示与应用系统、电子航海图(ENC)组成的.ECDIS的 硬件、软件性能要符合有关国际标准,电子航海图要经过国家机构认证,ECDIS是纸海图的等效物。

还有一种简化的电子海图系统(ECS)也叫做电子海图,它具备ECDIS的基本功能,但未经过相应的认证,仅作为航行的辅助系统。

没有经过国家机构认证或不用于航行的其他数字式的海图只能称作数字海图。

 

8、如何进行海图和电子海图改正?

由于船舶的通航环境在不断地变化,航道拓宽、航标移位、障碍物出现、管理区域变更、水上水下施工等信息需要在海图上表现出来,为使船舶能够掌握这些变化,海图出版发行机构(如中国海事局、海司航保部等)定期发布海图改正通告和电子海图改正数据(ER)。船舶收到改正通告后,就必须依照通告内容对相应的纸海图进行图上标注,或者使用ECDIS读取ER数据,由ECDIS自动对系统内的电子海图进行改正。

 

9、我国和世界最早的涉海地图有哪些?

海图指引着东西方的航海家探索未知新世界,同时也经由一次次的航海实践逐步迈入科学理性的道路。这些影响世界的珍贵地图(包括陆图和海图),有些保留至今,现代人有幸一睹风采,有些只存在于文字记录中,可以说大部分已消逝在浩瀚的历史中。

(1)现存最古老的世界地图之一

巴比伦泥板地图

这是现存最古老的世界地图之一(约公元前7世纪)。它反映了古巴比伦人对世界的想像与认识:巴比伦位于世界的中央,幼发拉底河与底格里斯河从中心穿过,流入波斯湾;周边环绕世界的是以波纹表示的“苦水”;内圆边上的几个小圈代表巴比伦周边的包括亚述国在内的其他地区与城市;外圆上残存的3个三角代表海岛,岛上住着传说中的生物。

(2)我国现存最早的绘有海岸线的地图

马王堆汉墓地图

湖南马王堆汉墓出土,称《地形图》或《长沙国深平防区图》,用几种颜色绘于帛上。绘制时间约汉文帝十二年(前168年)墓主入葬之前。地图方位上南下北,左东右西。图的上部绘出了珠江入海口的南海湾,是中国现存最早的绘有海岸线的地图。

(3)我国已知最大最古老的古代世界地图

大明混一图

中国部分依照朱思本的《舆地图》绘成;非洲、欧洲和东南亚部分是根据元代李泽民《声教广被图》绘成;印度等地可能还参照了其他地理资料。

(4)中世纪最大的航海图

毛罗地图

这幅由威尼斯僧侣制图家毛罗绘制于羊皮上的圆形世界航海图(公元1459年),关于亚洲部分的资料,大多来源于《马可波罗游记》,以及到过中国的传教士鄂多立克的描述。这幅图给了葡萄牙航海家绕行非洲的勇气。

(5)我国最早能独立指导航海的地图

郑和航海图

全称《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》(公元1405-1433年),采用中国传统山水立体写景形式绘制,标绘出郑和七下西洋的7条航线。图中山岳、岛屿、桥梁、寺院、城市等坐标,形象直观;主要国家和州、县、卫、所、巡司等在图中均用方框标出。图上共绘记530多个地名,包括了亚非海岸和30多个国家、地区,记录了船队往返航线50多条。

 

10、海道测量和海图制图的未来发展方向如何?

在信息时代,海道测量和海图制图展现出许多新的特征:作业手段逐步由手工、机械化发展至全数字化、自动化,服务渠道由纸质发行、邮寄流通,过渡到数字化、网络化服务。

随着e航海时代的到来,传统的海道测量的内容将发展为所有与航行安全相关的环境要素的测定、信息的采集,海图制图将发展为所有航海相关信息的多种渠道、多种形式的发布服务。

 

(资料来源:百度百科及相关教材、工作经验等)