簡介

海洋測繪

marine geodesy and cartography

測量海洋底部的地球物 理場的性質(zhì)及其變化特征，繪制成不同比例尺的海圖和專題海圖。

發(fā)展階段

海洋測繪大致可分3個階段：①20世紀30～50年代中期，開始對海洋進行地球物理測量，包括海洋地震測量、海洋重力測量等。這階段利用回聲探測數(shù)據(jù)繪制海底地形圖，揭示了海洋底部的地形地貌；利用雙折射地震法獲取大洋地殼的各種地球物理性質(zhì)，證明大洋地殼與大陸地殼有顯著的差異。②1957～1970年，實施了國際地球物理年（1957～1958）、國際印度洋考察（1959～1965）、上地幔計劃（1962～1970）等國際科學考察活動，發(fā)現(xiàn)了大洋中條帶磁異常，為海底擴張說提供了強有力的證據(jù)，揭示了大洋地殼向大陸地殼下面俯沖的現(xiàn)象，觀測了島弧海溝系地震震源機制。③70年代以后，廣泛應(yīng)用電子技術(shù)和計算機技術(shù)于海洋測繪中。

主要方法

測量方法主要包括海洋地震測量、海洋重力測量、海洋磁力測量、海底熱流測量、海洋電法測量和海洋放射性測量。因海洋水體存在，須用海洋調(diào)查船和專門的測量儀器進行快速的連續(xù)觀測，一船多用，綜合考察。基本測量方式包括：①路線測量。即剖面測量。了解海區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和地球物理場基本特征。②面積測量。按任務(wù)定的成圖比例尺，布置一定距離的測線網(wǎng)。比例尺越大，測網(wǎng)密度愈密。在海洋調(diào)查中，廣泛采用無線電定位系統(tǒng)和衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。

基本理論

海洋測量的基本理論、技術(shù)方法和測量儀器設(shè)備等，同陸地測量相比，有它自己的許多特點。主要是測量內(nèi)容綜合性強，需多種儀器配合施測，同時完成多種觀測項目；測區(qū)條件比較復雜，海面受潮汐、氣象等影響起伏不定;大多為動態(tài)作業(yè),測者不能用肉眼通視水域底部，精確測量難度較大。一般均采用無線電導航系統(tǒng)、電磁波測距儀器、水聲定位系統(tǒng)、衛(wèi)星組合導航系統(tǒng)、慣性導航組合系統(tǒng)，以及天文方法等進行控制點的測定和測點的定位；采用水聲儀器、激光儀器，以及水下攝影測量方法等進行水深測量和海底地形測量；采用衛(wèi)星技術(shù)、航空測量以及海洋重力測量和磁力測量等進行海洋地球物理測量。

海圖編制的基本理論、方法和手段，同陸圖編制相似。

歷史

早在上古時代，人類在海上捕魚、航行，就產(chǎn)生了對海洋進行測繪的需要。公元前 1世紀古希臘學者已經(jīng)能夠繪制表示海洋的地圖。公元 3世紀，中國魏晉時期，劉徽所著《海島算經(jīng)》中已有關(guān)于海島距離和高度的測量方法的內(nèi)容。1119年中國宋代朱彧所著《萍洲可談》記載：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針或以十丈繩鉤取海底泥嗅之，便知所至。”說明當時已有測天定位和嗅泥推測船位的方法。

現(xiàn)存最早的直接為海上活動服務(wù)的海圖，是1300年左右制作的地中海區(qū)域的“波特蘭”（航海方位）型航海圖。這種圖上繪有以幾個點為中心的羅經(jīng)方位線。15世紀中葉，中國航海家鄭和遠航非洲，沿途進行了一些水深測量和底質(zhì)探測，編制了航海圖集（見《鄭和航海圖》）。15、16世紀航海、探險事業(yè)的活躍，大大促進了海洋測繪的發(fā)展。1504年葡萄牙在編制海圖時，采用逐點注記的方法表示水深，這是現(xiàn)代航海圖表示海底地貌的基本方法的開端。1569年G.墨卡托采用等角正圓柱投影編制海圖。此方法被各國沿用至今。17世紀以后，海洋測繪的范圍日益擴大，航海圖的內(nèi)容不斷增加。18世紀歐洲許多國家相繼成立了海道測量機構(gòu)，開始對本國沿岸海區(qū)進行系統(tǒng)的海道測量，編制了一系列航海圖。這一時期還出現(xiàn)了以等深線表示海底地貌的海圖。19世紀海洋測繪從沿岸海區(qū)向大洋發(fā)展，大洋測量資料的不斷增加，為編制世界大洋水深圖提供了條件。1899年在柏林召開的第 7屆國際地理學大會上決定出版《大洋地勢圖》，并于1903年出了第一版。20世紀20年代，在水深測量中開始使用回聲測深儀，大大提高了工作效率。1921年國際海道測量局成立后，開展學術(shù)交流活動，修訂《大洋地勢圖》，并陸續(xù)出版國際航海公用的《國際海圖》，促進了國際合作。40年代開始，在海洋測繪中試驗應(yīng)用航空攝影技術(shù)。50年代以來，海洋測繪在應(yīng)用新技術(shù)和擴大研究內(nèi)容方面又取得了重大的進展。測深方面,除了使用單一波束的回聲測深儀外,已開始使用側(cè)掃聲吶和多波束測深系統(tǒng)，海洋遙感測深也取得初步成功。定位手段，由采用光學儀器發(fā)展到廣泛應(yīng)用電子定位儀器。定位精度由幾千米、幾百米提高到幾十米、幾米。測量數(shù)據(jù)的處理已經(jīng)采用電子計算機。70年代以來，各主要臨海國家已有計劃地利用空間技術(shù)進行海洋大地測量和各種海洋物理場的測量(如海洋磁力測量)。特別是應(yīng)用衛(wèi)星測高技術(shù)對海洋大地水準面、重力異常、海洋環(huán)流、海洋潮汐等問題進行了比較詳細的探測和研究。在海圖成圖過程中已廣泛采用自動坐標儀定位、電子分色掃描、靜電復印和計算機輔助制圖等技術(shù)。海洋測量工作已從測量航海要素為主，發(fā)展到測量各種專題要素的信息和建立海底地形模型的全部信息。為此建造的大型綜合測量船可以同時獲得水深、底質(zhì)、重力、磁力、水文、氣象等資料。綜合性的自動化測量設(shè)備也有所發(fā)展。例如1978年美國研制的960型海底繪圖系統(tǒng),就能夠搜集高分辨率的測深數(shù)據(jù)，探明沉船、墜落飛機等水下障礙物，以及底質(zhì)和淺層剖面數(shù)據(jù)等，并可同時進行海底繪圖和水深測量、海底淺層剖面測量。海圖編制除普通航海圖的內(nèi)容更加完善外，還編制出各種專用航海圖（如羅蘭海圖、臺卡海圖）、海底地形圖、各種海洋專題圖（如海底底質(zhì)圖、海洋重力圖、海洋磁力圖、海洋水文圖），以及各種海洋圖集。