海洋測繪是一門研究海洋、江河、湖泊以及毗鄰陸地區(qū)域各種幾何、物理、人文等地理空間信息采集、處理、表示、管理和應(yīng)用的學(xué)科，是測繪學(xué)的一個(gè)重要分支，是一切海洋軍事、海洋科學(xué)研究及開發(fā)和利用活動的基礎(chǔ)。

海洋測繪產(chǎn)業(yè)屬于細(xì)分市場，是海洋科學(xué)研究、海上交通運(yùn)輸、海洋權(quán)益維護(hù)、海洋資源開發(fā)、海洋工程建設(shè)、海洋環(huán)境治理和海戰(zhàn)場建設(shè)的基礎(chǔ)。當(dāng)然，由于海洋環(huán)境的特殊性，以及海洋外部輪廓與海底的復(fù)雜性，使得高質(zhì)量的海洋探測及海洋信息獲取變得相對困難。盡管如此，隨著科技的進(jìn)步與設(shè)備的不斷更新，使解決海洋問題有了更多的可能，海洋測繪正向著深度與廣度方向發(fā)展，以改變目前落后于陸域測繪及效率低下的問題。

近年來，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等高新技術(shù)手段的快速發(fā)展及在測繪領(lǐng)域的不斷滲透，海洋測繪在數(shù)據(jù)獲取方式、信息處理技術(shù)、產(chǎn)品供應(yīng)形態(tài)及應(yīng)用保障領(lǐng)域也在發(fā)生深刻變革，海洋物聯(lián)網(wǎng)和海洋信息化建設(shè)未來會影響到人們的生活。

海道測量、海洋測繪和海洋調(diào)查的區(qū)分

海洋測繪是從海道測量沿革而來，我國很早就開展了河道、航道、海道、水道方面的測量，也很早就有了海道測量的說法。1919年在倫敦召開了首屆國際海道測量大會，并籌備成立國際海道測量機(jī)構(gòu)。我國的海洋測繪事業(yè)是從1949年初開始起步的，內(nèi)容基本也局限于水深測量、海岸地形測量、底質(zhì)探測、障礙物探測、潮汐潮流觀測等，屬于海道測量范圍；上世紀(jì)80年代后，才吸納了海洋重力測量和海洋磁力測量，于是才有了海洋測繪的術(shù)語。

海道測量以海岸與海底地形測量及海底底質(zhì)探測為基礎(chǔ)，重點(diǎn)在船舶航行安全保障；海洋測繪是研究海面、海岸、海底地形測量和海洋大地、重力、磁力、工程測量等方面理論與技術(shù)的綜合性學(xué)科，它的外延要相對寬泛的多。海洋測繪包括海道測量、海洋地球物理測量、海洋學(xué)調(diào)查等方面內(nèi)容。按劉雁春教授的定義，海洋測量（或稱水域測量）是服務(wù)于水域交通運(yùn)輸和其他經(jīng)濟(jì)與軍事活動的一項(xiàng)對水域及相關(guān)區(qū)域進(jìn)行探測、數(shù)據(jù)獲取的實(shí)用性測量工作，同時(shí)為研究地球形狀、海底構(gòu)造和空間信息提供基礎(chǔ)性信息。

同時(shí)，為了不混淆海洋測量與海洋調(diào)查之間的概念，翟國君教授在一篇文章中對兩者的名詞分別進(jìn)行了闡述。海洋測繪是以海洋為研究對象，對海洋地理空間要素的幾何性質(zhì)和物理性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確測定和描述的綜合性學(xué)科，主要包括海洋大地測量學(xué)、海道測量學(xué)、海底地形測量學(xué)、海洋重力測量學(xué)、海洋磁力測量學(xué)、海洋工程測量學(xué)等；而海洋調(diào)查是利用各種儀器設(shè)備直接或間接對海洋的物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)、氣象學(xué)及其他海洋狀況進(jìn)行調(diào)查研究的手段，以獲取海洋環(huán)境要素和闡明其時(shí)、空分布及變化規(guī)律為目的，為海洋科學(xué)研究、海洋資源開發(fā)、海洋工程建設(shè)、航海安全保證、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋災(zāi)害預(yù)防提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。

海洋測繪的專業(yè)細(xì)分

海洋測繪在工程應(yīng)用方面的主要細(xì)分專業(yè)包括：海洋遙感、水深測量、海洋重力測量、海洋磁力測量、海洋導(dǎo)航定位、海島礁與海岸帶地形測量、側(cè)掃聲吶掃測、海洋底質(zhì)探測、合成孔徑聲吶探測、海洋水文測量、海洋地理信息系統(tǒng)及其他海洋工程測量等。下面分別說明如下。

⒈ 海洋遙感：包括衛(wèi)星遙感和機(jī)載遙感。衛(wèi)星遙感是依托我國自主研制的“天繪”“資源”“高分”等系列衛(wèi)星以及國外公開的各類衛(wèi)星資源，可得到海量的波浪、溫度、海冰及風(fēng)力等海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，對海洋進(jìn)行實(shí)時(shí)、全方位的立體監(jiān)測。機(jī)載遙感主要借助機(jī)載可見光相機(jī)、可見光攝像機(jī)、紅外相機(jī)、高光譜成像儀、LiDAR、SAR、合成孔徑雷達(dá)等開展海岸帶地形岸線、植被、水色等監(jiān)測。

⒉ 水深測量：水深測量是海道測量和海底地形測量的基本手段。水深測量與水下地形測量有所不同，水深測量獲取的深度是指在理論深度基準(zhǔn)面上的水深，屬于海道測量的重要內(nèi)容，以保障船舶航行安全為目的，水深也是海圖制圖的主要要素；水下地形測量獲取的深度是以多年平均海水面或1985國家高程基礎(chǔ)為起算面，著重于海陸域基準(zhǔn)的統(tǒng)一，用于海洋工程建設(shè)的需要，一般用在海洋工程的施工圖中。目前水深測量主要方法為單波束水深測量、多波束水深測量和機(jī)載激光測深。

⒊ 海洋重力測量：是為研究地球形狀和地球內(nèi)部構(gòu)造，勘探海洋礦產(chǎn)資源，保障航天和遠(yuǎn)程武器發(fā)射等所需進(jìn)行的測量。海洋重力設(shè)備有海洋擺儀和海洋重力儀兩大類，按測量載體可分為星基、機(jī)載、船基和沉箱式。海洋重力測量在大地測量學(xué)、地球科學(xué)、海洋科學(xué)、航天科技、水下地磁匹配導(dǎo)航和海洋軍事活動等方面有其重要意義。

⒋ 海洋磁力測量：海洋磁力測量是海洋地球物理探測的重要內(nèi)容，它以巖石的磁性差異為前提，根據(jù)磁異常場的特征及其分布規(guī)律，了解海底巖石磁性不均勻性，進(jìn)而推斷地殼結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、洋底生成和演化歷史，以及勘查大陸邊緣地區(qū)的礦產(chǎn)分布。同時(shí)磁法探測不受空氣、水、泥等介質(zhì)的影響，能準(zhǔn)確檢測出鐵磁物質(zhì)所引起的磁異常，因此也廣泛應(yīng)用于水下小目標(biāo)尤其是泥下磁性目標(biāo)的探測，及光電纜、海底路由管線、沉船、鐵錨等探測。

⒌ 海洋導(dǎo)航定位：包括海上位置服務(wù)與水下聲學(xué)定位。海上位置服務(wù)目前主要借助于GNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)定位來進(jìn)行，已基本取代了地基無線電導(dǎo)航、傳統(tǒng)大地測量和天文測量導(dǎo)航定位技術(shù)，包括美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO和中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等4大衛(wèi)星定位系統(tǒng)共同組成GNSS系統(tǒng)。水下導(dǎo)航定位多采用水下聲學(xué)定位系統(tǒng)，是指用水聲設(shè)備確定水下載體或設(shè)備的位置的聲學(xué)技術(shù)，可分為長基線(LBL)、短基線(SBL)、超短基線(USBL)和組合定位四種，長基線和短基線水聲定位系統(tǒng)需要分別在海床和船體上安裝固定接收基陣，超短基線水聲定位系統(tǒng)則將水聽器組件裝在一個(gè)精密的容器里。相對而言，超短基線定位技術(shù)更具有便攜性和獨(dú)立性，因此成為目前水聲定位設(shè)備發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。

⒍ 海島礁與海岸帶地形測量：海島礁與海岸帶是陸地地形與海底地形的過渡地帶，是海洋空間資源的重要組成，對其進(jìn)行測量也是海洋工程建設(shè)及海洋空間規(guī)劃的需要。傳統(tǒng)海岸帶地形測量多采用全站儀或RTK人工完成，但效率較低且部分區(qū)域施測困難，而利用遙感技術(shù)、機(jī)載LiDAR結(jié)合GNSS、水上水下一體化移動測量具有快速、動態(tài)和低成本等突出優(yōu)勢，將是未來海島礁與海岸帶地形測量的發(fā)展趨勢。

⒎ 側(cè)掃聲吶測量：側(cè)掃聲吶系統(tǒng)是常用的條帶式海底成像設(shè)備，借助拖魚上左、右舷換能器陣列發(fā)射的寬掃幅波束，并在走航過程中對海底進(jìn)行線掃描，進(jìn)而形成可反映水體、海底目標(biāo)分布和地貌特征的條帶圖像，是現(xiàn)在比較常用的掃海測量手段。目前側(cè)掃聲吶系統(tǒng)正向多頻段、多脈沖、多波束、深拖及同時(shí)具備測深及成像功能方向發(fā)展，廣泛應(yīng)用于海底障礙物探測、掃海測量及裸露海底管線調(diào)查和各種水下目標(biāo)探測。

⒏ 海洋底質(zhì)探測：海洋底質(zhì)探測是進(jìn)行海洋動力學(xué)研究、海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)、船泊錨地選擇、海底管線鋪設(shè)、水下潛器座底、海洋工程建設(shè)等項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)，海洋測繪中的海底底質(zhì)探測主要針對海底表面及淺層沉積物性質(zhì)進(jìn)行。一般采用表層采樣取樣、柱狀采樣、淺地層剖面測量和單道反射地震等方法實(shí)施。表層采樣取樣和柱狀采樣借助采樣器取樣或鉆孔取芯，通過實(shí)驗(yàn)室分析獲得，存在著效率低、成本高等不足；而淺地層剖面測量借助聲波回波特征與底質(zhì)的相關(guān)性實(shí)現(xiàn)底質(zhì)探測，具有探測底質(zhì)效率和分辨率高的特點(diǎn)，是傳統(tǒng)底質(zhì)取樣探測的一種很好的補(bǔ)充方法。單道反射地震可為地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查研究、海上基建項(xiàng)目選址、填海及航道疏通工程可行性研究等提供依據(jù)，也被應(yīng)用于海底管線、隧道和各種掩埋物等的調(diào)查研究。

⒐ 合成孔徑聲吶探測：合成孔徑聲吶（SAS）是一種新型高分辨率的水下成像聲吶，其原理是利用小孔徑基陣的移動來獲得方向上較大的合成孔徑，從而得到方位向的高分辨率。合成孔徑聲吶圖像具有更高的徑向分辨率，且與距離無關(guān)，其設(shè)備有高、低頻換能器組合，可同時(shí)獲得高、低頻聲吶圖像，能清晰地呈現(xiàn)海底地貌及海床下一定深度的目標(biāo)。鑒于此，合成孔徑聲吶探測能用于水下軍事目標(biāo)、海底地形測量和水下考古等探測和目標(biāo)識別，在海底管線路由調(diào)查及泥下小目標(biāo)探測上也有廣泛的應(yīng)用前景。

⒑ 海洋水文測量：海洋水文測量是為了解海洋水文要素分布狀況和變化規(guī)律所進(jìn)行的觀測，觀測項(xiàng)目隨一般調(diào)查任務(wù)而定，主要觀測要素包括：水深、水溫、鹽度、海流、泥沙、波浪、水色、透明度、海冰、海發(fā)光等。分大面觀測、斷面觀測和連續(xù)觀測三種方式，可利用衛(wèi)星遙感、機(jī)載遙感、海洋浮標(biāo)、岸基監(jiān)測及船基測驗(yàn)等方法實(shí)施。海流、泥沙等水文要素觀測可用于碼頭和航道區(qū)的選劃、海洋環(huán)境評價(jià)、灘涂演變分析等需要；多要素的水文觀測被廣泛應(yīng)用在海洋溢油調(diào)查、危險(xiǎn)化學(xué)品污染監(jiān)測、赤潮監(jiān)測、海岸侵蝕調(diào)查、海洋傾倒區(qū)選劃、海洋自然保護(hù)區(qū)選劃、海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測和陸源污染物排海監(jiān)測等工作中。

⒒ 海洋地理信息系統(tǒng)：海洋地理信息系統(tǒng)是海岸帶資源和海洋環(huán)境綜合管理的需要，也稱之為海洋地理信息系統(tǒng)(MGIS)或海岸帶地理信息系統(tǒng)(CGIS)。它以海底、海面、水體、海岸帶及大氣的自然環(huán)境與人類活動為研究對象，對各種來源的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲、集成、顯示和管理，進(jìn)而為用戶提供綜合制圖、可視化表達(dá)、空間分析、模擬預(yù)測及決策輔助等服務(wù)，結(jié)合web技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)海洋數(shù)據(jù)和相關(guān)MGIS功能的實(shí)時(shí)共享。主要可為涉海管理部門的規(guī)劃、評價(jià)、監(jiān)視和決策提供幫助，也能實(shí)現(xiàn)涉海單位的資源共享。

⒓ 其它海洋工程測量：海洋工程測量的內(nèi)容比較寬泛，既有單一屬性要素測量，又有多要素綜合測量，可涵蓋海洋測繪的所有內(nèi)容，其特點(diǎn)是圍繞具體的海洋工程開展。近年來隨著海洋工程方式的變化，工程技術(shù)也有了新的拓展。如港珠澳大橋工程海底隧道段中的管節(jié)精確安放、韓國“世越號”沉船打撈、海上風(fēng)電場等新能源的開發(fā)、大洋科考和海底資源探測等。近年來，水下聲學(xué)定位、三維聲吶和水下激光掃描儀用于水工建筑物檢測、智能水下機(jī)器人搭載多波束水深測量、水面無人船巡檢和水下潛器定姿等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，以應(yīng)對人們在海洋工程建設(shè)及海洋資源調(diào)查等方面出現(xiàn)的新挑戰(zhàn)。

海洋測繪的行業(yè)應(yīng)用

隨著海洋測繪新裝備與新技術(shù)的不斷發(fā)展，海洋測繪作為解決海洋工程建設(shè)與海洋科學(xué)研究等方向的重要手段，已經(jīng)被越來越多的人們所認(rèn)識并利用。作為細(xì)分的海洋測繪產(chǎn)業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景，多種測量方法的融合是未來一個(gè)趨勢，下面就來羅列一下具體的部分應(yīng)用領(lǐng)域，也請讀者朋友留言補(bǔ)充。