海洋测绘论文范文1
【关键词】大地测量学；教学改革；海洋测绘
0 前言
《海洋大地与控制测量》是上海海洋大学海洋测绘专业最新成立的专业必修课程之一。近半世纪以来，人民对开发海洋和利用海洋资源的需求越来越高，海洋科学及其在相关领域的应用是世界各国重点发展的学科之一。海洋大地与控制测量》课程的开设是在我国不断重视海洋权益的背景下，其前身是《大地测量学基础》。她是在原有《大地测量学基础》课程内容的基础上，进一步侧重讲述大地测量技术在海洋测绘中的应用。《大地测量学基础》是一门古老而又活跃的学科 ，研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地球表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科[1]。通过本学年度的《海洋大地与控制测量》本科课程教学发现，课程讲授结束后学生对教学内容的理解还不充分，特别是对本课程的重点内容――投影变换的认识仍有所欠缺。因此，为及时掌握与了解教学过程中学生对重点内容的理解程度，有必要对《海洋大地与控制测量》的教学方法进行改革。本文首先介绍了《海洋大地与控制测量》的课程内容与目标，然后探讨了今后教学过程中可采取的一些举措。
1 教学内容与目标
本课程理论总学时为48学时，其中讲授教学40学时，讨论教学8学时。相比原《大地测量学基础》课程而言，增加了讨论教学部分的学时，主要是通过小组讨论的方式加强对课程涉及的概念的了解。上海海洋大学海洋测绘专业开设的《海洋大地与控制测量》主要可分为以下5个部分：
（1）绪论：主要介绍大地测量学的定义、作用、体系和内容，以及大地测量学的发展简史及未来技术发展展望；重点介绍大地测量学技术在海洋测绘领域的应用现状与发展前景。通过该部分内容的学习，需要对大地测量学的研究内容达到更深刻的认识与理解。
（2）坐标系统与时间系统：主要介绍地球的运转规律、特点，以及大地测量应用中涉及到的时间系统和坐标系统。由于在上海海洋大学海洋测绘专业的培养方案中，《海洋大地与控制测量》与《GPS原理与应用》课程是同时讲授与学习的，因此，此部分内容可以与全球定位系统（GPS）的坐标、时间系统一同学习。特别地，坐标系统之间的转换可以通过程序的方式，让学生实际动手，加深对坐标转换等相关知识的认识。
（3）地球重力场及地球形状的基本理论。主要是了解地球重力场的基本原理、高程系统、测定垂线偏差和大地水准面差距、确定地球形状等基本概念。本章关于地球重力场内容相对来说难度较大，球谐函数等相关理论知识更是研究生的教学内容。但是，本章重力场的知识与海洋重力及相关应用息息相关。因此，对《海洋大地与控制测量》课程而言，本章学生更需要对与地球重力场相关的高程系统、垂线偏差、大地水准面差距等核心概念进行必要要掌握。
（4）地球椭球及其数学投影变换的基本理论。在《海洋大地与控制测量》课程中，本章涉及的大地主题解算、地图数学投影变换、高斯平面直角坐标换算等内容仍是重中之重的知识点，在后续海洋大地测量的成果转换与成果的全球统一中，将是不可或缺的。
（5）海洋大地测量基本技术与方法。海洋的开发与陆地一样，也需要测绘各种资料，来保障海运事业的发展。海洋大地测量除了需进行包括海洋控制点、边界测定、海底地形绘制等工作外，还需要为海洋工业、工程、航运、渔业等提供保障，并为海洋科学提供重要资料。海洋大地测量的任务是精密测定海域的各种控制点（海上和水下）的位置，研究地球潮汐与海洋潮汐的相互作用，潮汐循环、大气循环对地球自转的影响，以及海面地形、大地水准面和海底地壳的变化等[2]。
2 教学改革举措
通过前几学期开展《大地测量学基础》课程以及本学期的《海洋大地与控制测量》课程的讲授，总结出以下教学方法，以期进一步提高教学效率，促进学生对相关知识的掌握与理解。
2.1 程序编写
由于《海洋大地与控制测量》课程中设计的理论复杂，计算公式复杂，导致学生对很多重要问题的理解不够透彻，且经常容易将不同知识点的内容进行混淆。为提高学生对书本知识的熟悉程度，以及对相关参数计算方法的理解，非常有必要对需要重要了解的知识点进行程序编制。且程序编制前，需要学生以书面的形式对程序编写的思路、流程进行总结与整理。特别地，在课程第4部分内容中，坐标正反算、大地主题解算、投影换带等内容涉及的公式非常多，更有必要让学生理清思路。
2.2 PPT讲解
可以在重点章节、重点内容的讲解过程中，选定几个重点概念与知识点，让学生在课后通过查阅文献资料后制作PPT，然后在课堂上以讨论的形式将PPT的内容进行讲解，或者以小组的名义在课堂上进行交流学习，对于PPT讲解比较突出的同学，可以通过增加平时表现的分数予以奖励。
2.3 课堂测试
由于涉及的知识点比较多，很多重要的知识点在课堂上讲授后，如果不经常复习，很容易遗忘。可以要求每个同学自己看书，然后选出自己认为应该掌握的内容，以试卷的形式给出来。然后选择一到两次课的时间，将每个同学所除的试卷随机发放给其他同学进行测试。这样的方式既能让学生充分阅读书本知识，又能提高学生的积极性。同时，还可以将学生编写比较合理的题型和题目，选入最终的期末考试中进行测验。
2.4 结论
在本文中，对上海海洋大学《海洋大地与控制测量》的教学方法改革进行了探讨，通过加强教师与学生的互动，充分发挥学生的学习主动性，以期改善《海洋大地与控制测量》课程教学效果，提高教学质量。通过编程、制作PPT和出试卷互考等举措，使学生深入了解并掌握本R档睦砺壑识。在今后《海洋大地与控制测量》课程教学中，我们还需将进一步探索海洋大地测量学的教学改革方法，提高海洋测绘及相关专业学生对海洋大地测量技术的理解和认识，为我校的“海洋特色”添砖加瓦。
【参考文献】
海洋测绘论文范文2
关键词：海洋测绘；垂至基准；高程基准
中图分类号：P229 文献标识码：A
沿海水深的测量、近海水深的测量和海岸地形的测量在垂直方向上均设计到了基准面的问题，目前海洋测绘工作汇中所使用的基准面有2000国家大地坐标系、参考椭球面、1985国家高程基准、大地水准面、深度基准面和平均海面等。当前的海岸地带的地形测量和水深测量都采用的是不同的垂直基准面，所以所测得的数据也因为基准面的不同而不同。这就需要将测量成果的数据通过一定的转换方式达到统一基准上时，才能够将所有的测量数据成果无缝的拼接和合成，进而形成一幅完整的海洋测绘图。
1.海洋测绘中多个垂直基准之间的关系
目前我国的海洋测绘垂直基准是以CGCS2000坐标系作为垂直基准进行深度测量。海洋勘测、海洋开发都必须先建立统一的海洋测绘基准。我国的海洋测绘基准主要问题是因为陆地和海洋不是使用同一基准面所造成的。海洋测量定位手段主要为GPS定位。海洋测量工作及其成果和多个垂直基准面之间的关系如图1所示。
图1当中的H0表示GPS天线与CGCS2000参考椭球的垂直高度距离，也可以成为GPS大地高；H1表示平均海平面至CGCS2000参考椭球的垂直高度距离，也被称为海面大地高；H2表示换能器和海底的垂直距离，主要是用于测量瞬时水深；H3表示GPS天线至换能器表面的垂直高度距离；H4表示CGCS2000参考椭球与海底的垂直高度距离，也被称为海底声纳信号反射面的大地高；ξ表示为大地水准面和平均海面的垂直高度距离，也被称为海面地形；N表示大地水准面和WGS84参考椭球的垂直距离，也可以成为大地水准面差距；L表示为从平均海面作为基准面算出的理论深度基准面数值；h表示深度基准面与海底声纳信号反射面的垂直高度距离，也被称为海图水深。
由上表能够直接得出：
利用H0计算h的主要问题在于需要获取准确的平均海面大地高H1、如果已经了解大地水准面的距离N，则还需要建立大地水准面起算的海底地形高程，即N-H4。当前利用卫星进行测量，然后进行计算所得出的平均海面大地高度的精度在10cm以内。利用该图标内的数据能够利用GPS大地高H0精密的转换海图成果水深h。
2.海洋测绘垂直基准的建立和转换
目前我国普遍都是采用CGCS2000坐标系结合高斯投影的手段对海岸地形和水深进行测量，所以，海岸地形图和海图数字成果能够在以平面的形式展现在统一图表之内，但是垂直方面却具备比较大的差异。因为采用的是2000国家大地坐标，但是海图是使用的当地的标准深度作为基准，所以要想将地形图和海图进行凭借，就务必要求将海洋测绘的垂直基准转换技术熟悉掌握，建立当地深度基准和高程基准的转换模型。
CGCS2000坐标系的定义和实现，参考椭球的定义常数和导出常数以及相关的正常重力公式，坐标系的几点说明如下。图2为CGCS2000坐标系的示意图
原点在包括大气、海洋的整个地球的质量中心；长度单位为米，该尺度同地心局部框架的TCG时间坐标一致；定向在1984.0时和BIH的定向相同；定向会随着时间的演变由整个地球的水平结构运动无净旋转条件保证。由图2所示，原点：地球的质量中心；Z轴：指向IERS参考极方向；X轴：IERS参考子午面与通过原点且同z轴正交的赤道面的交线；Y轴：完成右手地心地固直角坐标系。CGCS2000的参考椭球为一等位旋转椭球。等位椭球（或水准椭球）定义为其椭球面是一等位面的椭球。CGCS2000的参考椭球的几何中心与坐标系的原点重合，旋转轴与坐标系的z轴一致。参考椭球既是几何应用的参考面，又是地球表面上及空间正常重力场的参考面。
2.1 水准联测法
利用几何水准测量方式，根据国家3、4等水准测量规定，直接联测2000国家大地坐标系的水准点至验潮站水准点的高差x，可以利用以下公式计算出验潮站的平均海面高程在该公式中，H可以利用常规的测量方法得到。
2.2 固定点比较法
这种测量法主要是通过当地平均海面作为高程基准面的海图或路地图和2000国家大地坐标系为坐标高程准面的同一个海区的现行海图上，发现共同的陆地上固定点，进而了解固定点在使用不同的高程基准面时的高程差。可以在两幅图上，选取多个固定点分别进行计算，将计算出的结果之间进行对比和校验，然后选取最可靠的平均值h，以此便可以极大程度的提高平均海面高程h的准确度和可靠度。
2.3 潮信资料法
将当地的平均海面作为高程基准，再将海图上所记载的验潮站大潮升数减去平均的海面数值，以此便可以得到当地的平均海面起算的平均大潮高潮面的高度，再利用2000国家大地坐标系的现行海图上所记载的同一验潮站的大潮升数值减去平均海面数值，便可以得到2000国家大地坐标系的高程基准起算的平均大潮高潮面的高度。利用以上的两个大潮平均高潮面的高度所得差便是h。在计算h时还需要了解海图的历史和出版年份，务必认真核对海图中所采用的高程基准是否准确；如果海图上记载了多个验潮站的潮信资料，则需要分别将所有验潮站的资料进行计算，将计算所得结果进行校验，核算，选取最可靠的平均值。
根据梁震英的“大地水准面的严密定义和我国高程基准的选择”研究证明，目前我国的平均海面高度是从北向南逐渐提升的，主要呈现3个阶梯型的变化，两个转折点分别为江苏的吕泗，福建省的山东，在每一个阶梯面上，各个海区多年来的平均海面存在微小的起伏，其中最主要的黄渤海海区的平均海面几乎与2000国家大地坐标系保持一致，最大的变化幅度在1cm±2，东海海区的变化幅度为2.3cm±3cm。
结语
海洋测绘垂直基准能够检测海岸地带的地形、沿海水深和近海水深的测量技术，这也就代表海洋测绘垂直基准是目前现代大地测量基准的一项重要“成员”。想要将2000国家大地坐标系作为海平面模型，就必须实现还按地区的垂直基准转换技术，其技术的关键在于计算不同区域的长时间的平均海平面高度h和其理论深度基准L。
综上所述，利用水准联测法、固定点比较法或者潮信法对h进行测量，通过多种测量方法的计算，能够精确地确定平均海面高度h。利用准确、完善和可拼接的高程基准给海岸经济的开发提供保障保障。
参考文献
[1]欧阳永忠.基于高精度的GPS测高的海洋深度检测技术[J].海洋测绘，2014，18（4）：9-11.
[2]兰明乾.沿岸当地平均海面的高程求取与应用[J].海洋测绘，2013，35（专辑）：190-192.
[3]邓方，吴晓华.关于2000中国大地坐标系的建议[J].大地测量与地球动力学，2010，28（10）：832.
海洋测绘论文范文3
关键词：海洋测量；测量技术；现状与展望
中图分类号：P229文献标识码：A文章编号：
引言：
海洋测量主要是为了精密测定和描述海洋几何场和物理场的重要参数，从而为人类开发海洋，利用海洋资源的活动服务。随着科学技术的进步，特别是卫星技术、电子技术、计算机技术及信息获取手段的改进和发展，海洋测量突破了传统单一的海道测量范围，相继出现了相对独立的海洋控制测量、海洋工程测量、海底地形测量、海洋重力测量、海洋磁力测量等。
1.海洋测量的现状
海洋测量按性质可划分为物理海洋测量和几何海洋测量两类。
1.1物理海洋测量
物理海洋测量是对海洋底部地球引力场和磁力场等物理场性质的测量。海洋测量必须以海洋物理知识作为基础，其主要测量方法有海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量和海底热流测量4种，此外，海洋电法测量和海底放射性测量尚处于试验阶段。物理海洋测量按照原理、技术和方法及其应用划分，包括海洋重力测量、海洋磁力测量及海洋水文测量。
1.1.1海洋重力测量
海洋重力测量是对海域重力加速度进行测定。在进行重力测量时，由于海水的不断运动，会产生各种干扰加速度，受到的主要扰动影响有：水平加速度和倾斜影响、垂直加速度的影响、交叉耦合效应的影响、厄缶效应的影响。近年来，各种高新技术在海洋测量中的应用，海洋重力测量的技术水平有了较大提高：重力仪测量系统的主体技术不断改进，消除了交叉耦合效应的影响；采用硅油阻尼代替空气阻尼，提高了仪器的抗震性和抗干扰性；DGPS(Difference Global Positioning System，即差分全球定位系统)的广泛应用，提高了重力测量中的导航定位精度；光纤陀螺技术的使用，提高了平台的灵敏度、稳定性和使用寿命；卫星测高技术的不断推广，提高了重力测量资料的精度和分辨率；数字化控制重力弹簧或摆的调平、平台的调平，使仪器正在向小型、轻便和高效率的方向发展。
1.1.2海洋磁力测量
海洋磁力测量是对海上地磁要素进行测定。海洋磁力测量按照测量内容可分为海洋磁力仪和海洋磁力梯度仪。早期时，曾使用饱和式磁力仪，目前，多使用质子旋进磁力仪、光泵磁力仪及铯光泵磁力梯度仪和质子旋进式磁力梯度仪。光泵技术的使用，消除了日变和海岸效应的影响，提高了测量的灵敏度、稳定性和可靠性；DGPS、压力深度仪、超短基线定位系统、浪潮仪和ADCP (Acoustic Doppler Current Profilers, 即声学多普勒流速剖面仪)等辅助设备的采用，提高了定位精度和环境噪声改正精度。
1.1.3海洋水文测量
海洋水文测量就是对海洋水文要素进行测量，为水下地形测量、水深测量以及定位提供必要的海水物理、化学特性参数。随着海洋科学的发展，在现代的海洋水文测量中，出现了多种新的观测手段及其相应的探测仪器。走航式温盐深计可以在动态海水里获取不同水层的温度和盐度，为研究海洋温度及盐度的分布规律提供了丰富的数据资料，突破了点测量的局限。透明度仪的使用提高了观测的精确度和准确度。遥报潮位观测和GPS在航潮位测量方法的出现，在很大程度上提高了潮位观测的自动化和精确性。目前通过测站式或ADCP测定海流的流速和流向，加快了测量速度，提高了测量精度。
1.2几何海洋测量
几何海洋测量是对海洋表面、海底及其相邻海岸的几何形状的测定。主要包括海洋大地测量、海洋定位测量、水深测量、海底地形地貌测量、海洋工程测量。
1.2.1海洋大地测量
海洋大地测量是研究海洋大地控制点（网），确定地球形状，研究海平面形状的科学。海洋大地测量的主要工作是建立海洋大地控制网，为水面、水中、水底定位提供已知位置的控制点，海洋控制网包括海岸控制网、岛-陆、陆-岛控制网及海底控制网。海岸控制网的建立与常规的陆上控制网相同，可采用传统的边角网和GPS控制网。卫星定位技术的出现，实现了陆-岛和岛-陆控制网的联测，也实现了远离大陆水域的水上定位和水下地形测量，并将其测量成果纳入与大陆相同的坐标框架内。海底控制网是通过声学方法建立的，一般布设为三角形或正方形结构，水下控制点为海底中心标石，其标志采用水下答应器（或称声标），水下答应器的位置通过船载GPS接收机和水声定位系统联合测定，即双三角锥测量。
1.2.2海洋定位测量
海洋定位测量是海洋测绘和海洋工程的基础。随着电子经纬和高精度红外激光测距仪的发展，可按一方位一距离极坐标法可为近岸动态目标实现快速定位。全站仪由于自动化程度高，使用方便、灵活，当前在沿岸、港口、水上测量中使用日益增多。GPS定位系统是目前海洋测量的主要定位手段。水下定位普遍采用声学定位系统，水声定位系统的工作方式很多，最基本的有长基线定位系统、短基线定位系统和超短基线定位系统。目前我国已经研发了水下DGPS高精度定位系统用于水下定位，该设备首次利用GPS解决水下设备导航和实时三维定位问题，并提供亚米级的定位结果。
1.2.3水下地形测量
海底地形测量，首先进行海岸或海底平面、高程控制测量，然后进行海底地物、地貌的探测。随着GPS高精度定位技术在海洋测量中的应用，水下地形测量的导航和定位精度得到了进一步改善。多波束测深系统具有测量范围大、速度快、精度高、自动化等诸多优点，将测深技术进一步发展到立体测图和自动成图。随着声学、干涉技术及计算机技术的发展，出现了高精度高分辨率侧扫声纳系统，使得海底地形地貌的勘察更加详细。遥感海底地形测量具有大面积、同步连续观测及高分辨率和可重复性等优点，遥感技术的应用使海底地形测量技术取得了重大进展。
2.对海洋测量的展望
海洋是地球的一个重要部分，而我国是一个海洋大国，我国海洋测量未来主要应向以下几个方面发展：
2.1服务对象将向全方位、多层次服务转化
20世纪海洋测量的服务对象主要是保障海面航行船只的安全，今后海洋测量的服务对象将不断扩充。海洋测量的基准面也将逐步与陆地地形测量基准面统一，建立以海洋大地水准面为基准面是势在必行的，因此，未来海洋测量技术的主攻方向是：继续研制新型精密的测量仪器设备；统一陆地和海洋地形基准面；精化海洋大地水准面。随着信息化技术的高速发展，多种海洋测量数字产品、数据库和地理信息系统将集成一体，为多学科的多种使用目的提供全方位服务。
2.2信息获取和表示将向集成综合式转化
未来无论是信息获取还是信息体现都会以多系统集成为主体。在信息获取领域，一个系统多种功能的集成和多个系统的有机集成是未来海洋测量发展的必然趋势，将各种测量系统的优点集成在一起，会使海洋测量技术发生突飞猛进的发展。在信息表示领域，多源、多分辨率信息的有机集成也是发展的必然趋势，将通过各种途径获取的信息有机结合起来，从多角度、多层次、全方位地展现海洋的全貌。
2.3信息服务形式将由三维静态向四维动态转化
随着科学技术的发展，未来社会对海洋测量成果的需求将趋向动态变化和实时性。因此，研究海洋几何要素和物理要素的时变规律十分重要，尤其是对海洋潮汐现象的全面、透彻研究。电子海图显示系统的发展，使得电子海图的显示由最初的二维显示到三维显示，继而发展到迭加潮汐预报的实时四维动态显示。目前我国的电子海图还不具备迭加水文气象要素的功能，但可以预料，电子海图的功能将日趋完善。
3.总结语
近年来，我国的海洋测绘在理论研究、技术应用和人才培养机制等方面均取得重大进展，尤其是基础理论的研究逐渐深入，应用技术研究贴近生产实践，在满足国民经济建设和国防建设中的作用越来越重要。未来我国的海洋测绘必须进一步拓宽领域、加快速度、提高精度, 在现势性和时效性方面有一个重大突破, 全方位、全过程、多层次、多环节提供动态化的信息服务, 更好地为国防和国民经济建设作出贡献。
参考文献：
[1] 赵建虎,沈文周,吴永亭,等.现代海洋测绘[M].武汉:武汉大学出版社，2007.
[2] 毕永良,孙毅,黄谟涛,等.海洋测量技术研究进展与展望[J].海洋测绘,2004,24(3):65-70.
[3] 刘雁春,暴景阳,李明叁.我国海洋测绘技术的新进展[J].测绘通报,2007(3):1-7.
海洋测绘论文范文4
一、测绘学的现展
空间技术，各类对地观测卫星使人类有了对地球整体进行观察和测绘的工具，好象可以把地球摆在实验室进行观察研究一样方便。由空间技术和其它相关技术，如由计算机、信息、通讯等技术发展起来的3S技术（GPS、RS、GIS）在测绘学中的不断出现和应用，使测绘学从理论到手段都发生了根本的变化。测绘生产任务也由传统的纸上或类似介质的地图编制、生产和更新发展到地理空间数据的采集、处理和管理。GPS的出现革新了传统的定位方式；传统的摄影测量数据采集技术已由遥感卫星或数字摄影获得的影像所代替，测绘人员在室内借助高速高容量计算机和专用配套设备对遥感影象或信号记录数据进行地表(甚至地壳浅层)几何和物理信息的提取和变换，得出数字化地理信息产品，由此制作各类可供社会使用的专用地图等测绘产品。我国960万平方公里国土的国家基本地图的成图或更新周期可望从十几年，几十年缩短到几年或更短，测绘业的体力劳动得到解放，生产力得到大的提高。今天，光缆通讯、卫星通讯、数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息，产品分发可从单一邮路转到"电路"(数字通讯和计算机网络传真)，测绘产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大变化，进入了信息化的发展。当前，随着我国经济的高速发展和经济所有制成份和运行体制的改革，需要开放民用国家测绘产品；从技术方面看，西方国家卫星测地技术可制作全球几乎任一地区1米分辨率(相当1∶1万比例尺)的地图，卫星上的GPS又可将这种地图纳入全球参考框架和转换为他们的国家坐标系，中、小比例尺国家地图的保密价值已大大降低；对于军事敏感的重力数据，卫星重力技术所发展的低阶全球重力场模型已足够用于他们的远程战略导弹发射。目前全球高阶重力场模型(如EGM96)分辨率已达50公里，已接近我国现有重力数据的分辨率，其保密价值也需要重新评估。这一形势使绝大部份测绘产品可以作为普通商品服务于全社会，测绘业从单一国家事业逐渐转变为社会主义市场经济的产业，这无疑为测绘学的发展注入了新的活力和扩大了发展空间，这也是一个有重要意义的历史性转变。
综上所述，由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展，测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标，正在适应新形势的需要发生着深刻的变化，表现为正在以高新技术为支撑和动力，进入市场竞争求发展，测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大，不仅是原来的单纯从控制到测图，为国家制作基本地形图的任务，而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展，在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。
二、数字地球和现代测绘学
地球上一切事件都发生在一定的空间位置，人类社会经济活动所需要的信息绝大部分(约80%)都与地理位置相关。中国21世纪议程62个优先发展项目中，约有40个需要建立或应用地理信息系统。数字地球是利用海量地理信息（即地球空间数据）对地球所做的多分辨率、三维的数字化描述的整体信息模型，便于人类最大限度地实现信息资源的共享和合理使用，为人类认识、改造和保护地球提供一种新的手段，这里在数字地球的概念中突出显示了地理坐标的框架作用，因此NSDI是数字地球的基础设施，要求提供(地球)空间数据框架，包括大地测量控制框架(国家定位网和重力控制网)、数字正射影像、数字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基础地理数据集。在此框架上加载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的人文信息。为数字地球提供上述地球空间数据框架是测绘业本身的"专职"，但又对测绘学提出了更高层的技术要求。
NSDI要建立在NII上，要在因特网上运行，要求开发功能强、效率高的因特网GIS软件。这表明还要大力发展测绘产品的计算机网络技术，它的技术基础是宽带、高速图形图象网络，当然其中宽带高速问题需要国家投资在NII中解决。数字地球构想的另一个高技术特点是虚拟现实模型。目前发展起来的全数字化摄影测量就能够利用功能强大的计算机系统或工作站，对数字化影象进行处理，建立立体地形或地物虚拟模型。但如何将这一技术用在因特网上对多种测绘产品和普通用户提供虚拟模型甚或虚拟现实模型，则是要进一步研究和发展的。数字地球是对真实地球及其相关现象的多分辨率、统一性的三维数字化整体表达，这里强调了统一性和整体性，要求全球多源数据无缝无边的连结和整合。从空间数据框架来说，其统一性和整体性是由大地测量来实现和给予保证的。大地测量是传统测绘的基础，对当前信息化测绘和构建未来数字地球更是基础的基础，即空间数据框架的框架。它要求全球采用统一的参考椭球模型和相应的地心坐标参考框架(如ITRF)；全球统一的高程基准，即统一定义和使用的大地水准面；全球统一的重力测量基准(重力基本网)；全球统一的地图投影系统。一切原有的测绘成果，特别是国家基本地图都要转换到上述全球统一的参考系中。数字地球对全球大地测量提出了更高更紧迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各国保持和维护各自的地心参考框架的基本技术，但局部坐标到全球坐标的转换目前还难于达到优于米级的精度；全球高程系统的统一问题，大地测量学家经过几十年的研究，目前还是一个未能解决的难题，最终要通过全球重力数据，特别是新一代卫星重力计划和卫星海洋测高计划在国际大地测量协会的统筹和协调下实现。
海洋占全球面积的70%，海洋将是21世纪资源开发的主要竞争空间，海洋动力环境的变化（如厄尔尼诺现象）又是决定全球气候变化的主要控制"阀门"。数字地球向海洋测绘提出了挑战。从全球来说，目前海洋的精细测绘基本上还是空白，多波束测深技术的发展加速了各国领海海底地形的测绘，但要将陆地坐标参考框架以相近的精度扩展到海洋仍存在困难，海上GPS定位精度还低于5米；由于陆地高程基准不能用水准测量传递到海洋，在卫星测高技术的支持下用某种去掉潮汐影响的平均海面作深度基准，精度可达米级，和多波束测深精度相当。但广大的开阔深海的海底地形测绘不可能用船载测深仪完成，用卫星测高结合重力数据(低阶或中阶重力场模型)反演海底地形，目前试验精度可达10-100米。数字地球将要求海洋测绘技术有新的突破。
测绘学由于其技术的突破已日益向相关地学领域渗透。大地测量更成为研究地球动力学(包括海洋动力甚至大气动力)的重要技术手段，GPS监测已能提供全球板块运动和地壳形变精密数据，可用于研究地学灾害(地震、滑坡和火山爆发等)的预测；GPS已可以和VLBI相近的精度和频谱分辨率监测地球自转的变化，由此研究地球深部结构和动力过程及全球变化；专题GIS也成为环境灾害问题分析预测工具。数字地球最重要的功能之一是为解决21世纪人类面临的环境和灾害问题提供一个可供观察、分析、模拟和预测的全球信息系统，以期协调人与自然的关系。
我们赞成活数字地球或动态数字地球的提法，因为人类是生活在不断运动变化的地球上。现在在全球性的观测中，各种对地观测新技术已可能连续快速获取地球表面（或浅层）随时间变化的几何和物理信息，了解地球上各种现象及其变化。因此测绘学或者说测绘业则应当利用3S技术结合合成孔经雷达干涉技术（INSAR）以及其他新技术（如卫星重力探测技术等）对地进行观测，为构建活数字地球提供描述地球动态变化的地理信息产品。
数字地球构想是推动人类大踏步跨进信息社会的重大战略步骤，有挑战也有风险。测绘是数字地球的基础，测绘工作者也将是构造数字地球的"尖兵"，也要求测绘学有新的发展和突破。
三、测绘学和地球空间信息学
在本文第一部分已谈及测绘学在新的技术进步推动下的现展趋势。从现代信息论的观点看，测绘学本质上就是一门关于地球空间信息的学科，传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限，其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图。它不能反映、至少不能及时反映地球表面形态的变化，特别是大范围和全球变化。其产品制作周期长，已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。测绘学应该是提供人类生存空间自然环境及其变化信息的学科，它的学科内涵发生了巨大的变化，因此如何界定测绘学的含义，已是世界各国测绘工作者所关注的问题。于是从90年代开始，国际上将测绘学（SurveyingandMapping）更改为一个新词，以准确反映学科实质，Geomatics一词由此应运而生。随后，有关Geomatics的提法在我国学术界，主要是地学界成为热门话题，由于对其含义理解不同，其中文译名也是五花八门，现在将它译成"地球空间信息学"，已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解，但根据ISO的标准定义和国际测绘联合会（IUSM）对"测绘学"的定义，两者的含义是基本类同的，只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息〖CD2〗通讯社会中的地位和作用，适应了现代社会对地球空间信息的极大需求的特点，因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域，符合现代测绘学发展的实际。现代测绘工程的核心技术是空间技术，包括GPS、卫星遥感和航测，测绘的范围扩展到整个近地空间，例如近地空间航天器的导航定位，近地空间重力场的测定，大气层甚至电离层的信息；其支撑技术是信息技术，主要处理电磁波信息和影像信息，加之通讯、计算机网络等信息技术，使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更新，由此，Geomatics适合于纳入数字地球的理论和技术框架。
随着数字地球构想的实施，测绘学面临一个历史性的发展新机遇，传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林，以更强的活力向前发展，前景良好。
四、建议
本文漫谈了测绘学的发展及其与数字地球构想的关系。为在21世纪加速建设我国空间数据基础设施，发展我国的测绘学科和测绘事业，以迎接"数字地球"的挑战，根据我国目前测绘事业发展的现状，从一个侧面（主要是大地测量方面）提出以下建议：
1.尽快统一我国大地定位参考框架的建设，对近年来由各个部门独立建立的各等级GPS定位网进行必要的联测和统一整体平差，此举可望进一步加强部级的大地定位框架；
2.将沿海各部门100多个验潮站统一组织GPS联测，精密确定各验潮站水位标尺零点的大地高，填补陆海相接地带重力测量空白。此举为统一陆海大地水准面，建立海洋高程基准，研究海平面变化至关重要；
3.研究将陆地GPS定位框架向我国领海扩展的方案，着手建立我国包括海域的广域差分GPS定位系统；
4.尽快完成重建我国重力基本网，发展航空重力测量系统，加密西部地区重力测量和GPS水准，加大力度支持对卫星测高数据的利用，为下世纪确定我国亚分米级或厘米级大地水准面作好数据储备，建立可在因特网上运行的新的重力数据库；
海洋测绘论文范文5
关键词：工程测量 船海专业 存在问题 改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0174-02
工程测量是一门实践性很强的基础课程，是工程建设的主导技术，常作为工程技术人员从事建设制造工作的基本技术[1]。与船海专业主要的力学、数学相关课程重视理论教学不同，工程测量的课程精髓体现在对学生的实践教学上，完成该课程的教学过程必须坚持理论联系实际，加强实验和实习教学，加强工程测量技能的培养训练。
党的十首次提出建设海洋强国的目标，广东省作为国家海洋经济综合开发试验区，也提出建设海洋经济强省的目标。开发利用海洋资源和捍卫海疆完整，离不开船舶及各类海洋工程装备建设。海洋工程事业的蓬勃发展，也使船舶与海洋工程专业的高校面临着巨大地挑战和千载难逢的机遇，行业对人才的综合素质要求不断提高，兄弟学科之间的界限也越来越模糊。以广东海洋大学为例，为适应市场要求，本科教育不断改革，近年来增设了不少新的课程，《工程测量》作为港航和土木工程相关专业的传统课程，由于其在海洋工程中较强的实用性，作为重要课程被引入船舶与海洋工程专业教学中。近年来，随着测绘技术的不断发展，生产上对传统工程测量的要求不断提高，传统教学中一些不适应或者脱离实际的问题逐渐暴露出来，这迫切需要重现认识和改革旧有工程测量的教学体系和方法[2]，结合船海专业实际，与时俱进，探讨和解决教学中的各种问题，努力培养出适应新世纪船海专业“三能”（能安心、能吃苦、能创业）应用型人才。
1 该校船海专业课程建设
广东海洋大学作为一所以海洋和水产学科为特色，以应用学科为主体的多科性海洋大学，学校人才培养的特色是培养“能安心、能吃苦、能创业”的“三能”应用型人才。随着学校“建博增硕”工作的深入发展，学校党委已明确提出该校类型定位是向教学研究型大学转变的正确决策，但就该校办学层次、学科定位、人才培养目标看，仍然是以本科教学为主，以应用型人才培养为目标。作为学校的二级学院，工程学院各专业一直十分重视实践教学，这是学院教学工作的一大特点，依托实验教学中心、工程训练中心以及校外实践基地等平台，船舶与海洋工程专业在其相关课程的实验教学、课程设计、校外实习基地建设等实践教学方面均取得了显著成效。在这样的背景下，船舶与海洋工程专业充分结合企业实际需求，着力改革完善教学体系，新开设了《工程测量》这门课程。
2 工程测量课程教学实践及存在问题
2.1 讲授方式单一，教材内容多而课时有限
目前工程测量的教学仍然以单纯的讲授式为主，即上课老师讲学生听，讲授的方式多为填鸭式，与学生之间的互动非常少，这就造成了课堂趣味性不足，学生听课的积极性有待提高。事实上，教师与学生是一种平等关系而非垂直关系[3]，如果教师讲授的内容总是远离实际、学生生活，那么效果可想而知。
船海专业《工程测量》教学所用教材是全国统编教材，理论知识占了大部分而实例较少，有些内容很深脱离实际，无法很好地体现一门实践课程的专业技能训练。此外，教材中所介绍的均是一些老式仪器，如：水准仪、经纬仪等，并且仪器的操作方式非常老旧早已淘汰。随着各种新标准、新技术的不断发展，工程测量也在逐渐走向数字化、智能化，这些新知识在书本中仅仅简单提及。面对船海专业仅有32学时的《工程测量》课程，如何合理安排教学单元，顺利完成教学任务并保证质量很关键。
2.2 教学仪器陈旧，不能满足现代测量教学要求
该校《工程测量》教学仪器比较陈旧，如水准仪、经纬仪等，多为十几年前的老旧仪器，部分仪器有破损不完整、无法操作的问题，由于南方天气潮湿，部分光学仪器由于内部发霉造成堵塞看不清的情况。学生分组实验时，有不能调平、看不清的情况发生，随着测绘技术的发展，即使是学校后来购置的全站仪都已经不能满足测量教学要求，仪器的更新换代问题突出。
2.3 学生动手能力不足
在《工程测量》的学习中，学生的动手能力普遍不强，实验的效果不佳，主要原因有：（1）设备问题。即陈旧的教学设备数量上严重不足，质量上存在年久失修不能调平的问题，影响了学生积极性；（2）教学问题。由于课程设置学时不足，收缩了实践教学学时，学生往往只能在一次实验课上有机会动手操作；（3）态度问题。学生对实践内容不够重视，缺乏自主性，往往上课之前对仪器的操作使用不熟悉，依赖于教师现场讲授，对于一些复杂仪器操作的掌握显然不够。
2.4 缺乏与学科间的联系
与其它课程相似，船海专业《工程测量》的教学也存在着与该学科脱节的情况，由于国家统编教材主要针对土木、测绘专业的学生，而船舶与海洋工程实践中的测量手段与方法应用有所不同，造船行业常常在钢板放样、分段合拢等重要环节需要进行精密测量。学生通过学习往往只是掌握了土木工程测量的一些方法，对于该专业的应用却一无所知，这也有背于在船海专业开设《工程测量》课程的初衷。
3 教学改革与实践探索
3.1 丰富教学手段，精选教学内容
在课程内容较多而课时较少的情况下，应精选课程内容，突出“少而精”的原则，讲授内容应以测绘理论知识为重点，以现代测量技术为手段，以最新测绘成果为主线，以满足行业测量需要为目的。对测绘原理、仪器的使用重点讲，针对船舶专业的教学内容有侧重地讲授。总之，对测量课程教学内容的选择，既要保持理论的系统性，又要注重其实用性，以及知识性、趣味性。
作为教师也要不断探索新的教学手段，例如：多媒体教学模式、视频教学结合实践教学，在讲授“高程测量”“距离测量”“角度测量”这三大基础测绘要素的相应章节时，把相关设备仪器拿到课堂上，让学生听完测量原理、仪器使用后，能够有机会当场演示或者使用仪器，结果是既活跃了课堂气氛同时真正把所学知识印在脑海里。此外，作为容易结合实践的课程，可以就引入慕课式教学进行初步探索。
3.2 加强软硬件建设，为实践教学提供保障
建议学校应当注意加大对实践教学所用仪器和设备的资金投入，围绕专业实践基地建设的契机，完善开展实践教学所使用的软硬件设备，解决试验仪器设备的数量和质量的不足，为教师和学生提供一个好的工作和学习环境。教师可以结合该专业课程实际，制定一份合理的教学计划，列出所需配套软硬件设备清单以供参考。此外，学校应注意加强与本地企业的合作联系，在条件允许的情况下，组织学生去企业的实践基地锻炼。
3.3 优化教学设计，增加实践环节
工程测量是一门服务于工程的应用学科，许多内容与工程施工密切相关，为了加强学生的动手能力，有关施工测量的内容需结合具体工程进行讲解，其间采用演示加学生实操模式，以提高学生的感性认识。而课程实习作为《工程测量》特色的一环，对于该课程的学习非常重要，通过实习可以进一步巩固和提高学生动手能力，将所学知识实际应用于工程的能力，加深了理论教学、实验教学，培养学生的综合能力的一个重要方法。通过该次改革，希望能够规范涉海专业校内实习方案，由于船舶专业没有课程实习环节，希望今后能够增加实验教学课时，将课程实习内容加入到实验课程中，以便取得更好地教学效果。
3.4 引入项目式教学，突出专业特色
项目式教学法是以学生为中心，教师为指导，促进学生积极主动地发展、培养学生的探究能力和自主能力的新型教学方法[4]。通过项目制定、计划制定、计划实施、成果展示、总结平分五个步骤完成教学，该法可以有效提高教学效率，作为成功范例引入船海专业《工程测量》教学中。
引入项目式教学可以有效改善目前工程测量教学中存在的问题，对教学改革具有重要意义。第一，工程测量项目式教学促进教师自身的素质提高，所担任的角色由传统教学中心人物转变为指导者、辅助者，具备项目规划和建立课程评价体系的能力。第二，工程测量项目式教学有利于提高学生的积极性和实践能力，引导学生主动参与学习，在这个过程中他们需要自主解决一系列问题，锻炼了分析、解决、应变能力。第三，引入船舶制造案例教学后，充分体现了与专业的联系，有利于学生更加清晰掌握学科中的应用知识，提高对课程的重视程度，最终达到了开设这门课程的初衷。
4 结语
船海专业《工程测量》由于是专业新开课程，面临着许多问题，需要不断发现并探索。工程测量的实践教学更是该门课程的重中之重，由于一些客观或者主观原因，前期试验的教学效果与预期仍然存在一定差距。通过丰富教学手段、加强实践教学软硬件建设、优化教学设计、引入项目式教学方法，针对目前存在的问题对症下约，进一步提高了船海专业《工程测量》的教学质量，促进了教学改革的进一步深化。同时，海洋世纪呼唤专业的技术人才，提高学生的实践能力完全符合该校建设“三能”人才培养的目标，对服务广东海洋事业具有重要意义。
参考文献
[1] 赵宝峰.工程测量实践教学的改革与实践[J].矿山测量，2005（3）：67-68.
[2] 韩月娇，王丽敏，宋欣，等.关于《工程测量》教学过程对接生产过程的研究[J].赤峰学院学报，2014（16）：238-240.
海洋测绘论文范文6
【关键词】工程测绘；数字测绘；数字摄影
中图分类号： P2 文献标识码： A
引言
现代测绘科学以空间信息为研究对象，是融合多种专业技术的综合系统，测绘借助计算机网络、通信等信息技术，将测绘的范围从地面扩展到整个空间，在数字地球等测绘发展思想的指导下，测绘学将具有更为广阔的发展领域，传统测绘已经逐渐被新的测绘技术和方法取代，下面就现代测绘新技术的发展应用进行介绍和分析。
现代测绘技术的研究方向
空间测绘、航空航天探测以及遥感技术、地理信息与地图制图、“3S”（GPS、GIS、RS）集成构成了现代测绘技术。从研究方向看可以分为摄影测量与遥感、测量工程与大地测量、地图制图学与地理信息三个方向。摄影测量与遥感技术结合地理信息、图像信息处理以及摄影测量等专业，以遥感测量为理论基础，将地图制作为建立地理信息的目标，达到资源调查和研究的目的。大地测量将海洋测量、空间测量以及摄影测量技术融合，将导航与管理，城市工程建设、矿产资源勘测、国土资源调查等为研究方向，实现地图和地理信息系统管理。地图制图学与地理信息工程已从传统的地图绘制发展成为运用现代计算机技术与信息通信工程。
现代测绘学时高新技术参透的结果，内同广泛涉及面大，与传统的测绘学有所不同，它不只是手段先进，方法新颖，而且其研究和服务的对象。
三、现代测绘技术的发展趋势
现代测绘学较之传统测绘学，在测绘手段、测绘方法、研究和服务对象上都有较大变化，其范围更广重要性越来越显著。现代测绘技术将以数字化为基础更加突出信息的作用和能力，要实现基础地理信息获取和更新，逐步形成信息化服务功能。在将来的测绘技术发展中，将在以下方面有所突破：
GPS运用与遥感技术的多元化。GPS将测量的局域静态测量带入整体动态测量，研究范围从地表几何特征变化向内部结构和特征研究转化，同时在海面变化和地壳运动等方面亦可精确观测，这为自然灾害的预警和预测，减少自然灾害损失提供有力的技术支持。同时在测绘遥感技术应用更加全面，遥感技术的多级分辨、多频谱能够获取更多的信息实现智能化信息处理。我们将可以运用RS对地面进行实时卫星遥感监控，在监督违法滥占耕地，扩展用地规模等方面将得到广泛应用，此外，运用遥感技术勘探地球资源将成为今后重点研究的方向。
2、工程测量和监测优化。工程测量信息化将进一步深化数字测绘，提升软件功能齐全高效，使用将更加灵活。控制网的观测数据采集和处理将走向自动化、实时化、数字化，同时将更加广泛地应用监测网优化设计软件，对于观测数据的处理也将进一步智能化。
3、海洋测绘和地图制图。利用航天航空技术达到全面覆盖海洋信心的目的，测绘过程实现自动化，测绘的范围更广精度更高。卫星定位技术提高海洋测绘定位精度，通过与海洋图自动制图技术的连接建立海洋图数据库，最后海洋测量信息系统建立起来。在地图学方面，随着遥感技术、地理信息系统技术、自动制图技术的发展，地图学也朝着多领域、多层次、多功能方向发展。
4、空中摄影测绘可以形成三维地面主体模型，这种模型利用自动数码航测，利用激光扫描仪，连接全体定位系统生成测绘图样。摄影技术已经实现数字化，数字化测量必然朝着信息化、产业化方向发展，利用地理信息系统，极大的促进了测绘生产过程的数字化，生产结果的信息化，再结合全球定位系统技术实现了少和无地面控制点的航空摄影测量，使繁重危险的野外摄影测量工作变得更容易。
四、工程测量测绘新技术的应用
1、工程测量地图测绘技术应用。地理测绘信息技术以测绘数字技术为基础，工程测绘技术是以地图数字信息技术为基础不断发展的，然后通过建立数据库来实现资源共享。这一方面降低了测绘成本，提高了经济效益，另一方面提供了测绘信息的准确可靠性。在工程测绘中，通过全球定位技术，采集数据然后将数据和信息进行全面的分心和反馈，从而保证了数据的可靠性和数据的真实性。GPS通过时间性来对获取信息精确排列，可以进行快捷的数据查询，根据要求对测绘区域数据进行严格控制，得到相应的坐标图，为后期的工程项目建设提供数据支持。
2、工程测量测绘“3S”技术。“3S”是GPS、GIS、RS简称。当前的GPS已经于RTK相结合形成GPS全站仪，在工程测量中通常采用导线测量方法或三角测量技术来进行测绘，当前这种方法已经不能满足工程建设的需要，将GPS与RTK技术相结合，从而能保证测量工作的质量，利用RTK技术的实时动态性，能够在仪器无法检测到情况下检测出各个控制点，并能够按照相应的要求获得相应的控制点，灵活性强。在实际工作中，通过 RTK 技术大大缩短了GPS的工作时间，保证信息的可靠性，提高数据处理的质量。GPS 技术与 RTK 技术相结合的测绘技术是测绘方法中的又一先进技术，我们将其称之为 GPS 全站仪。
GIS通过模拟将数据信息已图形方式来表达，形成地理信息系统，通过收集信息处理和分析，形成图形表达。这种方法能够对其进行编辑和修改，这种方式主要应用在煤炭工程测量中，在检测煤矿资源时，我们可以通过这一技术来了解其所处的详细位置，并且还能够对测定的信息进行管理。RS 遥感技术也就是从高空或者外部空间来获取地面的各种地理信息，然后再对这些技术进行扫描、传输以及处理，最后在对地面的各种现象或者物体进行远程控制的一项现代化综合技术。一般来说，这种技术在森林资源调查、病虫害预测等方面最为常见，还可以对地面沉陷、环境污染等进行全面的测量。
3、工程测量三维激光扫描技术。三维激光扫描仪是现代社会发展中的又一测量技术，其主要是以技术为基础、GPS手段，通过软件构成三维激光测绘技术，与传统工程测绘相比，三维激光扫描测绘提供工作效率降低测量成本，数据的可靠性和信息准确性更高；应用的范围更广操作更为方便，此外还可以获得比较完整和详细的三维图形。常情况下，我们会将这一技术应用在对地质边坡的稳定性或者地表移动情况的测量当中。
4、工程测量数字测绘技术。数字化测图技术是在测量工作的基础上，利用计算机技术来形成图像的过程，也称计算机成图技术。在实际的测量工作中，在建立地理信息系统的时候，通常应用大比例尺来进行实地测量形成图形，因此需要对这些原有图形进行数字化处理。如果形成的地面数字图在满足一定精确比例的情况下就可以直接通过常规的方法、数字以及摄影方式进行数据擦剂，最后在计算机软件的帮助下，将地图中的坐标以数字化存储方式表示出来。在测绘技术发展的现阶段，通过对网络信息化的普及和应用，在已有的成熟技术的基础上，对 GPS、Google Eerth、bing Map 等地理信息网络的应用，通过对设备测绘技术的革新，研发出数字化测绘软件，使现阶段工程地理测绘技术有了很大的发展。
五、结论
因为新理论和成果的不断涌现 ，测绘方面的新技术也不断获得新的进展 ，使得现代工程测绘朝着高度数字化和自动化、过程控制的智能化和可视化方面发展 ，使得测绘工程越来精确和实时、快捷。
参考文献
[1]张连贵,梁广泉.《测绘新技术的发展及在矿山测量中的应用
研究》[M].地矿测绘出版社2010年版.
[2]宁津生,陈俊勇,李德仁等.《测绘学概论》[M].武汉大学出版
社2011年版.
