_潮间带水下地形测量方法与分析

158

质量管理

0 引言

潮间带指大潮期的最高潮位和大潮

期的最低潮位间的海岸，也就是海水涨至最高时所淹没的地方开始至潮水退至最低时露出水面的范围，这块区域既是海生物丰富聚集的区域，也是最容易受到污染的地方。由于水产养殖、盐田开发、围海造田、海岸防护和治理、港湾建设、旅游建设等综合开发利用及管理的需要，进行潮带间水下地形测量已经成为一项常规工作，同时为海岸工程提供大比例尺地形图。由于潮间带处于陆地与海洋的交接处，时而被海水覆盖，时而干出，对于地形测量来说具有特殊性和困难性。传统的河流水下地形测量使用3台经纬仪前方交会来计算目标的平面位置，再利用静水水面高程与测量的水深来求得测量点的水下高程，这种测量方法测量精度低，效率也不高。随着GPS 技术的迅速发展, 水下测量技术也取得了很大的进步, 已趋于成熟，基本上建立了GPS+计算机+测深仪的测量模式。

1 潮间带水下地形测量的过程及方法水下地形测量前需要进行控制测量，首先收集测区的平面、高程控制点，然后布设图根控制点，构成控制网控制整个测区，用道钉做成永久标志保存。高程控制测量采用符合水准路线测量的方法，一般采用清华山维的控制网平差软件进行平差计算。水下地形测量由于在海上作业，缺少陆地上固定的参考物，因此需要按照航线导航，以免偏离航线。测线一般垂直于海岸布设，实施前需要检测信标机和测深仪，以保证测量数据稳定可靠，满足规范和设计的要求。导航测量一般使用南方测绘仪器有限公司生产的自由行和中海达测绘仪器有限公司生产测深仪软件两个

测量导航软件。两款软件均得到过实践检

验，数据采集可靠。根据预先布置好的测

潮间带水下地形测量方法与分析

李羽荟 史秋晶 江苏省地质勘查技术院 江苏南京 210018

线，按照导航软件提示的航向、偏航距、偏航角、起点距、终点距、航速、方位角等参数进行导航，及时提醒船家调整测船的方向与位置，进行正确测量。

水下单波束测量平面定位，采用信标机实时动态差分DGPS 接收机，接收GPS 卫星定位信号和DGPS 差分改正数对其GPS 定位数据进行实时修正，进而获得精确的定位结果。点位精度可达分米级，保证定位精度要求。立好临时潮位站并进行潮位测量后，进行单波束测量，测深仪的换能器都固定在测船的左侧中间部位，换能器吃水深一般为0.5米。换能器固定杆顶部安装信标机GPS 天线，这样测点平面位置就不需做偏移改正。利用导航软件将测深数据和定位数据按时间记录下来，测量前把笔记本电脑和测深仪时间跟卫星时间调整同步。预先输入航线端点坐标，测量船按导航软件所显示的偏航数据随时纠正航行方向。水深测量时船速不超过4节。每天水深测量前和测量结束后都要进行测深仪人工比测检查，保证了数据的正确性、可靠性。

2 潮间带水下地形测量技术要点分析

控制测量收集控制点坐标后，在CORS Leica 仪器里输入GPS 点的WGS84坐标和1980年西安坐标，拟合求得测区的1980年西安坐标系的七参数。有了七参数之后，直接用CORS 在图根点上进行数据采集，即求得控制点平面坐标。为了防止CORS 差分信号产生漂移，在不同时段对图根点进行两次测量，如果有粗差（差分信号漂移）存在，需进行第三次测

量，选取其中两次测量值相差较小的平均

值作为测量成果。这一要点充分利用了CORS 系统的便捷，同时控制了误差。水深测量前要进行测深仪试航并检查，在测量前，正确安装测深仪换能器，准确量取换能器的动态吃水深。测量时船速不大于4节，对测深仪测深作人工比测，浅水区用竹杆测量比较，深水区用检测板

测量比较，并调节灵敏度值、声速和吃水深度，使深度测量值与深度一致。测量过程中，对仪器的工作电压、电机转速、吃水值、声速值经常进行监视，保证测深仪测深的稳定性、可靠性、准确性。3 工程实例

某工程实例测区位于华东某地滩涂围垦示范区潮间带，单波束测区平行于岸边，边长为15公里，中间垂直于岸边边长为9公里，测区面积为一百多平方公里，测线总长度为100公里。该地受季风影响，冬季寒冷而干燥，夏季温暖潮湿，潮差较大，平均潮差在3米以上，潮流湍急，水质浑浊，含泥量大，海流主要属于沿岸流系，具有气旋式环流的特征。本次测量的目的是完成单波速测深100公里，按1:5万精度计算，覆盖面积约100平方公里，使用GPS 接收机1台套，水准仪1台套，测深仪、潮位仪、信标机各2台套。

整个测区共收集测区岸边的四个GPS 控制点作为平面首级控制点，并收集了地形图等基本参考资料，共布设了四个图根控制点，选在道路沿线，交通方便。平面控制和高程控制测量误差均在允许范围内，精度满足规范要求。两套导航系统进行了一致性检查，同一点采集平面误差都小于±5米。外业测量结束后，对潮位仪数据、测深仪数据、导航数据、CORS 数据、水准数据和检查数据都进行了完整性检查，确保数据的完整，内业能够成图，和数据的准确，并对所有数据进行了备份。内业针对潮位仪数据和水深数据改正进行了处理。

该测区经过测量，得到的成果显示：测区基本是泥质浅滩，测线最深处高潮时水深达到13米左右，其次是高潮时水深达到12米左右。这两处可能是水道，所以比较深。测区落潮后基本都干出，测线的两处为浅滩区较低凹的地方，退潮后有积水。测线一处到岸边较深，人为施工形成，最深的地方有9米左右。

4 结语

针对情况复杂的潮间带，水下地形测

量采用GPS+计算机+测深仪的测量模式，经工程实践，这种方法代替了传统测量方法，可操作性强，精度可靠，测量结果能够反映测区的水下地形的全貌。