理论最低潮面定义和算法的应用问题分析

分析了理论最低潮面定义的可能最低潮面含义，研究了定义实现算法的差异，发现了长周期分潮改正公式的错误。验潮站深度基准面的重新计算结果与采用值比较表明，在多数验潮站二者存在明显差别。指出在数字化海洋空间信息构建过程中，重新确定各站意义一致的深度基准面具有必要性。     

中国北方四省市邻近海域深度基准面模型的构建

通过两步构建了覆盖中国北方四省市邻近海域、分辨率为1′×1′的深度基准面模型。首先以精密潮汐模型为基础,由理论最低潮面的定义算法构建了初步模型;其次设计了以略最低低潮面传递法为基础的订正算法,由历年测绘海图所用的179个验潮站L值,对初步模型实施订正,构建了成果模型。43个长期验潮站评估表明,初步模型的中误差为5.4cm。空间分布密集的验潮站点将深度基准面模型归化至海图的深度基准系统,达到了工程实用的要求。     

深度基准传递方法的比较与验潮站网基准的综合确定

分析了深度基准确定的不同方法及由此产生的理论最低潮面含义不一致性。重点比较研究了在长期站基准值的控制下,传递确定短期和临时验潮站深度基准的多种技术方法。以某水深测量工程实例对测区验潮站网深度基准值的统一、协调确定进行了示范论证。得出的基本结论是:在当今深度基准基础框架不完备的现实条件下,水深测量工程区域的深度基准应由所布设的短期和临时验潮站与测区及附近长期验潮站组网确定。确定方法应尽量利用实际观测信息,依据潮差比或略最低潮面比等不同方法传递,并依据规定的限差指标检核。示范实例的计算表明,由不同基准站、不同方法传递确定同一短期验潮站深度基准值的差异可控制在10cm以内。     

中国南海北部海图深度基准面换算关系的研究

中国南海北部不同时期的海图采用的深度基准面不一样,深度基准面的多样性使的不同时期所计算的深度基准面数值不具有统一性,无法充分利用诸多历史海图资料,有必要了解历史海图深度基准面之间的关系。针对中国南海北部,利用多年实测潮位资料进行调和分析并根据调和常数计算验潮站的深度基准面,获得中国南海北部14个验潮站的深度基准面值,探讨了不同深度基准面之间的换算关系,研究表明最低低潮面不适合日潮海区,理论最低潮面与略最低潮面之间平均间距为18cm,理论最低潮面与最低天文潮面除厦门、三亚外两者平均差距达到1.88cm,具有近似一致性。     

天津海域深度基准面L值模型构建

基于天津港邻近海域构建的精密潮汐模型,由区域精密潮汐模型各网格点的调和常数,按深度基准面L值的定义算法计算生成网格形式的L值模型。采用天津海域11个验潮站的深度基准面L值对L值模型实施订正,构建了天津海域1'×1'的深度基准面L值模型。     

调和常数及深度基准面的变化与历元订正

分析和验证了黄海沿岸部分长期验潮站M2分潮振幅的线性变化趋势及深度基准面L值增大趋势,发现了长周期分潮调和常数不稳定性对深度基准面确定的影响。研究表明,在剥离了深度基准面变化趋势后,由年观测数据分析结果确定的深度基准面可达到厘米级的精度水平,而由月分析结果确定的深度基准面存在周期性变化,其深度基准面不宜直接计算确定。论证了对潮汐调和常数附加历元信息的必要性和基本方案。通过研究得出对统一深度基准建立的指导性结论。     

南海沿海港口航道图深度基准面计算与评估

《海道测量规范》(GB 12327—2022)正式实施,按照新规范评估南海沿海港口航道图深度基准面值,能为海洋垂直基准的维护提供数据支持。对广州海事测绘中心辖区17个长期水位站长于2年的水位数据、长期站邻近的28个短期、临时水位站数据进行潮汐分析,评估了长期水位站的L值及深度基准面保证率,分析了短期、临时水位站平均海面、深度基准面的传递精度。结果表明：17个长期水位站3种算法深度基准面保证率均超过98%,保证了航行的安全性;不同方法确定的深度基准面L值互差,53%的长期水位站超过10 cm, 7%短期、临时水位站超过15 cm, 11%短期、临时水位站两种方法L值中数与原采用值差值超过15 cm,亟需修正南海沿海港口航道图深度基准值。     

关于理论最低潮面定义算法的修订

在结合相关研究成果基础上,对理论最低潮面定义算法中的长周期改正与浅水改正部分进行了修订。由中国沿岸86个验潮站,利用最低天文潮面对修订算法作了检验和分析,结果表明:修订算法与最低天文潮面的差异大部分在2cm内,两者具有最低潮意义一致性;在个别浅水分潮较大的河口站,浅水改正不能充分组合出最低潮位,建议该类型站计算理论最低潮面时,应与最低天文潮面作对比。最后,分析了分潮数对最低潮面的影响,结果表明:分潮越多,组合出的最低潮面不一定越低,13个分潮是合适的选择。     

基于验潮站组网的深度基准面确定

分析了短期和临时验潮站深度基准确定的不统一性。重点研究了以长期验潮站作为控制,将验潮站组网传递确定深度基准面的方法,具体阐述了最小二乘拟合求取潮差比与平差方法求取深度基准值的计算方法与原理。利用仿真实验与实例计算论证了该方法的合理与可靠性。得出的结论是:在海道测量作业海域,基于验潮站组网确定深度基准可以达到理想的精度,且获得含义统一的深度基准面。     

山东沿海无缝深度基准面模型构建

无缝深度基准面模型的构建是实现海洋测绘成果基准统一的一项重要基础性工作,对于促进实现陆海统筹具有重要意义、根据我国目前规定采用的深度基准面,即理论最低潮面,以及国际上推荐使用的最低天文潮面,本文利用全球潮汐模型FES2014提供的13个分潮调和常数,分别构建了山东沿海(34.5°N-38.5°N,117.5°E-124°E)分辨率为1/16°×1/16°的理论最低潮面模型和最低天文潮面模型,对两者的基准值在该研究海域的分布情况进行了统计分析,分别位于-30.39 cm到-318.57 cm以及-33.69 cm到-318.76cm,并研究了两者的差异情况,差值介于-6.68cm到7.99cm,其中94.1%点位的差值位于±5 cm内,78.9%的点位表现为正值,说明在山东沿海的多数海域,最低天文潮面位于理论最低潮面以上。     

一种建立局域无缝海图深度基准面的方法

根据海洋测绘中垂直基准构建的需求,提出了一种基于主成分-逐步回归分析的建立局域无缝海图深度基准面的方法。在此基础上,利用中国某海区多个验潮站深度基准面值及分潮调和常数振幅,建立了该海区局域无缝深度基准面值回归方程。实例计算表明,该方法所建立的局域海区无缝海图深度基准面值能够达到厘米级精度,可为海图深度基准面体系的重新构建提供技术支持。     

我国深度基准面不统一所带来的问题与对策

简述了深度基准面的概念，分析了海图深度基准面不统一造成的误差及其形成原因。针对海图深度基准面的使用现状，探讨了深度基准面不统一对海洋测绘成果应用的影响，提出了统一海图深度基准面的方案和建议。     

合理基准变换改进海图水深精度的方法研究

在海图深度基准面不一致的情况下,使用制图资料标绘新海图图载水深数字,或者由海图确定实际水深数值时,需要准确把握制图资料、新旧海图和潮汐起算面的深度基准关系。通过分析现有海图深度基准存在的问题,对不同海图深度基准面之间的关系及其数值的查实与确定进行了研究,并针对海图深度基准面实际应用和研究的状况,提出了合理基准变换改算水深数据的方法。实际应用表明,该方法可将图载水深改算到同一深度基准面,对于改进海图水深数据精度具有积极意义。     

利用差分订正求取中期验潮站海图深度基准面的研究

针对中期验潮站因观测时间较短而导致所得调和常数不稳定的实际,对中期验潮站海图深度基准面的确定方法进行了理论研究。分析了海道测量规范中求取海图深度基准面的方法;提出了一种利用差分订正来求取中期验潮站海图深度基准面的方法;并与《海道测量规范》及最小二乘拟和传递法两种方法进行了理论和实例对比分析。研究结果表明,差分订正方法用于确定中期验潮站海图深度基准面,具有更高的精度。     

海洋测绘垂直基准的建立与转换

在我国海洋测绘采用的多个基准面的复杂进程中,垂直基准的建立与实现已开始初露端倪并越来越引起大家的重视。就海洋测量垂直基准的现状、垂直基准面间的关系、海岸带地形测量与水深测量基准面转换技术等方面进行探讨,以期实现海岸带地形图和水深图的无缝拼接。     

珠江口现行潮汐基准面的质疑与探讨

详细分析了珠江口水域现行潮汐基准面存在的若干问题，利用珠江口水文信息系统的长期验潮站资料对潮汐基准面进行了计算和精度分析，获得了科学的、合理的潮汐基准面资料，最后提出了进行专题分析评估现行潮汐基准面资料科学性和合理性的建议。     

海洋测绘垂直基准综论

系统分析了海洋测绘垂直基准的分类及其在海洋空间信息表达中的作用，论证了现代海洋测绘垂直基准的体系模式。阐述了无缝海图深度基准的概念和实现方案、海洋测绘垂直基准的分级模式、不同级别垂直基准的相互转换关系，以及海洋测绘垂直基准的质量控制和应用。目的是推动现代海洋测绘垂直基准框架体系的建设。