利用全球海潮模型确定海图深度基准面

比较并分析了FES99潮汐模型和NAO.99Jb潮汐模型在浙江近海的精度;利用调和分析法计算了浙江近海的8个主要分潮和3个浅水分潮的调和常数;研究了浙江近海海图深度基准面的计算方法;利用长期验潮站资料验证了本文方法的可靠性与准确性;利用径向基函数方法格网化了经验潮站海图深度基准值加密后的数据,最终得到了浙江近海分辨率为2.5'×2.5'的海图深度基准面模型.     

网格低潮面模型构建及精度分析

文章基于网格潮汐模型构建了网格低潮面(深度基准面)模型,分析了网格低潮面模型的精度影响因子,验证了网格低潮面模型的可行性和有效性.试验表明,网格低潮面模型精度优于20cm,在离岸较远的海区精度更高;基于网格低潮面模型的低潮面确定方法可以避免基准面确定需要设立验潮站获取(同步)潮位观测数据、沿岸低潮面(深度基准面)定义和算法存在差异以及基准面传递技术存在局限性的问题,尤其适合不易设立验潮站的海区的低潮面确定.     

海洋垂直基准及转换的技术途径分析

分析了不同海洋垂直基准面的含义及相互转换关系,研究了在高程基准和地球椭球面上表示深度基准面的实现途径,利用长期验潮站观测数据验证了不同时段平均水位和深度基准的确定精度水平。以南海为例,构建了深度基准面(L值)模型、正常高模型和大地高模型。分析和验证表明,长期验潮站的垂直基准可以实现cm级精度确定。更新和统一验潮站垂直基准确定,为海域垂直基准及转换模型提供了必要的基础条件。     

一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法

针对沿岸低潮面模型构建时数据多源、精度不等的现状,提出了一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法。利用验潮站低潮面数据和基于网格潮汐模型计算的低潮面数据等多源潮汐数据,改进潮汐数据插值方法,根据不同源数据精度信息进行权重配赋,构建顾及不同源数据精度差异的沿岸低潮面模型。实验结果表明,本文所提方法顾及了沿岸海域潮汐运动特点和不同源数据精度差异对建模精度的影响,可以有效利用多源潮汐数据构建较高精度的沿岸低潮面模型,满足低潮线推算等特殊应用对高精度沿岸低潮面模型的需求。     

临时验潮站深度基准面传递模型及其适用性研究

长江口区域瞬时潮汐面受潮汐、径流、风暴潮的耦合作用,具有一定的区域特性。在阐述临时验潮站各种传递模型的基础上,考虑径流季节特性与潮汐特性,利用长期验潮站传递不同时间序列下深度基准面,探讨了各种传递模型在季节特性与潮汐特征组合条件下传递精度及其适用性,提出了长江口区域海图测绘深度基准面传递的优选方案,具有较强的实用性与可操作性。     

利用潮汐性质相似性的长江口水域深度基准面传递精度研究

根据长江口水域长期验潮站的潮位资料进行大量深度基准面传递试验,研究了深度基准面传递精度与潮汐类型值差、传递距离、地形环境特征之间的具体数值关系。该研究成果对长江口水域里深度基准面传递精度指标估计具有参考意义。     

远距离高精度GPS潮汐观测及垂直基准转换研究

为实现远岸潮汐精确监测及潮位海图高程转换,基于GPS事后动态处理技术(PPK)开展了远距离高精度潮位观测、提取及垂直基准面确定和转换模型构建方法研究。分别探讨了在锚定和走航情况下瞬时水面高程信号改正方法及潮位有效信息提取的最优截止频率,并给出了在不同情况下深度基准面大地高的计算方法模型及区域无缝深度基准面大地高构建模型。在实际试验中,基线距离在100km范围内,获得了基于深度基准的GPS潮位,精度优于10cm。     

基于时空Kriging方法建立深度基准面模型

深度基准面是一个呈阶梯状、不连续的基准面,该特点给海洋测绘及相关活动带来严重的影响。目前建立深度基准面模型的方法有很多,一般采用几何插值方法,其函数模型大多以数据点的位置关系为基础。本文使用时空Kriging法建立深度基准面模型,时空Kriging法综合考虑了海面在时间和空间上的变化特征,通过构建不可分离型时空变异函数,对深度基准值进行插值拟合,并通过实例证实了拟合后的深度基准面模型的精度更高、连续性更好。     

利用调和常数内插的局域无缝深度基准面构建方法

为实现局域水域垂直基准间的无缝转换,从深度基准面计算原理出发,根据潮波传播特征,提出了一种基于潮汐调和常数内插的无缝深度基准面建立方法,该方法较传统常用方法具有更高的精度和稳定性。通过长江口区域的实验验证了该方法的正确性及可行性,并在该区域建立了无缝深度基准面模型。     

短期潮汐观测深度基准面确定研究

深度基准面是确定海洋水深的基准,通过长期的潮汐观测可以比较准确地确定深度基准面,但对于短期的潮汐观测则无法准确地确定其基准。本文在分析不同国家深度基准确定的方法基础上,针对短期潮汐观测提出了利用内插法、水准测量法确定深度基准面的方法,经过实际应用,该方法精度高,可以广泛应用到海洋测绘、航道、疏浚、港口建设等领域。     

构建广东省统一深度基准的设想

根据广东省基础测绘"十三五"规划陆海统一空间定位基准框架建设的目标,广东省深度基准建设的总体设想是整合已有长期验潮站成果,并在沿海东西两翼潮汐资料缺乏的地区补充完善若干长期验潮站,同时采用CORS站与长期验潮站并置技术完善深度基准面模型,建立广东省统一的深度基准。构建广东陆海统一的海洋测绘大地基准(高程基准与深度基准),是构建广东省海洋地理信息公共服务平台,实现广东省海洋测绘地理信息资源共享,提升广东海洋立体监测和预报服务能力,以及粤港澳大湾区建设的基础和先行工作。根据深度基准的理论,通过分析广东省海洋测绘工作的现状,提出了构建广东省统一深度基准的方法。     

广东省统一深度基准项目的设计研究

根据对广东省现有长期验潮站数量、分布以及水位数据情况的分析,确立了在已有长期验潮站的基础上,采用适当布设短期验潮站的方式,对长期验潮站进行加密补充;建立海区调和常数变化模型,并结合水深数据、卫星测高数据,构建海洋潮汐模型;最终建立深度基准模型的总体设计思路。广东省统一深度基准的建立,可实现深度基准面1985高程模型的构建,相邻测区间水深成果的无缝拼接,沿海水深成果与陆地地形成果的相互转换,GNSS技术下的水深测量(无验潮模式)以及对沿海范围内海岸线和海岛岸线的精确推算。     

浙江半日潮海区理论深度基准面与略最低低潮面之间的回归方程及其应用

海图上的深度基准面是海图水深的起算面，它是多年平均海而以下的一个面。为了保证航行安全和充分利用航道，深度基准面的确定必须考虑到该海区的潮汐特性。一般地说，潮差大的海区深度基准面与多年平均海而之间的高度大；反之，则小。     

建立我国陆海统一高程/深度基准的构 思 模 式

本文提出了一种建立我国陆海统一高程／深度基准的构思模式。这种以 Ｇ Ｐ Ｓ技术,多波束测深,大地水准面和海面地形模型以及潮汐模型等现代科技为依托的新构思,主要是应用近海海域的海面地形信息。在由动力法计算浅海海域的海面地形时,也就是由深海向浅海过渡时,本文采用了内插外推法。计算结果与卫星测高和水准联测的结果趋势一致。     

利用水位修正模型精化潮位数值模拟

利用海洋动力模式FVCOM（finite volume coast and ocean model）模式建立了高分辨率的海州湾及其外海域潮汐数值模型,提取了整个场内各个网格点上天文潮位值的时间序列。利用该区域内分布的5个验潮站资料提取水位修正模型,对场内的网格点进行水位修正,得到高精度的格点水位时间序列,然后对修正前后的水位值进行比较。结果表明,基于水位修正后的潮位数值模拟结果水位精度提高了10 cm左右。     

海图水深注记的基准更新方法研究

建立统一、规范的深度基准体系是海洋测绘成果应用的基本保证。为了消除目前海图应用中水深注记基准面不一致的影响,本文在以往研究成果的基础上,提出了以平均海面基准为中介的海图新旧深度基准的转换体系,并以某实验海区水深数据为例,构建了基于深度基准面更新模型的海图水深注记的更新方法。经试验验证效果良好。     

中国黄骅港基准面的计算与分析

针对黄骅港航道二期工程对潮汐运动的影响,计算了航道三个位置的基准面.研究了黄骅港新的潮汐规律,据此建立了航道各位置深度基准面的精化数学模型,作为该模型的工程应用,设计了黄骅港的航道基准面;最后检验了系统的潮汐预报精度.     

利用经优化的边界条件开展黄海海州湾潮汐场模拟

受海底地形、开边界驱动水位及底摩擦系数等边界条件的共同影响,当前中国沿岸和近海潮汐场模拟的精度仍显不足。利用精度和分辨率较海图高一级别的水深数据、包含长周期天文气象分潮Sa的由12个主分潮组成的开边界驱动水位及顾及水深空间变化的底摩擦系数等经优化的边界条件,运行二维潮汐数值模式2D-MIKE21,开展黄海海州湾潮汐场模拟。结果表明,天文潮模拟值与海州湾周边6个验潮站1年潮汐表相比,12个主分潮综合预报误差为5.52 cm;与中国海域现有潮汐模型CST1中24个随机点位相比,12个主分潮综合预报误差为7.10 cm。天文潮模拟值和CST1预报值二者与海州湾周边2个验潮站近1个月实测值相比,前者中误差要小于后者。这为在沿岸及近海开展面向海洋测绘应用的潮汐场模拟提供了新思路,同时也表明通过数值模拟的方式构建天文气象分潮Sa是可行的。     

中国沿岸主要验潮站海图深度基准面的计算与分析

对中国沿岸有代表性的15个验潮站的多年潮位观测资料，以年序列进行调和分析并据调和常数计算验潮站的海图深度基准面，分析了由年观测序列求得的调和常数和海图深度基准面的稳定性，研究和更新了理论上可能最低潮面计算中的浅水分潮和长周期分潮订正算法。计算结果表明，中国沿岸不同验潮站的海图深度基准面定义和算法存在差异，新的订正算法计算的可能最低潮面和最低天文潮面具有意义一致性，研究成果能够用来精化和重新构建中国沿岸海图深度基准面。     

联合大地水准面、海面地形和潮波运动数值模拟的长江口陆海垂直基准转换关系

长江口水域地形地貌研究对河道治理建设、水上交通运输等人类社会经济活动具有重要意义,而建立高精度的无缝深度基准面及其与其他垂直基准间转换模型将直接影响到水陆交界区高精度地形地貌数据的获取及统一综合管理与分析。为此着重研究了基于三维潮波运动数值模拟、海面地形和大地水准面3种手段联合的河口水域无缝深度基准面构建及其与其他垂直基准间转换模型,并在长江口南支这一典型河口水域进行了建模实验和模型精度评估分析。结果显示,垂直基准转换模型中误差为12.4 cm,与现场长期潮位站实际观测结果比对分析得垂直基准转换模型误差绝对值均值为24.2 cm,尽管大于模型中误差估值,但仍满足国际水道测量规范对测深中垂向最大不确定度的要求。