测深误差度量模型和精度指标对比分析与评价

为确保海洋测深成果质量,实现不同涉海部门海洋测深数据成果的共享和融合,系统分析了不同规范测深误差的度量模型与方法,探讨了测深数据的精度评估模型和流程,定量比对了不同规范的精度评定指标。在测深实践中,明晰所采用的误差度量模型与方法,可避免概念混淆引起的成果失真;实例表明在测深数据后处理中,应同样重视先验式精度评估可减少引入系统误差。该研究有助于为国内各标准规范更新提供理论依据,有助于数据的统一利用和综合评估,加强不同行业部门数据的共享兼容性。     

顾及水深的单波束测深系统误差改正方法

为解决单波束测深系统利用单一延迟值改正往返断面位移精度低的问题,在分析单波束测深系统误差产生原理基础上,得出往返断面位移是由系统延迟引起的固定差和换能器偏角引起的与深度相关比例误差共同作用的结果,通过建立水深与往返断面位移之间的数学模型,证实水深与断面位移具有极高相关性.利用求取单波束系统延迟及换能器偏角参数,对同一测...     

《海洋测绘》2003年1～6期总目次

海洋测量机载激光测深中的深度归算技术欧阳永忠 ,黄谟涛 ,翟国君 ,等 (1— 1)多波束测深系统的归位问题研究赵建虎 ,刘经南 (1— 6 )海图深度基准面的算法研究暴景阳 ,黄辰虎 ,刘雁春 ,等 (1— 8)海洋测线网平差中拟稳测线系统误差的影响李明叁 ,刘雁春 ,黄谟涛 ,等 (1— 13)侧扫声纳和多波束测深系统在海洋调查中的综合应用罗深荣 (1— 2 2 )侧扫声纳数据库管理设计滕惠忠 ,邓雪清 ,郭思海 (1— 2 7)多波束测深系统的安装校准王闰成 (1— 34)双频测深仪在海底浅层物质分类中的应用郭发滨 ,刘忠臣 (1— 4 6 )黄河改道后河口至黄河海港海岸…     

多波束测深系统的精度评估方法研究

在分析了多波束测深系统测量误差来源的基础上，讨论了多波柬测深系统静态精度、相对精度和绝对精度的系统精度评估方法。采用的静态精度评估方法就是在多波柬测深系统静止的条件下考核其对同一位置测量深度的误差；相对精度评估方法就是布设多条交叉重叠的测线，考核交叉重叠点的测深误差；绝对精度评估方法是在多波束测深的同时利用高精度的测深仪测量同一区域，用此参考地理模型来检验多波束测深的精度。根据误差理论，三种精度评估的方法分别从系统稳定性、自符合性和系统误差方面确定各误差源的综合误差，它们是检验多波束测深系统精度是否符合海道测量标准的有效方法。文中给出了系统试验数据的重要结果及设备验收的方法。     

测深拼接的组网平差判定方法

从网平差角度研究两相邻图幅的重叠测线间拼接问题,提出3种组网平差模型和图幅间系统误差的判定方法,并通过实例计算比较了组网平差判定法和常用的重叠线直接比对法,计算结果表明,组网平差判定法克服了常用的直接比对法对重叠测线依赖,能有效准确地判定图幅间的系统差异,为测深网拼接提供了更为实用的方法。     

海口湾可见光遥感测深方法研究

以海口湾为研究区,利用Landsat资料进行可见光遥感测深方法研究。采用NDWI、MNDWI、EWI、NWI指数的阈值分割法进行水陆分离,结果表明NDWI指数更适合海口湾。选取与水深相关性比较好的反射率因子TM2、TM3、TM1/TM2、TM1/TM3,采用目前常见的可见光遥感测深方法,建立了线性、对数、幂指数、指数测深模型,与实测水深的比较结果表明TM1/TM3的指数测深模型在0-10 m水深的平均绝对误差为1.67 m,在实际应用中有参考价值。此外,建立了TM2、TM3、TM1/TM2、TM1/TM3的二次多项式测深模型以及对数二次多项式测深模型,建立了它们的二元和四元线性、对数测深模型,还建立了它们的分段函数测深模型,与实测水深的比较结果表明,二次多项式测深模型优于线性测深模型,对数二次多项式测深模型优于对数测深模型,分段函数测深模型优于非分段函数测深模型。     

机载LiDAR测深在海洋测绘中应用的可行性分析

针对海洋测绘中遇到的环境恶劣、任务繁重等情况,分析了机载Li DAR测深应用到海洋测绘中的可行性。介绍机载Li DAR测深原理、优势、典型设备,针对系统最大穿透深度、最浅探测深度、测点密度及测深精度等关键技术指标进行分析。最终得出结论,机载Li DAR测深符合海洋测绘的需求,应用到海洋测绘中是切实可行的。     

基于面向对象和MapX技术开发测深数据管理软件

为了实现测深数据的数据库管理模式,采用面向对象和GIS技术来开发测深数据管理软件,测深项目的所有数据如测线、水深点、潮位、声速剖面以及相关的图片和文档均保存到单一的Access数据库中,数据处理和数据管理工具通过可视化的组件或者以类的方法来提供。软件以MapX和C Builder进行开发,并在实际的测深项目中得到应用。     

基于变异函数的多波束抽稀间距确定方法

在格网化抽稀方法中,抽稀间距的选取直接影响多波束测深数据抽稀结果和构建海底地形的表征能力。为了合理确定多波束测深数据抽稀间距,将地质统计学中的变异函数理论引入到多波束测深数据抽稀中,由水深变异函数估计海底DEM的精度,得出海底DEM精度与抽稀间距的关系。通过仿真计算表明:如果给定海底DEM的精度,再依据计算得到的拟合水深变异函数参数值,即可确定多波束测深数据抽稀网格间距的大小,该法适用于多波束测深数据抽稀的应用中。     

多波束测量边缘波束测深精度分析与评估

根据多波束测深系统边缘波束采集的异常数据云图,判别分析多波束测深系统的各误差源对边缘波束测深的影响,从理论上探讨声线折射所引起的测深误差与边缘波束角之间的关系,通过多波束测深工程实例的精度验证,结果表明:换能器安装的牢固程度和校准精度、测船定位和姿态改正与测深的时间同步性,对边缘波束的测深精度影响较大;声线剖面误差使得中央波束和边缘波束的测深偏浅或偏深,各波束的测深误差曲线呈现"哭脸"状或"笑脸"状,但对于各波束测深的综合精度,中央波束精度相对较高,两侧边缘波束精度相对较低。     

用于分离海道测量时间序列信号中系统误差的新方法

分离海道测量时间序列数据中的系统误差是测量数据处理的一项重要工作。尝试利用半参数法分离一维时间序列数据中不同性质的系统误差,通过对水位数据仿真计算,取得了良好的系统误差分离效果;因此,半参数法是一种优良的分离海道测量时间序列数据中系统误差方法,完全可以用于海道测量的时间序列数据分析。最后,提出了利用半参数法处理实测数据的一般处理模式。     

海洋地磁测量资料的虚拟检查线调差方法

在海洋磁力测量中,因受测量环境及各项改正的残余量等因素的系统性影响,不同测线间存在着不同程度的系统差,这种测线系统差会使测区磁场水平不统一,导致磁异常等值线图失真。为此,研究了基于虚拟检查线的海洋地磁测量数据调差方法,该方法尝试在不使用检查线数据情况下,沿垂直于测线方向选取一定数量的虚拟检查线,根据测线数据拟合出各条虚拟检查线上场的分布规律,并将测线方向拟合前后残差的平均值作为各条测线上的测线系统差,对各条测线数据进行改正。仿真计算与分析表明:对于磁异常变化较平缓的测区,该方法可以有效消除测线系统差;当磁异常变化剧烈时,该方法可以部分消除测线系统差。     

国际海道测量标准比较研究

为适应海道测量数据应用领域不断扩大和用户要求不断提高的需求,国际海道测量组织和世界海道测量技术发达国家相继发布了各自的新版海道测量规范和标准.将我国海道测量规范与国际海道测量标准在测量的分类与质量基准、水深测量技术要求以及其他测量标准等方面进行比较详细的分析比较,指出了我国海道测量规范的不足和需要改进的问题,旨在推进我...     

多波束测深系统换能器的安装校准分析

在多波束测深系统的换能器安装与使用过程中,由于无法保证换能器坐标系统与船体坐标系统完全重合,因此必须进行横摇、纵倾以及航向偏差校准与改正,使两者坐标系统相一致.详细分析了多波束测深系统换能器安装校准的原理和方法,以"亚美通道"海底光缆路由调查中,挪威 Simrad EM 3000 多波束测深系统的安装与校准为例,阐述了其安装校准方法及在海底地形测量中的应用.     

Seasonal circulation and mass flux estimates in the western Sicily Strait derived from a variational inverse section model

Seasonal hydrographic conductivity–temperature–depth surveys and moored current meter measurements have been analysed using an inverse approach in order to highlight the main features of the circulation in the western Sicily Strait during 2003. The variational inverse section model combines different types of constraints to seek for a continuous flow field satisfying data and physical assumptions within prescribed prior error bars. It is based on a finite element discretization that allows an appropriate resolution of very irregular topography. The corresponding results, consistent with data and dynamics, are providing new insight into the circulation of the surface and intermediate layers in conjunction with transport and formal error estimates during five hydrographic cruises. In the upper layer, these insights include the southward Atlantic Tunisian Current (ATC) off the Cap Bon Coasts, its high variability at short time-scales and its recirculation during October. For the Levantine Intermediate Water (LIW) regime, a detailed view of the circulation in the western Sicily Strait is given evidencing its recirculation at the western sill during the same period. Transports for both ATC and LIW are computed and found to be maximum in spring and decrease in summer and fall.     

关于海道测量与海洋测量的定义问题

针对目前国内在海道测量(学)和海洋测量(学)认识上存在的分歧,对我国海道测量发展的过程及其内涵的演变进行了分析,对国际上hydrographic survey、sea survey及marine survey的定义和演变进行了剖析,从概念上和应用上对海道测量(学)和海洋测量(学)的关系进行了研究,给出了两者的定义。     

测线间非采样点水深值的平滑效应研究

为了表述和评价水深原图及海图水深数据对海底地形的表征能力,引入了水深插值平滑效应新概念,分析了航海图海道测量及海图编辑综合的水深数据选取特性,给出了测线间水深插值平滑效应的评价指标和方法,并进行了实例统计计算,计算结果表明了方法的可行性和有效性。     

海道测量中测线定位数据处理的三种模型

为了对海道测量中测线定位精度进行评估,以及为补偿测线系统误差的需要,提出了实测定位折线模型,同时在利用小波降噪算法求得拟合航迹线的基础上,提出了拟合定位测线的概念,针对测线的不同形态给出了拟合测线的另外两种模型,即拟合直线和拟合折线。仿真实验表明:提出的三种测线模型均满足1:2 000以下比例尺测图要求;在满足定位精度和测线正横水深梯度不超限的约束条件下,可以用拟合测线代替原始测线进行数据的后处理;三种测线模型对系统误差不存在"淹没效应";拟合折线可以方便地减弱测线内受方向、船速等系统误差的影响。     

Estimating the sea surface dynamic topography from Geosat altimetry data

Optimal interpolation method is applied to Geosat altimetry data both to remove orbit error and to separate temporal mean sea surface dynamic topography (SSDT) from temporal fluctuations around the mean. Loss of long-wavelength oceanic signals at orbit error reduction procedure is smaller in this method than that in conventional collinear methods, but the areal average height over the study domain is still removed as the orbit error. The fluctuation SSDT is quantitatively evaluated by sea level data from tide gauge stations at Japanese islands. The correlation coefficient of the two sea-level variations is 0.83 when the loss of the areal average is compensated by the seasonal variation of the areal average height determined from the climatological monthly-mean SSDT. In addition, the improvement of the geoid model by combined use of Seasat altimetry data and hydrographic data is validated through the estimated temporal mean SSDT. In a local area where hydrographic data contemporary with the Seasat mission exist, the geoid model has been significantly improved so that the absolute SSDT can be determined from combination of the altimetry data and geoid model; the absolute SSDT describes the onset event of a quasi-stationary large meander of the Kuroshio south of Japan very well. Outside this local area, however, errors of several tens of centimeters still remain in the improved geoid model.     

Diagnosis of vertical velocities with the QG Omega equation: a relocation method to obtain pseudo-synoptic data sets

The quantification of vertical motion and vertical fluxes is essential in our ability to predict and tolerate climate change. However, diagnostic estimations might be affected by the errors arising from the necessary compromise between spatio-temporal resolution and cost of hydrographic surveys. Observations of a numerical ocean model have been made in order to test the accuracy of different sampling strategies and their possible a-posteriori corrections. A simple first-order correction method, computing a pseudo-synoptic data set from a non-synoptic data set and involving a geostrophic relocation of the stations is shown to correct significantly the synopticity error in hydrographic data, derived QG vertical motion and vertical temperature fluxes. Sensitivity analyses also show that the lack of synopticity is more critical than other factors, including the sampling resolution, the level of no-motion and the analysis.