海島礁測量技術應用探討

茅克勤

摘 要：海島礁測量作為海洋空間資源測量中的重要組成部分，區別于傳統的陸域測量，其作業成本、作業難度也遠高于近岸測量。隨著浙江“兩區”戰略的深入實施，準確獲取海島礁地理空間信息，并進一步掌握全省海島礁分布特征、數量、面積已成為科學管理海洋、優化配置海洋資源的重要的基礎性任務。該文就當前主流的海島礁測量技術展開研究探討，并重點就無人機技術在海島礁測量中的應用進行了展望。

關鍵詞：海島礁 測量 無人機 地理空間信息

中圖分類號：P22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（c）-0073-01

浙江作為海洋大省，海島數量居全國首位，隨著浙江省“兩區”戰略的實施，浙江明確了構建“一核兩翼三圈九區多島”的海洋經濟發展格局。保護利用海洋資源已成為重點關注的環節，海洋空間資源相關的基礎工作得到進一步重視。海島礁作為海洋空間資源的重要組成，其測量定位存在一定難度，主要表現為：一是海島礁測定與潮位密切相關，測量時機難以準確把握；二是歷年本底數據匱乏，基礎工作較為薄弱；三是往往地處偏遠、基礎設施不夠完備，造成工作時人力成本居高不下。要克服上述問題，必須選擇測量響應迅速、基礎設施依賴低、人員投入需求少的測量技術。

1 海島礁測量的三大基準分析

海島礁的測量基準主要有平面控制基準、高程及深度基準、重力基準。

平面控制基準。由陸域范圍的平面控制網以統一的參考橢球向海域、海島礁延伸，形成的海陸一體的平面控制網，從而作為海島礁測量的平面控制基準。鑒于海島礁控制點尚未完全覆蓋到位，需與現行的2000國家大地坐標系大地基準進行有效銜接，并對現有的海洋控制網進行適當的補充、加密。

高程及深度基準。陸域范圍內主要用高程基準對地物的高度、海拔進行刻畫，目前，應用較廣的高程基準為1985年國家高程一期和二期，全國使用統一的起算點；而深度基準原先用于海圖繪制，將理論最低潮面作為起算點。由于不同海域理論最低潮面存在差異，深度基準在全國沒有統一的原點。當前，浙江省正致力于構建海陸一體的水準基準，將大地水準網與驗潮站進行聯測，但尚未形成真正統一的高程及深度基準。

重力基準是指絕對重力值已知的重力點，作為相對重力測量的起始點。我國于1985年重新建立的國家重力基準由6個基準重力點，46個基本重力點和5個因點組成，稱為1985年國家重力基本網。當前，海域重力數據來源較多，有陸地重力、船測重力、航空重力等，各種數據測定標準存在一定差異，亟需進一步融合統一，形成適用海島礁測量的重力基準。

2 海島礁岸線的確定

海島礁潮位和海岸線判定是海島礁測量中的難點所在。海岸線并非實際存在的曲線，通常指的海岸線是陸地與海洋間的分界線，結合海島礁定義，應以高潮時水位的痕跡線作為海島礁岸線。然而，自然形成的痕跡線，按地區、時段存在差異，并隨海岸類型、岸線走向、地貌特征的變化而不同。在浙江省海域，有些島嶼痕跡岸線的高程不符值可達2～5m。因而，無論采用現場測量還是遙感影像判繪等方法，海島礁岸線的判定都少不了人工干預，對痕跡岸線的判斷會產生一定的差異。在現有情況下，應盡量選擇高潮位時段測量海島礁，以減少類似誤差。

3 海島礁測量中的主要技術手段

3.1 GPS-RTK技術

GPS-RTK技術已廣泛應用于地籍測繪與地形測量中，其成熟、可靠的運行保障以及24h全天候的衛星作業模式已成為現代測量必不可少的技術手段。浙江省目前已經建成了基本覆蓋全省范圍的省級ZJCORS系統，CORS系統其實質是一種基于連續運行固定基站的網絡RTK服務系統。在CORS基站30km的覆蓋半徑內，開展海島礁測量工作，可實現5～10cm的定位精度。因此，GPS-RTK技術是目前海島礁測量中最為便捷、且技術要求較低的測量手段；然而，對于個別海島，如臺州大陳島，在實踐過程中出現CORS信號不暢等情況，無法正常作業。

3.2 遙感技術

應用遙感技術，可以大大降低前期的人工投入。利用全色遙感影像，能翔實展現海島礁的地形地貌，強化顯示效果；利用不同波段的遙感影像，可較為準確地判定、提取海島礁的岸線，當前較為流行的高分辨率遙感影像，如Quickbird、WorldView等，均能達到亞米級分辨率。但是，遙感衛星的運行軌跡相對固定，到達某一地物上空的時間穩定，很難在高潮位時獲取某一海島的空間信息，這也造成了在海島測量中很少應用遙感技術。

3.3 無人機技術

無人機技術具有續航時間長、影像實時傳輸、高危地區探測、成本低、高分辨率、機動靈活等優點，江蘇連云港、遼寧大連已應用低空無人機開展了海域動態監測，但目前應用于海島礁測量仍然較少。其主要原因是海島礁測量對于無人機的續航時間、穩定性、起降限制等有著更為嚴格的要求。

4 無人機技術在海島礁測量中應用展望

在浙江省海洋空間資源測量中，已開展了無人機監測的初步探索實踐。由于浙江省海島礁眾多，其中無居島海島礁占據一半左右，往往出現人員登島困難的情況，外業安全存在隱患，無法正常開展現場測量，無人機技術將很好地克服上述問題，為海島礁監視監測、無居民海島保護與利用提供基礎數據保障。

無人機自身的特點決定了其在海島礁測量中的獨特應用優勢，在無人機技術趨向熱門的今天，在不久的將來，無人機技術必將成為海島礁測量的重要技術手段。

5 結語

海島礁測量有別于一般的陸域測量，需要不斷的技術進步與創新，以提升其測量的效率和準確性。在完善相關理論和技術規程的同時，更需引入低空無人機等先進技術，以提升其測量數據的更新頻率，解放人力投入。該文僅結合浙江省海島礁測量的實踐工作及現勢需要，就相關技術手段進行研究探討，對于無人機技術在海島礁測量中的應用做了初步展望，今后將在這方面作進一步的深入研究與實踐，以獲取更豐富的支撐數據。

參考文獻

[1] 許家琨，歐陽永忠，繆世偉，等.東海轄區海島礁測量的若干問題和對策[C]//中國測繪學會.中國測繪學會第九次全國會員代表大會暨學會成立50周年紀念大會論文集中國測繪學會.2009.

[2] 許家琨，歐陽永忠，繆世偉，等.東海轄區海島礁測量的若干問題和對策[C]//中國測繪學會海洋測繪專業委員會.第二十一屆海洋測繪綜合性學術研討會論文集中國測繪學會海洋測繪專業委員會.2009.

[3] 周立，謝宏全，史建青.CORS在海洋管理中的應用[C]//測繪出版社.第二屆“測繪科學前沿技術論壇”論文精選測繪出版社.2010.