姜衛(wèi)平：你不知道的海洋測繪

我國是海洋大國，大陸海岸線長達1.8萬多千米，擁有約300萬平方千米的管轄海域。海洋孕育著地球生命和人類文明，蘊藏著極其豐富的自然資源。當前，我國正在實施海洋強國建設戰(zhàn)略，海洋在我國社會發(fā)展和經濟建設中的戰(zhàn)略地位日益突出。海洋測繪是發(fā)展海洋經濟和維護海洋權益的重要保障，以海洋和內陸水域為對象，提供水體、水底和沿岸等的地理信息，能為建設海洋強國提供基礎支撐信息。但傳統(tǒng)以船測為主的海洋測繪手段獲取的信息難以覆蓋全球，時效性差。衛(wèi)星測高、衛(wèi)星重力、衛(wèi)星導航定位等衛(wèi)星大地測量技術開啟了觀測和認識海洋的新紀元，能提供大范圍、全天候的觀測數據。讓我們一起走進：海洋測繪和內陸水域監(jiān)測的衛(wèi)星大地測量關鍵技術及應用。

衛(wèi)星測高技術利用所搭載的測高儀通過測定雷達脈沖信號往返于衛(wèi)星和地球表面所經過的時間來確定衛(wèi)星到星下點海面的距離，根據已知的衛(wèi)星軌道高度，并顧及各種誤差改正項來獲取某種平均意義上的海平面相對于參考橢球的大地高，即海平面高度。聯(lián)合多源衛(wèi)星測高數據可以得到全球分布的多種海洋地理信息，精確刻畫平均海平面高并分析其趨勢性變化、反演海洋重力異常與海底地形、確定潮汐模型及建立海洋深度基準等。

平均海平面是海洋深度基準的重要參考面，其變化是影響海洋經濟發(fā)展和全球氣候變化的重要因素，也是各臨海國家關注的焦點。基于衛(wèi)星大地測量的海洋測繪技術能夠精確獲取海平面及其變化。作為國家高程起算面，大地水準面定義為與平均海平面最為密合的重力等位面，大地水準面與平均海平面的差距為海面地形，而大地水準面與垂線偏差、重力異常具有嚴密的理論關系，因此，通過確定的平均海面高，可以計算海洋垂線偏差，進而反演海洋重力異常。

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陸地垂直基準是陸地上工程建設中所需海拔高的參考面，我國陸地垂直基準為通過青島原點的大地水準面；而海洋深度基準是船只航行的重要基準面，定義為平均海平面以下的更低潮位面。陸地高程基準與海洋深度基準建立模式不同，難以精確轉換，導致陸海地理信息不能直接聯(lián)合使用。統(tǒng)一的陸海垂直基準是保障陸地、海洋地理空間信息無縫銜接與轉換的基礎。利用衛(wèi)星測高技術可以確定精細的海洋大地水準面和海洋潮汐模型，即可計算更低潮位面，實現陸地與海洋基準的無縫轉換。

海洋垂線偏差和重力異常等海洋重力場信息是海洋勘探、遠程武器發(fā)射以及陸地高程基準與海洋深度基準統(tǒng)一的重要基礎數據。傳統(tǒng)的海洋重力測量 *** 受到海洋環(huán)境、技術模式及海洋權益的限制，觀測數據稀疏，無法覆蓋全球。聯(lián)合衛(wèi)星測高、衛(wèi)星重力等技術能夠獲得全球精細的海洋重力場信息。海洋重力異常主要產生于海底形態(tài)及其均衡補償物質的密度分布異常，與海水深度（海底地形）有密切關系，故通過海洋重力異常可以反演海底地形。

地球是一個不斷變化的動力系統(tǒng)，當某一區(qū)域內的物質重新分布(遷移)時，會引起地球重力場發(fā)生變化。衛(wèi)星重力技術利用衛(wèi)星搭載傳感器探測地球重力場，可獲取高精度地球重力場的時變信號，可用來估算陸地冰川冰蓋和表層水儲量以及海水質量變化信息。采用傳統(tǒng)水文和冰川監(jiān)測離散點觀測 *** 難以獲得整體變化，然而，衛(wèi)星測高技術可以獲取內陸湖泊等水域的水位高度及其變化，特別是在無人區(qū)或難以到達地區(qū)的湖泊，同時，衛(wèi)星重力技術可獲取陸地大范圍的水儲量變化。因此，衛(wèi)星大地測量技術不僅在海洋上的測繪與監(jiān)測效果顯著，還可拓展用于內陸水域的變化監(jiān)測。

目前，海洋測繪和內陸水域監(jiān)測的衛(wèi)星大地測量技術及其相關海洋地理信息成果已廣泛用于沿海區(qū)域數字高程基準構建、港珠澳大橋等近海工程建設、東海等海區(qū)無縫深度基準建立、南海基礎地質研究等工作，還用于地理國情監(jiān)測重大工程，獲取了青海湖等湖泊水位變化。這一技術在測繪、海洋、交通和水利等多個行業(yè)具有廣泛應用前景，可在自然資源水文要素監(jiān)測、海洋動力環(huán)境立體監(jiān)測等方面發(fā)揮重要作用。