海洋测绘信息处理技术及运用研究论述

高新技术 海洋测绘信息处理技术及运用研究论述 何泽良 江门市海洋与渔业环境监测站，广东 江门 529000 摘要：海洋测绘是一项以海底和海洋水体为对象的测量与海图编制工作，其目前在设备技术上得到了深入的发展，特别是网络技术与卫生通信技术的应用，更是为海洋测绘信息处理技术的发展提供了广阔的空间，从而提高了海洋地理信息产品的服务能力。据此，本文结合海洋测绘的相关知识，浅析海洋测绘信息处理技术的运用。 关键词：海洋测绘；信息处理技术；信息网络保障体系；海洋遥感 中图分类号：P229.5 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）12-0035-01 党十八大提出，提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国。国家海洋局提出，开发利用海洋资源必须坚持“规划用海、集约用海、生态用海、科技用海、依法用海”五个用海要求。在这一系列背景下，海洋测绘在设备、技术等都迎来了发展的契机。发展至今，海洋测绘不仅包括水深测量和航海图编制，还包括水文、扫海、地质、地形、重（磁）力测量和专题图、航海书（表）编制等。为了适应这一发展需要，海洋测绘信息处理技术逐渐发展起来。下面，本文深入探析海洋测绘信息处理技术的运用： 1 海洋测绘信息网络保障系统 海洋测绘信息网络保障系统是先创建海洋测绘数据库，再在网络环境下发布海洋测绘信息数据，最后用户通过系统权限分配来在线浏览和查询海洋测绘信息。据此，海洋测绘信息网络保障体系由数据层、业务逻辑层和表现层组成。其中，数据层包括分块数据集、系统数据库、业务数据库和基于ODBC的数据连接层等；业务逻辑层是先将业务数据储存入关系型数据库中，再利用应用服务器和数据引擎来管理数据，最后再运用WebGIS API(Ajax)技术来将操作结果反馈至表现层；表现层的任务是定位和分析矢量数据空间、输出航标、井架平台和常规业务数据等。在海洋测绘信息网络保障系统中，采用了如下核心技术：一是采用分析整合技术来装载录入数据，即通过ArcGIS软件功能来分析、整合、装载和录入数据，从而创建主题不一的数据集，注重保证系统数据的延续性和一致性；二是采用集中+分布的数据存储方式，即先将不同的数据存入相应的数据库服务器中，再集中传至表现层；三是采用数据库技术来管理（非）空间数据，即先将空间与属性数据存入Oracle，再用SQL语句来操作（非）空间数据及用关系数据库来实现集成（非）空间数据；四是采用数据更新交换技术，即在空间数据管理平台上设计数据更新模块来更新系统的网络数据；五是采用C/S+B/S的体系结构，即采用C/S结构来处理数据入库及采用B/S结构来实现在网络环境下发布（非）空间信息。 2 海陆基准统一与海洋遥感图像精校正 目前，在海洋测绘信息处理中，海陆基准统一是一项十分重要的技术。若深度基准不统一，将会妨碍有效信息的收集、积累、使用及影响船只安全航行。因此，应精化海洋高程基准，使其与陆地的高程基准统一。鉴于海陆交接区的连续性特征，则海陆基准统一可保证海岸带的海底地形图与陆地相应的国家地形图的可拼接性，如此可实现不同海域海图的无缝拼接。 海洋遥感图像精校正是海洋测绘信息处理的另一关键技术，其中一个重要的发展方向是运用航空/航天遥感图像来提取滩涂、岛礁等浅水区域的地理数据。近年来，雷达卫星、气象卫星、海洋卫星及各类资源卫星为海洋测绘提供的遥感信息具有多分辨率、多时相、多波段及全天候的特点。但在使用遥感信息及联合使用其他海洋测绘信息时，需解决海洋遥感图像精校正的问题。对此，可采用共线方程式和多项式校正法来解决。其中，多项式校正法直接校正变形的图像，因此需选取地面控制点GCP来保证图像的校正精度；共线方程式则会用到卫星的姿态参数或先用一定数量的GCP来对姿态参数进行反演，再校正图像。显然，共线方程式和多项式校正法都对GCP有所依赖，即要求地面控制点的数量足够，还要求其分布均匀，否则将会影响到校正的精度或无法精校正。但目前，我国沿海或近海海域一带的地面控制点数量不够且分布不均，对于我国海洋遥感图像应用响较大。 3 多光谱遥感水深反演技术 多光谱遥感水深反演是针对多光谱卫星遥感影像，先采用现代数学手段来建立遥感水深反演模型，再创建水深信息与遥感影像的对应关系，从而获取兴趣海域的水深数据。多光谱遥感水深反演的研究内容如下：一是数据预处理，遥感水深反演得以实现的基础，其由遥感影像与水深数据预处理组成。其中，遥感影像预处理旨在通过消除一切干扰因素来实现水深的可靠反演，其包括辐射与几何校正、影像增强和水陆分离等；水深数据预处理旨在通过增强空间数据的时空耦合来消除一切干扰因素及提高水深反演的精度，其包括数据匹配、潮汐改正和相关性分析等。二是遥感水深反演模型，水深反演得以开展的关键，其要求将水深反演精度的影响因素考虑其中，需在研究水质分类与分段技术的基础上，建立基于水质分类的分段水深反演模型，其中水质分类技术是通过研究目标海域的水体特性来消除一切影像水深反演的因素，从而实现水深的精确反演；水深分段技术是指合理划分海域的水体深度，即先按海域的初反演水深来对水深进行初分段，再针对每一水深段创建相对的水深反演模型，最后再设计阈值及采用迭代算法来开展水深反演及调整水深分段，直至前后2次反演的精度满足给定阈值的要求。 4 水下碍航物遥感探测技术 与传统的海洋测量方法相比，水下碍航物遥感探测在获取争议或危险海域的水下碍航物信息上具有无可比拟的优势，其是以遥感水深反演为基础，通过定性分析和定量计算来判别测区海域水下碍航物的性质、分布、位置和最浅深度等信息。其中，定性分析的内容包括分析与判读遥感影像、检测与提取水下碍航物的影像特征、生成海底三维地形；定量计算包括处理测区海域遥感影像与水深数据、反演遥感水深等内容。在这一过程中，需注意如下事项：一是在测定水下碍航物的位置时，需对遥感影像进行几何精校正及转换其数学基础；二是在提取最浅深度时，需采用计算机程序来从测区海域遥感水深反演数据中找出水下碍航物的最浅深度；三是在确定分布范围时，需先从预设的碍航深度中推算出安全水深，再从水深数据中找出安全等深线，从而获得碍航区的数据，最后再利用海底三维地形来判定碍航物的走向与延伸范围；四是在确定碍航物的性质时，需先研究不同碍航物的特征，再利用海底三维地形来进行判别。 5 结语 海洋测绘是海洋综合管理工作的重要技术支撑，其对海洋的开发与保护具有重要作用。随着海洋测绘工作的积累，海洋基础数据量将越加庞大。如何更好地利用海洋测绘数据，是我们目前重要的课题。因此，应加大对海洋测绘信息处理技术的研究，以提高海洋测绘信息的经济和社会效益。在本文，仅介绍了海洋测绘信息网络保障系统、海陆基准统一与海洋遥感图像精校正、多光谱遥感水深反演技术、水下碍航物遥感探测技术等4种常用的处理技术，但海洋测绘信息处理技术还有诸如卫星雷达测高等较多技术。总之，海洋测绘信息处理技术的研究是推进海洋测绘工作的基础，也是做好海洋综合管理的重要一步，值得重视。 参考文献： [1]齐利强,胡连柏.海洋测绘信息网络系统[J].科技传播,2012(13). [2]何书镜,姜建慧,连镇华.福建省海洋测绘学科发展研究报告[J].海峡科学,2015(01). [3]赵建虎,王爱学.精密海洋测量与数据处理技术及其应用进展[J].海洋测绘,2015(06). [4]陆川.关于海洋测绘信息处理技术的探讨[J].科技与企业,2016(03). [5]宁津生,王正涛. 2012~2013年测绘学科发展综合报告[J].测绘科学,2014(02). [6]卢玲贞.信息化海洋测绘未来发展构想[J].科技传播,2012(11). 2016年12期︱35︱