海洋測繪產業屬于細分市場，是海洋科學研究、海上交通運輸、海洋權益維護、海洋資源開發、海洋工程建設、海洋環境治理和海戰場建設的基礎。當然，由于海洋環境的特殊性，以及海洋外部輪廓與海底的復雜性，使得高質量的海洋探測及海洋信息獲取變得相對困難。盡管如此，隨著科技的進步與設備的不斷更新，使解決海洋問題有了更多的可能，海洋測繪正向著深度與廣度方向發展，以改變目前落后于陸域測繪及效率低下的問題。
近年來，隨著大數據、云計算等高新技術手段的快速發展及在測繪領域的不斷滲透，海洋測繪在數據獲取方式、信息處理技術、產品供應形態及應用保障領域也在發生深刻變革，海洋物聯網和海洋信息化建設未來會影響到人們的生活。
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海洋測繪是從海道測量沿革而來，我國很早就開展了河道、航道、海道、水道方面的測量，也很早就有了海道測量的說法。1919年在倫敦召開了首屆國際海道測量大會，并籌備成立國際海道測量機構。我國的海洋測繪事業是從1949年初開始起步的，內容基本也局限于水深測量、海岸地形測量、底質探測、障礙物探測、潮汐潮流觀測等，屬于海道測量范圍；上世紀80年代后，才吸納了海洋重力測量和海洋磁力測量，于是才有了海洋測繪的術語。
海道測量以海岸與海底地形測量及海底底質探測為基礎，重點在船舶航行安全保障；海洋測繪是研究海面、海岸、海底地形測量和海洋大地、重力、磁力、工程測量等方面理論與技術的綜合性學科，它的外延要相對寬泛的多。海洋測繪包括海道測量、海洋地球物理測量、海洋學調查等方面內容。按劉雁春教授的定義，海洋測量（或稱水域測量）是服務于水域交通運輸和其他經濟與軍事活動的一項對水域及相關區域進行探測、數據獲取的實用性測量工作，同時為研究地球形狀、海底構造和空間信息提供基礎性信息。
同時，為了不混淆海洋測量與海洋調查之間的概念，翟國君教授在一篇文章中對兩者的名詞分別進行了闡述。海洋測繪是以海洋為研究對象，對海洋地理空間要素的幾何性質和物理性質進行準確測定和描述的綜合性學科，主要包括海洋大地測量學、海道測量學、海底地形測量學、海洋重力測量學、海洋磁力測量學、海洋工程測量學等；而海洋調查是利用各種儀器設備直接或間接對海洋的物理學、化學、生物學、地質學、地貌學、氣象學及其他海洋狀況進行調查研究的手段，以獲取海洋環境要素和闡明其時、空分布及變化規律為目的，為海洋科學研究、海洋資源開發、海洋工程建設、航海安全保證、海洋環境保護、海洋災害預防提供基礎資料和科學依據。
海洋測繪在工程應用方面的主要細分專業包括：海洋遙感、水深測量、海洋重力測量、海洋磁力測量、海洋導航定位、海島礁與海岸帶地形測量、側掃聲吶掃測、海洋底質探測、合成孔徑聲吶探測、海洋水文測量、海洋地理信息系統及其他海洋工程測量等。下面分別說明如下。
⒈ 海洋遙感：包括衛星遙感和機載遙感。衛星遙感是依托我國自主研制的“天繪”“資源”“高分”等系列衛星以及國外公開的各類衛星資源，可得到海量的波浪、溫度、海冰及風力等海洋環境數據，對海洋進行實時、全方位的立體監測。機載遙感主要借助機載可見光相機、可見光攝像機、紅外相機、高光譜成像儀、LiDAR、SAR、合成孔徑雷達等開展海岸帶地形岸線、植被、水色等監測。
⒉ 水深測量：水深測量是海道測量和海底地形測量的基本手段。水深測量與水下地形測量有所不同，水深測量獲取的深度是指在理論深度基準面上的水深，屬于海道測量的重要內容，以保障船舶航行安全為目的，水深也是海圖制圖的主要要素；水下地形測量獲取的深度是以多年平均海水面或1985國家高程基礎為起算面，著重于海陸域基準的統一，用于海洋工程建設的需要，一般用在海洋工程的施工圖中。目前水深測量主要 *** 為單波束水深測量、多波束水深測量和機載激光測深。
⒊ 海洋重力測量：是為研究地球形狀和地球內部構造，勘探海洋礦產資源，保障航天和遠程武器發射等所需進行的測量。海洋重力設備有海洋擺儀和海洋重力儀兩大類，按測量載體可分為星基、機載、船基和沉箱式。海洋重力測量在大地測量學、地球科學、海洋科學、航天科技、水下地磁匹配導航和海洋軍事活動等方面有其重要意義。
⒋ 海洋磁力測量：海洋磁力測量是海洋地球物理探測的重要內容，它以巖石的磁性差異為前提，根據磁異常場的特征及其分布規律，了解海底巖石磁性不均勻性，進而推斷地殼結構和構造、洋底生成和演化歷史，以及勘查大陸邊緣地區的礦產分布。同時磁法探測不受空氣、水、泥等介質的影響，能準確檢測出鐵磁物質所引起的磁異常，因此也廣泛應用于水下小目標尤其是泥下磁性目標的探測，及光電纜、海底路由管線、沉船、鐵錨等探測。
⒌ 海洋導航定位：包括海上位置服務與水下聲學定位。海上位置服務目前主要借助于GNSS全球導航衛星系統定位來進行，已基本取代了地基無線電導航、傳統大地測量和天文測量導航定位技術，包括美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO和中國北斗衛星導航系統等4大衛星定位系統共同組成GNSS系統。水下導航定位多采用水下聲學定位系統，是指用水聲設備確定水下載體或設備的位置的聲學技術，可分為長基線(LBL)、短基線(SBL)、超短基線(USBL)和組合定位四種，長基線和短基線水聲定位系統需要分別在海床和船體上安裝固定接收基陣，超短基線水聲定位系統則將水聽器組件裝在一個精密的容器里。相對而言，超短基線定位技術更具有便攜性和獨立性，因此成為目前水聲定位設備發展的一個熱點。
⒍ 海島礁與海岸帶地形測量：海島礁與海岸帶是陸地地形與海底地形的過渡地帶，是海洋空間資源的重要組成，對其進行測量也是海洋工程建設及海洋空間規劃的需要。傳統海岸帶地形測量多采用全站儀或RTK人工完成，但效率較低且部分區域施測困難，而利用遙感技術、機載LiDAR結合GNSS、水上水下一體化移動測量具有快速、動態和低成本等突出優勢，將是未來海島礁與海岸帶地形測量的發展趨勢。
⒎ 側掃聲吶測量：側掃聲吶系統是常用的條帶式海底成像設備，借助拖魚上左、右舷換能器陣列發射的寬掃幅波束，并在走航過程中對海底進行線掃描，進而形成可反映水體、海底目標分布和地貌特征的條帶圖像，是現在比較常用的掃海測量手段。目前側掃聲吶系統正向多頻段、多脈沖、多波束、深拖及同時具備測深及成像功能方向發展，廣泛應用于海底障礙物探測、掃海測量及 *** 海底管線調查和各種水下目標探測。
⒏ 海洋底質探測：海洋底質探測是進行海洋動力學研究、海洋礦產資源開發、船泊錨地選擇、海底管線鋪設、水下潛器座底、海洋工程建設等項目實施的基礎，海洋測繪中的海底底質探測主要針對海底表面及淺層沉積物性質進行。一般采用表層采樣取樣、柱狀采樣、淺地層剖面測量和單道反射地震等 *** 實施。表層采樣取樣和柱狀采樣借助采樣器取樣或鉆孔取芯，通過實驗室分析獲得，存在著效率低、成本高等不足；而淺地層剖面測量借助聲波回波特征與底質的相關性實現底質探測，具有探測底質效率和分辨率高的特點，是傳統底質取樣探測的一種很好的補充 *** 。單道反射地震可為地質構造調查研究、海上基建項目選址、填海及航道疏通工程可行性研究等提供依據，也被應用于海底管線、隧道和各種掩埋物等的調查研究。
⒐ 合成孔徑聲吶探測：合成孔徑聲吶（SAS）是一種新型高分辨率的水下成像聲吶，其原理是利用小孔徑基陣的移動來獲得方向上較大的合成孔徑，從而得到方位向的高分辨率。合成孔徑聲吶圖像具有更高的徑向分辨率，且與距離無關，其設備有高、低頻換能器組合，可同時獲得高、低頻聲吶圖像，能清晰地呈現海底地貌及海床下一定深度的目標。鑒于此，合成孔徑聲吶探測能用于水下軍事目標、海底地形測量和水下考古等探測和目標識別，在海底管線路由調查及泥下小目標探測上也有廣泛的應用前景。
⒑ 海洋水文測量：海洋水文測量是為了解海洋水文要素分布狀況和變化規律所進行的觀測，觀測項目隨一般調查任務而定，主要觀測要素包括：水深、水溫、鹽度、海流、泥沙、波浪、水色、透明度、海冰、海發光等。分大面觀測、斷面觀測和連續觀測三種方式，可利用衛星遙感、機載遙感、海洋浮標、岸基監測及船基測驗等 *** 實施。海流、泥沙等水文要素觀測可用于碼頭和航道區的選劃、海洋環境評價、灘涂演變分析等需要；多要素的水文觀測被廣泛應用在海洋溢油調查、危險化學品污染監測、赤潮監測、海岸侵蝕調查、海洋傾倒區選劃、海洋自然保護區選劃、海水增養殖區監測和陸源污染物排海監測等工作中。
⒒ 海洋地理信息系統：海洋地理信息系統是海岸帶資源和海洋環境綜合管理的需要，也稱之為海洋地理信息系統(MGIS)或海岸帶地理信息系統(CGIS)。它以海底、海面、水體、海岸帶及大氣的自然環境與人類活動為研究對象，對各種來源的空間數據進行處理、存儲、集成、顯示和管理，進而為用戶提供綜合制圖、可視化表達、空間分析、模擬預測及決策輔助等服務，結合web技術可以實現海洋數據和相關MGIS功能的實時共享。主要可為涉海管理部門的規劃、評價、監視和決策提供幫助，也能實現涉海單位的資源共享。
⒓ 其它海洋工程測量：海洋工程測量的內容比較寬泛，既有單一屬性要素測量，又有多要素綜合測量，可涵蓋海洋測繪的所有內容，其特點是圍繞具體的海洋工程開展。近年來隨著海洋工程方式的變化，工程技術也有了新的拓展。如港珠澳大橋工程海底隧道段中的管節精確安放、韓國“世越號”沉船打撈、海上風電場等新能源的開發、大洋科考和海底資源探測等。近年來，水下聲學定位、三維聲吶和水下激光掃描儀用于水工建筑物檢測、智能水下機器人搭載多波束水深測量、水面無人船巡檢和水下潛器定姿等新技術不斷涌現，以應對人們在海洋工程建設及海洋資源調查等方面出現的新挑戰。
隨著海洋測繪新裝備與新技術的不斷發展，海洋測繪作為解決海洋工程建設與海洋科學研究等方向的重要手段，已經被越來越多的人們所認識并利用。作為細分的海洋測繪產業有著廣泛的應用前景，多種測量 *** 的融合是未來一個趨勢，下面就來羅列一下具體的部分應用領域，也請讀者朋友留言補充。
⒈ 碼頭、航道、錨地等工程測量：包括碼頭前沿、碼頭后沿及底部、調頭區、回旋水域、進出港航道、待泊錨地等，碼頭前沿、調頭區、回旋水域、航道區域一般需要進行水深測量，確保船只在設計水深以上。對于一般水域測量可選擇單波束水深測量，對于疏浚、炸礁等整治區域或重要水域需要進行多波束全覆蓋水深測量。對于錨地區域除了進行水深測量外，還需要進行淺地層剖面測量和側掃聲吶掃海測量，以確保錨地區域底質符合錨抓力條件，無巖礁出露；對于海底底質環境復雜的錨地區域，還應該進行海洋磁力測量，并進行清障，以確保船只拋錨的絕對安全；碼頭后沿及底部采用單波束水深測量，其目的是研究海底不斷淤積對碼頭承載力安全所產生的影響，確保碼頭的運行安全。
⒉ 航道整治工程測量：航道分不同的等級，有著不同的設計水深要求，為確保船只的通航安全，除天然深水航道外，一般需要進行航道整治。航道整治測量除進行多波束全覆蓋水深測量外，還需要進行淺地層剖面測量、側掃聲納掃海測量和工程地質鉆孔，有條件下還建議進行海流測驗，以保障施工期的施工安全。用淺地層剖面測量、側掃聲納掃海測量和工程地質鉆孔來確定設計水深以上的底質類型分布，對巖礁區確定下一步炸礁方案，對泥沙質底質區域則實施航道工程疏浚。
⒊ 碼頭等水下構建物的檢測：出于對碼頭運行安全的考量，工程管理上要求對水下構建物進行檢測，目前常用的 *** 包括側掃聲吶掃側、多波束測深系統探測（調整探頭角度為斜向）、三維聲吶探測、水下激光掃描及水下機器人觀察等，可以采用多種 *** 結合。
⒋ 海底管線路由調查：海底管線路由調查包括施工前調查及施工后檢測，管線路由也包括光纜、電纜、光電纜、輸油管線、輸水管線等，一般需要進行水下地形測量、淺地層剖面測量、海底面狀況側掃、水文測驗、海水腐蝕分析、表層底質采樣和工程地質鉆孔等項目，同時開展海洋環境、海洋相關利益者、海洋功能區劃符合性及地震危險性等調查。
⒌ 灘涂演變分析：灘涂演變分析是海洋地質穩定性評價的重要依據，其中海港回淤測量也可列入其中，主要需進行周期性的水下地形測量和海流泥沙測驗。通過周期性的水下地形測量來給出沖涮或淤積速率，并地質穩定性進行評價；通過海流泥沙測驗，建立海區的海流泥沙數值模型，進行場區沖淤計算、評價和預測。
⒍ 海底聲學特性探測：海底底質探測除了在海洋工程建設中應用廣泛外，在海底聲學特性研究上也頗有價值。海底聲學特性是海洋地質、水下工程地質、海底礦產資源、海洋漁業和水下通訊等領域重要的研究內容, 通過海底聲反射和聲散射等手段可以進行海底底質的聲學特征研究。
⒎ 海洋遙感應用：海洋遙感技術具有速度快、范圍廣等特點，可獲取海洋的整體情況，能提供更多的實時信息，開展海冰、溢油、綠潮、赤潮、海溫、水色、海洋漁業和風暴潮等方面的應用研究，將對我國海況預警報、海洋防災減災、海洋環境保護和海洋資源開發等領域產生積極影響。
⒏ 水下機器人在海洋領域的應用：水下機器人在海洋領域的應用廣泛，可用于應急水下監測、海底觀光旅游、碼頭等構建物觀察等；隨著我國海底管道保有量和使用年限的增加，海底管道在役檢測和修復就變得十分重要，水下爬行機器人可用于海底油氣管道的檢測和維修；海洋污損生物附著船底、浮標和一切人工設施上，對于船只航行及設備使用壽命影響較大，需要及時清理，水下清洗機器人把水下機器人、智能定位技術以及空化射流技術結合，可以解決了吸附、定位、清理困難的問題，降低水下作業安全風險、提高作業效率；在深海區域，AUV搭載多波束聲納對深海地形進行測量，已經成為海洋科學考察的重要作業形式，適用于深海水下大面積探測與數據采集作業，將得到更高分辨率的多波束數據。
⒐ 水面無人艇在海洋領域的應用：近年來，我國參與水面無人艇研發的單位不斷增加，伴隨著智能裝備的發展，水面無人艇已經實現從環境感知到目標識別再到數據融合和航線規劃的能力，在海洋中的應用領域將日益廣泛。水面無人艇能夠在復雜、敏感海洋環境下開展作業，可以在海洋測繪、海洋調查、海上事故應急響應、海洋環境監測、油氣管線和海洋牧場巡檢、海洋軍事活動等領域發揮重要作用。
10. 電子海圖應用：e-航海已經成為海上出行更多人的選擇，通過云數據中心獲取最新海圖、航行警通告、實時潮位、氣象等信息，實現了船舶的智能導航。目前，國內相關單位已經著手進行e-航海航保信息標準化研究和應用技術研究，提供數字化海圖改正、數字航標、數字動態潮汐等，解決了多種航海圖書資料的在線發布與更新問題，探索出了應用新模式。
海洋測繪是人類認知海洋的重要手段，是海洋一切活動的基礎前提。海洋測繪的內容廣泛，應用領域也越來越多，相信隨著科技的進步與設備的更新，海洋測繪產業將為我們關心海洋、認識海洋、經略海洋，為我國海洋強國建設作出更大貢獻。
參考資料：
⒈翟國君,黃謨濤,歐陽永忠,等,關于海道測量與海洋測量的定義問題,海洋測繪,2012.3.
⒉趙建虎,陸振波,王愛學,海洋測繪技術發展現狀,測繪地理信息,2017.6.
⒊申家雙,葛忠孝,陳長林,我國海洋測繪研究進展,海洋測繪,2018.4.
轉載自“溪流之海洋人生”微信公眾號
