海岛礁测量技术应用探讨

茅克勤

摘 要：海岛礁测量作为海洋空间资源测量中的重要组成部分，区别于传统的陆域测量，其作业成本、作业难度也远高于近岸测量。随着浙江“两区”战略的深入实施，准确获取海岛礁地理空间信息，并进一步掌握全省海岛礁分布特征、数量、面积已成为科学管理海洋、优化配置海洋资源的重要的基础性任务。该文就当前主流的海岛礁测量技术展开研究探讨，并重点就无人机技术在海岛礁测量中的应用进行了展望。

关键词：海岛礁 测量 无人机 地理空间信息

中图分类号：P22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（c）-0073-01

浙江作为海洋大省，海岛数量居全国首位，随着浙江省“两区”战略的实施，浙江明确了构建“一核两翼三圈九区多岛”的海洋经济发展格局。保护利用海洋资源已成为重点关注的环节，海洋空间资源相关的基础工作得到进一步重视。海岛礁作为海洋空间资源的重要组成，其测量定位存在一定难度，主要表现为：一是海岛礁测定与潮位密切相关，测量时机难以准确把握；二是历年本底数据匮乏，基础工作较为薄弱；三是往往地处偏远、基础设施不够完备，造成工作时人力成本居高不下。要克服上述问题，必须选择测量响应迅速、基础设施依赖低、人员投入需求少的测量技术。

1 海岛礁测量的三大基准分析

海岛礁的测量基准主要有平面控制基准、高程及深度基准、重力基准。

平面控制基准。由陆域范围的平面控制网以统一的参考椭球向海域、海岛礁延伸，形成的海陆一体的平面控制网，从而作为海岛礁测量的平面控制基准。鉴于海岛礁控制点尚未完全覆盖到位，需与现行的2000国家大地坐标系大地基准进行有效衔接，并对现有的海洋控制网进行适当的补充、加密。

高程及深度基准。陆域范围内主要用高程基准对地物的高度、海拔进行刻画，目前，应用较广的高程基准为1985年国家高程一期和二期，全国使用统一的起算点；而深度基准原先用于海图绘制，将理论最低潮面作为起算点。由于不同海域理论最低潮面存在差异，深度基准在全国没有统一的原点。当前，浙江省正致力于构建海陆一体的水准基准，将大地水准网与验潮站进行联测，但尚未形成真正统一的高程及深度基准。

重力基准是指绝对重力值已知的重力点，作为相对重力测量的起始点。我国于1985年重新建立的国家重力基准由6个基准重力点，46个基本重力点和5个因点组成，称为1985年国家重力基本网。当前，海域重力数据来源较多，有陆地重力、船测重力、航空重力等，各种数据测定标准存在一定差异，亟需进一步融合统一，形成适用海岛礁测量的重力基准。

2 海岛礁岸线的确定

海岛礁潮位和海岸线判定是海岛礁测量中的难点所在。海岸线并非实际存在的曲线，通常指的海岸线是陆地与海洋间的分界线，结合海岛礁定义，应以高潮时水位的痕迹线作为海岛礁岸线。然而，自然形成的痕迹线，按地区、时段存在差异，并随海岸类型、岸线走向、地貌特征的变化而不同。在浙江省海域，有些岛屿痕迹岸线的高程不符值可达2～5m。因而，无论采用现场测量还是遥感影像判绘等方法，海岛礁岸线的判定都少不了人工干预，对痕迹岸线的判断会产生一定的差异。在现有情况下，应尽量选择高潮位时段测量海岛礁，以减少类似误差。

3 海岛礁测量中的主要技术手段

3.1 GPS-RTK技术

GPS-RTK技术已广泛应用于地籍测绘与地形测量中，其成熟、可靠的运行保障以及24h全天候的卫星作业模式已成为现代测量必不可少的技术手段。浙江省目前已经建成了基本覆盖全省范围的省级ZJCORS系统，CORS系统其实质是一种基于连续运行固定基站的网络RTK服务系统。在CORS基站30km的覆盖半径内，开展海岛礁测量工作，可实现5～10cm的定位精度。因此，GPS-RTK技术是目前海岛礁测量中最为便捷、且技术要求较低的测量手段；然而，对于个别海岛，如台州大陈岛，在实践过程中出现CORS信号不畅等情况，无法正常作业。

3.2 遥感技术

应用遥感技术，可以大大降低前期的人工投入。利用全色遥感影像，能翔实展现海岛礁的地形地貌，强化显示效果；利用不同波段的遥感影像，可较为准确地判定、提取海岛礁的岸线，当前较为流行的高分辨率遥感影像，如Quickbird、WorldView等，均能达到亚米级分辨率。但是，遥感卫星的运行轨迹相对固定，到达某一地物上空的时间稳定，很难在高潮位时获取某一海岛的空间信息，这也造成了在海岛测量中很少应用遥感技术。

3.3 无人机技术

无人机技术具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点，江苏连云港、辽宁大连已应用低空无人机开展了海域动态监测，但目前应用于海岛礁测量仍然较少。其主要原因是海岛礁测量对于无人机的续航时间、稳定性、起降限制等有着更为严格的要求。

4 无人机技术在海岛礁测量中应用展望

在浙江省海洋空间资源测量中，已开展了无人机监测的初步探索实践。由于浙江省海岛礁众多，其中无居岛海岛礁占据一半左右，往往出现人员登岛困难的情况，外业安全存在隐患，无法正常开展现场测量，无人机技术将很好地克服上述问题，为海岛礁监视监测、无居民海岛保护与利用提供基础数据保障。

无人机自身的特点决定了其在海岛礁测量中的独特应用优势，在无人机技术趋向热门的今天，在不久的将来，无人机技术必将成为海岛礁测量的重要技术手段。

5 結语

海岛礁测量有别于一般的陆域测量，需要不断的技术进步与创新，以提升其测量的效率和准确性。在完善相关理论和技术规程的同时，更需引入低空无人机等先进技术，以提升其测量数据的更新频率，解放人力投入。该文仅结合浙江省海岛礁测量的实践工作及现势需要，就相关技术手段进行研究探讨，对于无人机技术在海岛礁测量中的应用做了初步展望，今后将在这方面作进一步的深入研究与实践，以获取更丰富的支撑数据。

参考文献

[1] 许家琨，欧阳永忠，缪世伟，等.东海辖区海岛礁测量的若干问题和对策[C]//中国测绘学会.中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集中国测绘学会.2009.

[2] 许家琨，欧阳永忠，缪世伟，等.东海辖区海岛礁测量的若干问题和对策[C]//中国测绘学会海洋测绘专业委员会.第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集中国测绘学会海洋测绘专业委员会.2009.

[3] 周立，谢宏全，史建青.CORS在海洋管理中的应用[C]//测绘出版社.第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选测绘出版社.2010.