海洋测绘中激光测深的应用与精度研究

齐晓迪

交通运输部北海航海保障中心天津海事测绘中心（300222）

0 前言

人类的生存和发展与海洋存在着不可分离的关系，因此人们只有对海洋及沿岸环境进行精准的探测和研究，才可以更好地开发利用大海。近些年，人们对海洋地质勘查、海洋资源开发和航道建设研究等科学活动都频繁地进行，在研究的过程中需要激光探测技术来辅助。但是传统的海洋测绘手段存在较大的工作量和不便捷等缺点，在一些海域难以做到精准探测。而激光扫描技术结合了现代激光技术和传统雷达技术的优点，在海洋探测活动中帮助科研人员对海洋进行更全面的测绘。

1 海洋测绘中激光测深特点及其应用价值

在海洋测绘中利用激光测深与传统的船载声学测深系统相比，机载激光海洋测深具有以下四大特点。1）激光测深在应用过程中不受地域限制，可以在浅海区域、礁石区域、岛屿区域、深海区域等开展测绘工作，在应用的过程中还不受浅水区域和陆地的影响。2）激光测深在测量过程中具有测绘精度高、几何分辨能力强的特点。这主要源于激光在测绘的过程中，可以将激光脉冲在短时间内压缩到很窄的宽度，然后向水中发射纳秒级的脉宽波长。这样激光测绘技术在水中的测量点密度比传统的声呐测量点密度高300倍，因此激光测深具有精度高、海图质量高的特点。3）激光测深在应用过程中，由于光的传播速度极快，可以减少科研人员的测量时间。由于激光测深系统一般都是安装在飞机上，所以在进行海洋测绘的过程中，短时间内便可以对大面积的海洋水域进行深度测量。4）激光测深在应用的过程中，还可以节省大量的测量经费。根据有关调查显示，传统的船载声呐系统测量1平方海里水深平均需要花费人民币1.2万元，而激光测深系统在勘察同样海里面积、水域深度的过程中只需要花费人民币2 400元，由此可见激光测深拥有传统测深系统无法想象的性价比。

2 激光测深系统在我国海域的应用情况

我国海洋局为了测量机载激光测深系统的性能和对我国海域的适应性，在2013年8月引入了ABAH公司的AHWEYE激光测深系统，并在我国的南海区域进行了试验。

在试验过程中，我国科研人员发现瑞典AHAB公司推出的鹰眼二号深水激光测深系统在实际的测量过程中，最大测量深度为50 m、测试系统发出的脉冲频率可以达到35 kHz。该系统具有直线扫描、系统扫描角度为20°，该测量装置设备总重175 kg，设备的测量精度达到了我国的一类标准。在测量中飞机飞行高度在300～400 m。在该试验中进行了两个航次，测量航带共有24条，完成测量的海域和海岛的面积共有100 km2。在测量过程中为了配合激光测深系统的测量效率，科研人员在相邻的岛上设置了GPS观测站和潮位观测站，最终得到了岛屿和岛屿周边30m以内的潜水区域1∶2 000的高精度地形图30幅。通过此次试验，科研人员可以基本断定激光测深在海域中的实际应用效率远远高于传统的声呐测深系统。

3 结语

在海域测量中所应用的机载激光测深系统是当前海洋测绘中最先进技术。未来我国机载激光测深系统还具有较为广阔的前景，所以当前加大对激光测深系统的研究，可以更好地促进我国海洋测绘的发展。