测绘科学技术在海岸线测量中的应用论文_肖华

测绘科学技术在海岸线测量中的应用论文_肖华

浙江省海洋技术服务中心 浙江省杭州市 310000

摘要:随着测绘科学技术的发展,以卫星遥感、航空摄影、全球导航卫星系统技术等为代表的空间测量技术日趋成熟。而且我国拥有3.2万公里的海岸线,并且具有重要的生态、经济价值,还与我国海洋生态、卫生、安全、社会发展等息息相关,而测绘科学技术的发展为海岸线的位置、类型界定提供了更科学、准确的方法和手段。

关键词:测绘技术;海岸线测量;科学测绘

1.测绘科学技术发展

1.1卫星遥感技术发展

现如今我国已经研发出性能更好的新型传感器而且航天技术也是趋于世界前列,并且将计算机技术运用到其中使得卫星遥感技术成为现代获取地理位置空间信息等数据的重要手段。现在国际上由各种高、中、低轨道相结合,大、中、小卫星相协同,高、中、低分辨率相弥补而组成全球对地观测系统。通过采用这样的方法我们可以较为准确地获取多种空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的对地观测数据。而且其中的高分辨率遥感影像获取技术已经在开始不断地优化了,使我们可以获得地面分辨率优于1m的遥感影像,在海岸线的测量定位过程中可以作为解译定位以及检查验证方法。

1.2航空摄影技术发展

随着航空技术的迅速发展,我国航空摄影测量领域取得了很大的进步,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。尤其无人飞行器平台技术的发展使航空摄影技术得到了很大的普及和应用。在测绘领域可以通过摄影测量获取地面分辨率优于0.1米甚至更高分辨率的影像,高精度三维数据模型等成果应用到地理、自然资源、城市建设等社会发展的各个领域。

1.3全球导航卫星系统技术发展

现在全球导航卫星系统的发展是越来越好而且美国的GPS、中国的北斗、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略已经成为四大全球性系统。现在导航定位技术已经能够兼容不同的卫星导航定位系统,可以实现全球性、全天候、连续、实时的精准定位。

浙江省连续运行定位综合服务系统(英文缩写ZJCORS)包括16个省级GNSS基准站、41个地市级GNSS基准站、18个相邻省(市)GNSS基准站、15个相关专业GNSS基准站并且能够满足海岸线测量的精度要求。

2.海岸线的定义和分类

海岸线是指海面与陆地接触的分界线,同时一般将海岸线分为岛屿海岸线和大陆海岸线,如果按照海岸线的属性可以分为三大类即自然岸线、人工岸线和其他岸线。[3]

3.测绘科学技术在海岸线测量中的应用

3.1卫星定位技术测定海岸线特征点

采用GPS测量海岸线各个特征点,将特征点按顺序链接成线就成了海岸线。

采用GPS-RTK,通过ZJCORS定位海岸线特征点位置不受通视条件、时间条件限制,非常便捷、高效,可以节省传统测量方法中控制网布设的人力、时间等资源。尤其在海岸线测量作业过程中,作业条件受潮汐条件影响,采用GPS测量方法可以更加灵活的控制作业时间。

目前,浙江省CORS系统已基本覆盖浙江省区域,包括绝大部分海岛分布的海域。采用GPS-RTK,通过ZJCORS定位海岸线特征点位置,这种方法的测量能够很大程度的提高定位的精确度,而且还满足海岸线定位的精度要求。

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采用GPS-RTK实地测量海岸线特征点时,应满足如下要求:

(1)实地测量海岸线位置测量中误差不大于±0.1米;

(2)对海岸线上每一属性不同的岸段的分界处须全部实地测量;

(3)不同类型的海岸线有不同的测点标准,比如直线型海岸线的测点距离最大为200米,如果超出这个标准,由于受视觉误差等因素的影响,海岸线的定位误差很有可能超限。

(4)能够对复杂地形带的海岸线进行测量,比如交界点、侵蚀区、潮间带湿地等等。

(5)对内业易于正确判读解译的一般岸段,进行外业验证测量,误差超过相应比例尺限差时,应全面复测;

(6)对于行政区的海岸线分界点的确定则是需要双方或者多方负责人同时到达现场见证测量的整个过程并进行确认。对于尚未完成海域勘界的,应由上一级行政主管部门协调开展相关工作。

3.2 高精度遥感影像解译海岸线特征点

浙江省海岸线曲折绵长,而且海岛众多,海岸线情况复杂。在海岸线的实际测量定位过程中,部分岸段人行难以通达。给海岸线的测量定位带来了很大困难。针对此种情况,可以采用通过卫星遥感技术或者航空摄影技术获取的高分辨率遥感影像,经过校正等技术手段得到定位精度符合要求的DOM影像,通过对DOM影像色彩、纹理等特征的判读、解译,获取海岸特征点。

基岩岸线是指由裸露的基岩构成的海岸线。基岩岸线大多陡峭,危险。基岩岸线影像色彩特征一般较明显,由于常年海水浸蚀,在大潮平均高潮位形成一条明暗变换的浸水痕迹线。可采用目视解译或者计算机自动解译的技术获取海岸线各个特征点。在解译的过程中可以参照附近实地测量的岸线特征点对根据影像特征解译的岸线特征点进行修正。

3.3 立体测图方法测定海岛岸线

在实地测量作业过程中,有时候海岛岸线没有明显的地物特征或痕迹,不能通过实地定位和遥感测图方法直接获取。这时候就需要一种不通过地物特征或痕迹线测定海岸线位置的方法。

立体测图方法测量海岛岸线,在较高精度海潮模型和海面地形支持下,可以在海岛岸线没有明显的地物特征或痕迹的情况下测定海岛岸线,海岛岸线高程精度优于0.2 m,可满足1:2000 测图要求【4】。利用立体测图方法测量海岛岸线分为以下几个步骤:

(1)采用航空摄影测量技术获取海岛瞬时航空影像。

(2)当遥感影像在拍摄时会出现一条影像水边线这是海面与岛的截界处,这条水边线体现了海面的瞬时水位和海岛二者之间的空间关系。

(3)在计算海岛岸线的高程时往往是利用精密的海潮模型和顺势水位来进行估算的,当有大潮掀起时就进行遥感影像拍摄,这样相对海平面的高度和瞬时水位较海平面的高度都是能够推算出来的,然后再利用精密海潮模型来推算高度。最后再将立体测图后得到的影像拍摄时刻的瞬时水位高程与该高度差进行求和,这样可以得到海岛岸线高程。

(4)然后再根据得到的海岛岸线高程与立体测图方式相结合通过类似等高线跟踪的方法采样跟踪出海岛岸线测制海岛岸线的平面位置。

而且立体测图的方法可以准确、高效的测定海岛岸线,还能解决因为卫星遥感技术测量海岛岸线的技术不完善的问题,用立体测图的方法来代替传统登岛的测绘方法,不但可以控制成本而且最主要的是能够缩短工作的周期。

3.4 遥感影像辅助内业检查

海岸线类型复杂、位置界定不同人员测定会产生不同的结果和误差。由于遥感影像可以较清晰的反映岸线的色彩和纹理特征等信息,为了防止调查中出现的错误和偶然误差,可以在后续检查工作中辅以高精度遥感影像判定。对于影像判定与实际测量位置及界定类型不一致的特征点或岸段,及时组织外业测量人员现场核查。

4 结论与分析

测绘技术的发展,尤其是无人机航摄、卫星测控遥感技术、卫星定位等技术的发展,使这些技术能够更加成熟的运用到海岸线测量的工作当中。为海岸线的界定提供了更加准确、便捷、科学的方法和手段。后续随着测绘科学技术的持续发展,海岸线的测量方法和手段会更加成熟、更加科学。

参考文献:

[1]蔡荣华等,浙江省省级CORS系统RTK测试与分析[J],全球定位系统,2009,(3):41~45.

[2]《全国海岸线修测技术规程》

[3]党亚民、章传银等,海岛岸线遥感立体测图精细测量方法,测绘通报

论文作者:肖华

论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第15期

论文发表时间:2019/9/19

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