海洋測(cè)繪（Hydrographic Survey  and Charting）是海洋測(cè)量和海洋制圖的總稱。其任務(wù)是對(duì)海洋及其鄰近陸地和江河湖泊進(jìn)行測(cè)量和調(diào)查，獲取海洋基礎(chǔ)地理信息，編制各種海圖和航海資料，為航海、國(guó)防建設(shè)、海洋開發(fā)和海洋研究服務(wù)。

    海洋測(cè)繪的主要內(nèi)容有：海洋大地測(cè)量、水深測(cè)量、海洋工程測(cè)量、海底地形測(cè)量、障礙物探測(cè)、水文要素調(diào)查、海洋重/磁力測(cè)量，海洋專題測(cè)量和海區(qū)資料調(diào)查；以及各種海圖、海圖集、海洋資料的編制和出版，海洋地理信息的分析、處理及應(yīng)用。

海洋測(cè)繪特點(diǎn)：

1、陸地上所測(cè)定點(diǎn)的三維坐標(biāo)是分別用不同的方法，不同的儀器設(shè)備分別測(cè)定的，但在海洋測(cè)量中垂直坐標(biāo)是和船體的平面位置同步測(cè)定的。
2、陸上的測(cè)站點(diǎn)與在海上的測(cè)站點(diǎn)相比，可以說是固定不動(dòng)的。但海上的測(cè)站點(diǎn)是在不斷的運(yùn)動(dòng)過程中的。
3、在陸地測(cè)量中一般必須使用電磁波信號(hào)，而在海水中，則采用聲波信號(hào)。
4、陸地上測(cè)定的是高程，即某點(diǎn)高出大地水準(zhǔn)面多少，而在海上測(cè)定的是海底某點(diǎn)的深度即其低于大地水準(zhǔn)面或水深基準(zhǔn)面多少。
5、在陸地的觀測(cè)點(diǎn)往往通過多次重復(fù)測(cè)量，得到一組觀測(cè)值，經(jīng)平差后可得該組觀測(cè)值的最或是值。但在海上，測(cè)量工作必須在不斷運(yùn)動(dòng)著的海面上進(jìn)行。
6、陸地地形測(cè)量及工程制圖大多采用高斯-克呂格投影，而海洋制圖還有墨卡托、UTM投影等，尤其海圖投影基本采用墨卡托投影。

    海洋測(cè)量的任務(wù)既可以是科學(xué)任務(wù)，如研究地球的形狀、研究海底地質(zhì)構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)、海洋環(huán)境等，也可以是一些實(shí)用任務(wù)，如自然資源的勘探與海洋工程、航運(yùn)救撈與航道、近岸工程、漁業(yè)捕撈劃界等等，具體涉及到的內(nèi)容包括海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量、海水面的測(cè)定、大地控制與海底控制、定位、測(cè)深、海底地形勘測(cè)、制圖與MGIS等等。

    海底地形測(cè)繪涉及到常用的規(guī)范主要有：《海道測(cè)量規(guī)范》、《海洋工程地形測(cè)量規(guī)范》、《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》、《中國(guó)海圖圖式》、《三四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》、《全球定位系統(tǒng)GPS測(cè)量規(guī)范》...

   水深測(cè)量經(jīng)歷的發(fā)展階段：測(cè)繩重錘測(cè)量（點(diǎn)測(cè)量）——>單頻單波束測(cè)深（點(diǎn)測(cè)量）——>
雙頻單波束測(cè)深（點(diǎn)測(cè)量）——>多波束測(cè)深（面測(cè)量）——>機(jī)載激光、遙感測(cè)深（面測(cè)量）。

回聲測(cè)深原理：單頻單波束測(cè)深

 

    安裝在測(cè)量船下的發(fā)射機(jī)換能器，垂直向水下發(fā)射一定頻率的聲波脈沖，以聲速C在水中傳播到水底，經(jīng)反射或散射返回，被接收機(jī)換能器所接收。設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為t，換能器的吃水深度D，則換能器表面至水底的距離(水深)H為：

                                                   
    其它水深測(cè)量系統(tǒng)有：?jiǎn)尾ㄊ鴾y(cè)深系統(tǒng)、四波束掃海測(cè)深儀、多波束測(cè)深系統(tǒng)、高分辨率測(cè)深側(cè)掃聲納、水下機(jī)器人、激光測(cè)深。
  

    
水深測(cè)量實(shí)施過程
1、技術(shù)設(shè)計(jì)（實(shí)施計(jì)劃）
    概述：簡(jiǎn)述任務(wù)要求、依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)圖比例尺, 水文氣象、儀器、車船配置等。
    控制測(cè)量：采用的坐標(biāo)、高程系統(tǒng)、投影帶和投影面、坐標(biāo)及高程系相互轉(zhuǎn)換及對(duì)擬利用的原有資料檢驗(yàn)的方法（平面、高程、施工控制布網(wǎng)方案、平差方法；造標(biāo)類型、高度、埋石規(guī)格、需用材料的估算及點(diǎn)之記要求；水位站配布的密度、數(shù)量、站址、有效控制范圍、水位改正區(qū)域的劃分；平均海面、深度基準(zhǔn)面、繪圖水位的計(jì)算；水位控制的實(shí)施方案）。
    水深測(cè)量：測(cè)深線布設(shè)方案、測(cè)線長(zhǎng)度、定位點(diǎn)間距及深度插點(diǎn)原則；深度改正求取方法；  導(dǎo)航定位方式；測(cè)深設(shè)備；
    內(nèi)業(yè)整理及繪圖方案要求。
    實(shí)施方案：技術(shù)人員選定及分工、儀器設(shè)備、控制測(cè)量實(shí)施、 水深測(cè)量實(shí)施、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與繪圖、時(shí)間進(jìn)度、質(zhì)量、安全保證大綱等。
2、準(zhǔn)備工作

    準(zhǔn)備工作：合適的測(cè)量船只、水位觀測(cè)位置；水位計(jì)安裝與零點(diǎn)測(cè)定；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)測(cè)定，GPS比測(cè)；設(shè)備安裝（GPS、測(cè)深儀、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)等）。
    測(cè)線布設(shè)：測(cè)深線分為主測(cè)深線和檢查線兩大類。主測(cè)線間隔一般為圖上1cm，檢查線間隔為主測(cè)線的10倍。主測(cè)線一般垂直于等深線或岸線，以能準(zhǔn)確顯示海底地形地貌為原則。多波束測(cè)線則是考慮經(jīng)濟(jì)、安全等因素。
    控制測(cè)量：針對(duì)水位站布設(shè)進(jìn)行高程測(cè)量，確定驗(yàn)潮儀水位零點(diǎn)。

    驗(yàn)潮站布設(shè)及水位觀測(cè)
    相鄰驗(yàn)潮站之間的距離應(yīng)滿足最大潮高差小于1m，最大潮時(shí)差小于2h。
    主要水準(zhǔn)點(diǎn)、工作水準(zhǔn)點(diǎn)。驗(yàn)潮站附近的高程控制網(wǎng)中的點(diǎn)（一般不低于三等）可作為主要水準(zhǔn)點(diǎn)。工作水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在驗(yàn)潮站附近，采用四等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)。水尺零點(diǎn)可采用等外水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)。
    自動(dòng)驗(yàn)潮儀：設(shè)立校核水尺。
    皮尺吊放方式等。
    水位觀測(cè)：<10分鐘
3、水深測(cè)量

    GPS天線直接安裝在測(cè)深儀換能器上方，穩(wěn)定性試驗(yàn)，吃水量測(cè)與聲靶比測(cè)；
    起伏改正：姿態(tài)補(bǔ)償；
    測(cè)量：沿測(cè)線勻速航行；
    測(cè)后吃水測(cè)量；
    水深測(cè)量誤差源主要有：聲信號(hào)傳播路徑(包括聲速剖面)有關(guān)的聲速誤差；測(cè)深與定位儀器自身的系統(tǒng)誤差；潮汐測(cè)量和模型誤差；船只姿態(tài)引起的誤差；船只運(yùn)動(dòng)傳感器的精度引起的誤差，如縱橫搖的精度、動(dòng)態(tài)吃水誤差；數(shù)據(jù)處理誤差等等。
4、數(shù)據(jù)處理
    測(cè)深數(shù)據(jù)處理用到的軟件有：HYPACK、QINSy等；
    外業(yè)數(shù)據(jù)檢查（測(cè)深、潮位）；
    數(shù)據(jù)處理：定位數(shù)據(jù)（跳點(diǎn)）；測(cè)深數(shù)據(jù)檢查；吃水改正；水位改正等；

    圖件繪制；
    海圖圖式、地形圖圖式、工程圖式、航跡圖；
5、技術(shù)報(bào)告總結(jié)

精度評(píng)估：
    定位精度評(píng)估
    水深精度：根據(jù)交叉點(diǎn)兩次測(cè)量的不符值統(tǒng)計(jì)結(jié)果來評(píng)價(jià)系統(tǒng)水下地形測(cè)量的精度。

水位改正：直線分帶法、時(shí)差法（原則：兩站之間潮波傳播均勻，潮高和潮時(shí)變化與距離成比例）
分帶的基本原則：分帶的界線方向與潮波傳播方向垂直。
分帶數(shù)(δz為測(cè)深精度；△ζ為兩站同時(shí)刻最大水位差）：   

    未來海洋測(cè)繪發(fā)展展望：基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息獲取及處理技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等，海洋測(cè)繪學(xué)科已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化。
    機(jī)載激光測(cè)深、多波束測(cè)深、側(cè)掃聲納系統(tǒng)的成熟，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)測(cè)量到面測(cè)量。
    信息獲取由傳統(tǒng)的測(cè)量船平臺(tái)發(fā)展到飛機(jī)、衛(wèi)星、機(jī)器人測(cè)量平臺(tái)。
    數(shù)字測(cè)量時(shí)代到來，由傳統(tǒng)到以4S技術(shù)（GPS、GIS、RS、ES）為代表的現(xiàn)代海洋測(cè)量新階段。
    海圖制圖以數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和計(jì)算機(jī)制圖為代表，進(jìn)入了海洋測(cè)繪網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)、信息化保障、多方位應(yīng)用的新階段。電子海圖正在逐步取代傳統(tǒng)的紙質(zhì)海圖。
    海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展測(cè)繪保障工程：實(shí)現(xiàn)海洋地理信息資源標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，加強(qiáng)海洋導(dǎo)航定位服務(wù)，促進(jìn)海洋地理信息的集成管理與應(yīng)用。

    未來海洋測(cè)繪發(fā)展展望：——服務(wù)對(duì)象向全方位、多層次轉(zhuǎn)化
    以船載多波束、機(jī)載激光為代表，海底地形測(cè)量以全新的面貌展現(xiàn)。無縫垂直基準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)。
    測(cè)量成果以更多形式向社會(huì)提供服務(wù)。如數(shù)字海圖、電子海圖、測(cè)繪數(shù)據(jù)庫等形式。尤其MGIS將會(huì)以更方便、更全面的方式為多學(xué)科、多種實(shí)用目的提供服務(wù)。
    海洋重力直接為測(cè)繪基準(zhǔn)、航海服務(wù)、軍事應(yīng)用轉(zhuǎn)化。
    海洋磁力為航空磁探潛磁北京場(chǎng)構(gòu)建提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。地磁場(chǎng)信息應(yīng)用于航海導(dǎo)航、探潛反潛、遠(yuǎn)程武器發(fā)射從理論探討逐步走向試驗(yàn)階段。

    未來海洋測(cè)繪發(fā)展展望：——信息獲取載體由船到飛機(jī)、衛(wèi)星、水下機(jī)器人等，由單一系統(tǒng)向集成系統(tǒng)發(fā)展。信息獲取源由單一的聲學(xué)到光學(xué)、電磁波、雷達(dá)等。

 
    未來海洋測(cè)繪發(fā)展展望：————信息服務(wù)形式由三維靜態(tài)向四維動(dòng)態(tài)發(fā)展
    海洋的瞬時(shí)表面受風(fēng)、浪、流、潮汐的作用下變化巨大，甚至海底表面經(jīng)過臺(tái)風(fēng)、寒潮也會(huì)發(fā)生變化。以四維動(dòng)態(tài)形式提供海洋測(cè)繪信息服務(wù)相對(duì)陸地更有意義。（海嘯預(yù)警）
    海底工作站、Argo浮標(biāo)、水下滑翔機(jī)、海底固定檢測(cè)設(shè)備等可以實(shí)時(shí)提供信息。

    未來海洋測(cè)繪發(fā)展展望：————走向交叉與合作
    海洋測(cè)量與陸地測(cè)量的有關(guān)理論和方法是相關(guān)的，根據(jù)其特點(diǎn)，對(duì)這些理論和方法進(jìn)行創(chuàng)造性的運(yùn)用，尤其是海洋測(cè)量所用的儀器設(shè)備與陸地測(cè)量的有明顯的差別。
    隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展以及在海洋領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用，海洋遙感學(xué)也成為目前研究的一個(gè)熱門領(lǐng)域，與之相關(guān)的學(xué)科是航空航天學(xué)、遙感技術(shù)以及攝影測(cè)量學(xué)。
    對(duì)海洋環(huán)境的了解已成為每一個(gè)海洋測(cè)量工作者必須掌握的知識(shí)，海洋學(xué)這方面會(huì)起到顯著作用。另外，海洋測(cè)量的必須對(duì)地質(zhì)學(xué)要有所了解，地質(zhì)學(xué)是解釋海底地貌運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。
    參與全球重大海洋學(xué)研究計(jì)劃?！巴ㄟ^加強(qiáng)交流和協(xié)作提高科學(xué)水平”。

定位技術(shù)
    水面定位：天文定位→光學(xué)定位→陸基無線電定位（傳統(tǒng)意義的無線電定位）以及工程上的微波定位→空基無線電定位（衛(wèi)星定位）
    水下定位：超短基線定位、短基線定位、長(zhǎng)基線定位、組合定位
    船舶動(dòng)力定位：GPS、電羅經(jīng)、姿態(tài)傳感器、水下定位系統(tǒng)與船只動(dòng)力的控制實(shí)現(xiàn)。

      
超短基線

    超短基線的所有聲單元（≥3）集中安裝在一個(gè)收發(fā)器中，組成聲基陣，聲單元之間的相互位置精確測(cè)定，組成聲基陣坐標(biāo)系。系統(tǒng)通過測(cè)定聲單元的相位差來確定換能器到目標(biāo)的方位(垂直和水平角度)；換能器與目標(biāo)的距離通過測(cè)定聲波傳播的時(shí)間。系統(tǒng)的工作方式是距離和角度測(cè)量。

長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)
    長(zhǎng)基線系統(tǒng)包含兩部分，一部分是安裝在船只上的收發(fā)器（transducer）或水下機(jī)器人，另一個(gè)部分是一系列已知位置的固定在海底上的應(yīng)答器，至少三個(gè)以上。應(yīng)答器之間的距離構(gòu)成基線，長(zhǎng)度在上百米到幾公里之間，相對(duì)超短基線、短基線，稱為長(zhǎng)基線系統(tǒng)。長(zhǎng)基線系統(tǒng)是通過測(cè)量收發(fā)器和應(yīng)答器之間的距離，采用測(cè)量中的前方或后方交會(huì)對(duì)目標(biāo)定位。系統(tǒng)的工作方式是距離測(cè)量。

測(cè)深技術(shù)
    測(cè)繩（打水鉈）→單波束測(cè)深儀/多探頭測(cè)深儀→多波束測(cè)深系統(tǒng)→機(jī)載激光測(cè)深系統(tǒng)/衛(wèi)星遙感測(cè)深等。

    單波束測(cè)深儀（Single Beam Echosounder）—19世紀(jì)20年代出現(xiàn)的回聲測(cè)深儀，水聲換能器垂直向水下發(fā)射聲波并接收水底回波，根據(jù)其回波時(shí)間來確定被測(cè)點(diǎn)的水深。測(cè)量船在水上航行時(shí)，船上的測(cè)深儀可測(cè)得一條連續(xù)的水深線（即地形斷面），通過水深的變化，可以了解水下地形的情況。屬于“點(diǎn)”狀測(cè)量。

    多波束測(cè)深儀（MultiBeam Echosounder)—20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的條帶式測(cè)深系統(tǒng)，它能一次給出與航線相垂直的平面內(nèi)幾十個(gè)甚至上百個(gè)測(cè)深點(diǎn)的水深值，或者一條一定寬度的全覆蓋的水深條帶。精確地、快速地測(cè)出沿航線一定寬度內(nèi)，水下目標(biāo)的大小、形狀和高低變化，屬于“面”測(cè)量。

測(cè)深技術(shù)——機(jī)載激光
    激光測(cè)深(Airborne LIDAR-Light Detection And Ranging)—20世紀(jì)70年代發(fā)展，90年代逐漸成熟的最新測(cè)深技術(shù)。通過發(fā)射兩束不同波長(zhǎng)的激光脈沖射向水面，紅光在水面被直射反射回，而藍(lán)綠光在穿透水底后被海底反射回，這兩個(gè)光束的接收時(shí)間差即為水的深度。