海岛(礁)测绘专业技术国家测绘地理信息局重点实验室

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1、海岛（礁）测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室科学研究年度综述一、国内外发展现状（一）海洋测绘基准海洋测绘基准理论研究不仅包括全球、区域和局部基准的建立、维持和更新，而且包括数据采集方法和数据处理理论，建立无缝海洋测绘基准，实现基准统一，提供不同基准之间的转换和传递，保证海洋测绘基准的高精度和现势性，以更好的服务于经济建设和国防建设。为此，国际上重点对数据采集方法和技术进行研究，尽可能多的高精度采集相关数据，如验潮、船载重力、航空重力、卫星重力、卫星测高、地形测量、海洋测深、GNSS、水准测量等，研究多源数据融合处理方法，将传统的大地测量边值问题进行拓展，如固定边值问题、测

2、高重力边值问题、GNSS重力边值问题、区域边值问题等。由于数据量太大，将单一算法拓展为多元算法、并行计算、乃至云计算。利用卫星测高技术对海洋进行长期观测，获得了高精度海洋资料，为海洋大地测量、物理海洋和地球物理等研究提供了基础数据。我国于2011年8月发射了首颗测高卫星HY-2A，目前该卫星正处于测试阶段。国际上目前在轨的测高卫星主要有美国Jason-1/2、ESA的EnviSat、CRYOSAT-2等。卫星测高在开阔深海精度达到了厘米量级，但是在近海由于地形、地球物理环境和硬件响应等的影响精度严重降低。如果提供测高在近海的精度是当前国际上测高领域的重要研究内容，为此近年连

3、续举行多次COSATAL-测高会议，以此推动国际测高在近海的应用。重力作为一类基本观测量，在海洋测绘中具有重要作用，是区域大地水准面精化的主要数据源，主要有船测重力、航空重力、卫星重力等方式，它们分别对应于不同波段的重力信息。进入21世纪以来，美国和俄罗斯等研发了高精度陆海两用重力仪，同时德国发射了CHAMP卫星、美国和德国合作发射了GRACE卫星、ESA发射了GOCE。CHAMP是利用高低卫星跟踪卫星方式探测重力场，GRACE是以低低卫星跟踪卫星方式为主探测重力场，GOCE是以卫星重力梯度方式为主探测地球重力场，它们提供了大量对地观测数据，包括海洋重力资料。美国推出了最新

4、的地球重力场模型EGM2008，丹麦利用最新观测数据推出了DNSC08GRA模型和DTU10。海平面变化是在全球变暖、构造运动和人类活动等影响下的结果。利用卫星监测开阔深海的海平面变化已经到达了很高的精度，如利用TOPEX/Poseidon卫星监测的结果为每年2.6mm。由于近海测高数据质量下降，近海潮汐模型精度也有待于改善，卫星测高给出的海平面变化精度较差。而验潮站位于岸边，受到严重的近岸海洋动力学和海底地形的影响，具有显著的区域性特征，其代表性较差。因此，要集成重力、验潮、测高、水准、GNSS以及温盐、水文、冰川和大气等多源数据，才能更好的研究海平面变化。“十一五”年以

5、来，我国执行国家908专项和927工程，对我国海域和海岛礁进行了海洋调查和测绘，采集了大量数据，这也为本研究提供了数据源。在浙江舟山群岛海域进行了海岛礁测绘技术集成和示范应用，对GNSS、重力、无人表面船、无人机等多技术进行了测试，获得了初步结果。（二）海底探测我国海洋广袤，海洋资源丰富，当前我国重点发展海洋经济，国务院已批鲁浙粤海洋经济发展试点方案，而海底声学反演和分类为海底资源调查（油气、天然气水合物、多金属结核、富钴结壳、硫化物等）、海洋工程应用（跨海大桥、航道、光缆路由等）、海洋渔业研究（渔业养殖、捕捞、管理）、海洋环境保护、海洋军事应用(潜艇、舰船航行安全)、海洋

6、科学研究（动力地貌学、构造地貌学等）等等方面提供基础数据和重要依据。由于海底范围广袤，依靠水下摄影、拖网、抓斗取样等方式获得大面积的海底底质和地层结构分布情况，效率极低，借助声学调查手段实现海底参数反演和自动分类是目前国际上最为有效的方法。利用声学遥测技术实现海底底质和地层结构分类，一直是军民研究的热点之一。重磁震等地球物理勘探成果的联合反演是解决复杂地质问题所用的综合地球物理解释方法，是目前可信的定量的综合地球物理解释技术，是联合应用多种地球物理信息，通过反演地质体的岩石物性和几何参数来求得同一个地下地质和地球物理模型的技术。自上世纪80年代以来，地球物理场联合反演技术已

7、经取得了长足发展，发展了两两地球物理参数之间互为约束的反演技术及更高精度的联合反演计算方法。随着重磁三维技术的发展，现已发展到三维基础上的联合反演综合研究，主要有约束外推法、异常剥离法、顺序修正法和统一修正法等三维联合反演方法。这些方法对于地震资料信噪比低的山前带、盐下构造带、火山岩发育区、深层岩体的研究都具有重要作用，在高成熟区和复杂区以及油气预测与油田开发中都具有很好的应用前景，是今后反演方法研究的一个重要方向，也将是重、磁向目标勘探领域发展的一个重要方向。国内外研究者在海底探测与声学反演做了大量的工作，采用的