0引言
21世纪是海洋的世纪。我国在东部和南部的海岸线长达1.8万km,内海和边海的水域面积约470多万km2,是一个名副其实的海洋大国!这更要求我们发掘海洋的价值。海洋测绘是研究与海洋和陆地水域有关的地理空间信息采集、处理、表示、管理和应用的科学与技术。既具测绘学科各分支的综合性,又有其独特性,海洋测绘主要为研究地球形状、海底地质构造运动和海洋环境等科学性任务提供基础资料。为各种海洋资源开发和利用工程等实用性任务提供所需要的海洋测量服务工作,是一切水域活动的先导,具有国际性、全局性和基础性等特征。推进海洋测绘信息化,建设“数字海洋”、“透明海洋”对深海资源开发、海态环境检测、海洋渔业生产、海洋工程建设等活动的顺利开展具有重要的保障意义。但是,我国海洋测绘在技术、装备等方面遇到了严峻挑战。
1海洋测绘的必要性
第一,测绘学逐步完善的重点是海洋测绘,在我们的地球上70%是海洋,30%是陆地,在测绘学科体系中,如果缺少了海洋测绘,测绘体系是不完整的,因为其海洋测绘占据的毗邻的陆地面积及海洋的比例都是非常大的。第二,海洋测绘是完成海洋资料库的方法之一。需要海洋测绘完善海底概况,对于了解海洋地貌、性质、变化有重要作用。各个关于领域海洋的研究项目,对海洋的施工开采,都需要海洋地貌。因此,海洋测绘是对海洋认知了解的重要环节。第三,海洋测绘有助于增强国防建设。海洋测绘可以实现可以国家对于海况地貌的了解,海洋测绘是了解海洋关键环节。现阶段我们国家对海洋的建设和开采都离不开海洋测绘的帮助,有效的提高我国对海洋的探索。
2我国海洋测绘工作存在的突出问题
2.1海洋测绘成果严重不足
我国对海洋测绘工作长期重视程度不够,海洋测绘时间相对较短,海洋测绘人员和经费相对较少,技术和装备相对落后,加之我国海洋面积十分广阔,导致我国海洋测绘工作远远落后于陆地测绘工作,现有海洋测绘成果与实际需求的差距较大。尤其是随着国际海洋安全形势的日趋复杂以及地方海洋经济发展,需要满足军事、交通、科研、海洋资源利用等多方面对更大海域的海洋测绘成果需求,任务十分艰巨。
2.2海洋测绘自主创新能力亟待提升
我国海洋测绘技术与陆地测绘技术以及国际海洋技术发展相比,起步相对较晚,发展相对滞后。目前,我国核心海洋测绘技术和高端装备制造与国外差距较大。我国机载LiDAR测图技术、船载多传感器水上水下一体化测图技术、全自动无人测量船等海洋测绘核心技术主要依赖国外,测深、定位、重力测量等高端装备主要依赖进口。军地双方从事海洋测绘的专业人员数量总体较少,目前我国仅有为数不多的大学开设了海洋测绘相关专业,后备技术人才严重不足。加强海洋测绘技术和装备创新,任务十分迫切。
2.3海洋测绘工作缺乏统一规划与协调
我国从事海洋测绘的部门较多,但在规划编制、任务计划、成果共享、标准规范方面缺乏有效的统筹协调机制。在海洋测绘规划计划方面,军地双方和相关部门之间缺乏沟通协调机制,各部门主要从本部门工作需要考虑,相互之间缺乏在任务安排、设备引进上的统筹协调,重复浪费现象比较严重。在成果共享方面,由于海洋测绘成果大多属于保密信息,各部门的海洋测绘成果基本都限于内部使用。在标准规范制定方面,军队和地方由于使用目的不同,因此精度要求、标准规范、质量控制等都难以一致,也在一定程度上制约了共享使用。
2.4海洋测绘管理职能界定不清晰
我国《测绘法》虽明确规定了由军队测绘主管部门负责管理海洋基础测绘工作,但并未对海洋基础测绘的内容和范畴进行界定。到目前为止,也没有相关法规对此作更为详细的规定,导致各涉海部门因为概念不明确而产生认识、管理等方面的分歧,尤其是对于海道测量是否属于海洋基础测绘的范畴分歧较大,常常出现相关管理工作交叉或模糊不清的情况。此外,《测绘法》对除海洋基础测绘以外的其他海洋测绘工作的管理职能未予以明确规定。随着近年来地方海洋测绘工作的不断发展,地方政府在开展海洋测绘工作时由于难以判断所开展工作是否属于海洋基础测绘,而使海洋测绘工作进展受到较大制约。
3海洋测绘信息化的应用要点分析
3.1纵向分离技术
一般说来,海洋测绘信息化以实现信息数据共享融合为核心目标,摆脱原有纸质海洋图纸的限制,实现测绘数字化信息融合共享,真正意义上做到规避系列问题。按流程环节,海洋测绘可分为技术服务、数据加工、数据整合及前期测量,并且结合信息化流程测量至最终服务呈现“一对一”或“多对一”的局面。与其他技术手段相比,纵向分离技术改变原有单一(即一对一)的技术模式,基本实现多对一及一对多的目标,满足产品与数据间分离的要求,促使不同的产品源于相同的数据,对于推动陆地海洋天空间信息数据融合共享具有非常显著的作用。总而言之,信息间融合共享是实现海洋测绘信息化的必然抉择。
3.2横向融合技术
海洋测绘信息化不止以纵向分离技术模式为依托,实现技术层面、装备层面及理论层面的重大变革目标,更需要立足于纵向融合模式,促使海洋测绘与其他学科间有机整合。受经济全球化及需求多样化的影响,横向融合技术是实现海洋测绘信息化的有力手段。横向融合技术无法面向单一性产品,其技术模式基本实现服务、产品、数据及装备间融合的目标,例如:以装备与数据间融合为例,其观测对象具有共同性等鲜明特点,灵活运用横向融合技术能摆脱业务体系层面的局限及制约,完成观测平台搭建的任务,甚至装备大气传感器、测探及水文等设备,满足高度融合海洋测绘设备的目标。同时,控制及评估海洋观测数据的准确性无法脱离原有标准额数据模型的支持,而应用横向融合模式后能实现搭建综合性海洋测绘数据库的目标,将各种测绘数据有机融合,大大提高测绘作业的准确性。受信息技术蓬勃发展的影响,海洋测绘需求呈现多样化的发展趋势。即便海洋测绘以保证海洋工程有序开展为前提条件,但是灵活运用叠加方法能迎合多样化的测绘需求,有助于形成个性化的数据产品。此外,将信息化技术与测绘服务相结合,能大大缩短海洋环境服务的总体耗时,而灵活运用横向融合技术能搭建兼顾标准化及系统性的网络体系,真正意义上做到满足地面及空中的服务需求,向不同用户提供相应的数据及服务。
3.3水下三维系统技术
基于三维可视化技术当中,数字地球技术属于其中成熟的子技术之一。将三维系统技术应用到海洋测绘信息化建设当中,可实现对“陆地→水面→海水下面”的全方位漫游测绘,进一步能够综合分析空间、光照等三维信息。值得注意的是,水下三维系统所应用的是SOA架构,此架构可以基于任何平台上使用,其粗粒度为主要特点,可以根据Web服务接口的定义实现消息的收发,从而使跨平台应用功能得到有效实现。同时,采取HTTP作为传输访问协议,并采取XML作为信息交换格式,使每个基础服务均变成单独接口,进而使三维数据服务得到有效实现;除此之外,还能够实现3D分析服务,为海洋测绘提供更多的有利信息数据。由此可见,根据具体工程的实际需求,在有必要的情况下,可以合理科学地使用水下三维系统技术,从而为测绘工程工作效率的提升奠定扎实的基础。
4促进海洋测绘信息化发展的对策建议
4.1创新技术在海洋探深领域的应用
海洋勘探队是海洋测绘重要手段之一。海洋测绘数据应用方面我们表现的还很单一。我国单纯的依靠单波束形式实施测量,多波束的深仪器测量技术还需要提升和完善。现阶段的单波束仪器实施测量,凭借着成本低廉、设备稳定等特点被广泛应用。单波束仪器实施测量有多波束的测绘水平无法达到的阶段,现阶段随着需求的不断提高单波束测算技术已经无法满足日益提高的要求,需要结合其他测算、测量模式对空间进行测量校正。现阶段都是在浅海区域实施,深海区域还需要加入更多实践经验和数据,完善深海测绘数据。在具体的运用环节,如果使用单波束仪器进行测定,其测定深度、测量效果都远远不及多波束仪器的测绘能力。随着我国海洋领域的不断发展,对海洋测绘的需求也越来越来,显然单波束的测绘仪器已经不能适应我国当前的海洋测绘发展。因此应当充分利用多波束仪器进行测算,选取空间遥感的模式对海洋进行相关的测量。另外,由于空间遥感测量的适用范围较小,普遍应用于浅海区域,应当加强对深海区域的研究创新,从而推动我国海洋领域的测绘技术不断发展,测绘结果更加准确。
4.2培育海洋信息测绘专业人才
提高网络信息化的进程要与人员技术的培养相衔接。测绘、科研、管理、实际操作需要海洋测绘信息平台实现综合整理,现阶段缺少实现的平台,在这个领域加强合作处理,实现部门的设计与互联网信息相结合,通过利用国家平台统一接受处理信息,实现信息技术的互通,建立健全信息平台,促使海洋测绘接收更多的信息完善数据高效率。加之,提高相关领域人才的培训教育使人才与技术的成长同步,通过信息的共享提高人才的加入基数,培训的硬件设施学习环境,信息实时更新同步,最终达到人员技术与实际相匹配,并不断得以提升。
4.3创建海洋信息管理网络系统
要实现海洋信息服务的网络化发展,应当努力构建完善的海洋信息管理网络体系,通过建立海洋测绘、科研以及管理等相应的局域网,合理统筹规划局域网的权限,构建完善的信息平台,实现与不同层级的海洋海事机构的网络连接,进行信息的互通。通过我国相关的网络通信技术,实现海洋信息的网络化管理,也可以实现测绘结果的分布式保存,确保信息的完整性。在运行网络进行信息共享的同时,不断创新地理信息的一体化服务方式,创建高度集中的门户网站,相关人员只需要通过访问网站,就可以完成对所有海区信息的检索、访问、查询以及浏览等等,从而推动海洋地理信息服务的网络化发展。
4.4加强信息共享性,实现信息服务网络化并应用于社会中
政府机关出面,建立一个专门管理海洋信息、以网络管理为基础的机构,在我国现有的局域网的基础上,对海洋测绘信息进行有序、有效、统一的管理。规范各地区海洋测绘采用的标准,统一单位,为信息的及时共享奠定基础。在以上实践过程中,建立的网络系统可以适当的向社会开放,加强了人们对各海域的了解的同时也实现了海洋服务管理的社会化。
5未来海洋测绘发展趋势和前景
我国必将建立健全一个覆盖范围广、要素完善、以数字产品为主、生产体系完善、服务功能完善的数字海洋测绘服务体系。这个体系有如下几个特点。第一,测绘信息的获取变得多样化综合化,包括获取方式,获取源等;第二,数据处理更加自动化和智能化,无人探测船的出现就是最好的证明;第三,服务也更加网络化全球化,围绕着我国疆域的海洋并不全归我国管理,这就要求我国加强与国外的合作与联系,做到在一定程度上的资源共享。海洋测绘目前在我国还是一个较冷门的专业,人民大众缺乏对此专业的理解。因此,他具有很大的潜力,一旦人们认识到海洋测绘的重要性,在未来的很长一段时间海洋测绘事业必将大放光芒。并且随着其快速发展,进一步推进我国海洋经济的发展,加快把我国建设成一个“海洋强国”。
结束语:综上所述,海洋测绘信息化是未来的发展趋势,海洋测绘的应用可以实现海洋强国的目标,具有十分重要的作用。充分发挥海洋测绘信息化的作用,根据海洋管理组织的统筹安排,可以快速搭建信息分享服务体系,提高海洋信息的利用效率以及利用范围,促进海洋测绘信息化的普及与发展。而要想加强海洋测试信息化的应用,就必须要创新海洋探深技术、培育海洋测绘信息化专业人才、创建海洋信息管理网络系统。
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