浙江省河海测绘院(试运行)

四、技术发展

(一)地形测绘

钱塘江河口是世界闻名的强潮河口，澉浦以西有世界闻名的涌潮。由于潮流汹涌、山洪潮水消长的变化很大，泥沙为匀细松散的粉沙，造成河床的冲淤变化极为频繁剧烈，河口治理和开发均需要掌握河床冲淤变化的规律。五十年来一直从事钱塘江和杭州湾的水下地形测量，本院地形测绘专业也明显具有河口海岸特色的测绘技术特长，伴随着钱塘江杭州湾水下地形测量而发展。

1、控制测量

平面控制测量：本院成立至六十年代初期，主要采用三角锁的测量方法，使用光学仪器，借助一般的量距仪器手工操作，逐步发展到七十至八十年代使用电子仪器设备，到九十年代开始使用全球定位系统(GPS)。平面坐标系统初期采用浙江坐标系，七十年代后采用1954年北京坐标系。

成立初期至上世纪七十年代，在国家已有的控制点基础上，用三角锁和量距导线方法进行加密和扩展钱塘江两岸控制网，主要是测定各断面桩的平面坐标和后方交会的陆标坐标，测量的仪器主要有ZEISS、WILD经纬仪。

WILD T2经纬仪和 WILD Dl-4L红外测距仪全站仪

八十年代，引进了WILD T2型经纬仪和WILD Dl-4L红外测距仪，组合成既能测角又能测距的综合体，而且测距精度大为提高，导线测量的精度和速度明显加快。钱塘江两岸大规模围垦，导致海塘外移，测量钱塘江水下地形用的断面桩也随着外移。当时主要采用该组合仪器，用导线测量方法进行各断面桩的坐标测定。

九十年代初期引进功能更为齐全、操作更加方便简捷既能测距又能测角、测高的全站仪。该仪器可在导线测量、陆域地形测量中测定地物、地貌点三维坐标，水下地形测量测点定位。首次应用于秦山一、二期大比例尺取排水口水下地形测量，而后广泛应用于标准海塘带状地形和其它地形测量。

1996年,引进了WILD 200S单频GPS，首次采用全球定位系统GPS技术，对钱塘江、杭州湾两岸进行控制网改造为以后的钱塘江、杭州湾两岸标准海塘建设打下了基础。期间，在《浙江水利科技》上发表了《钱塘江、杭州湾两岸GPS控制网的建立》总结文章。此后，本院陆续引进了Trimble 5700、Ashtech、Trimble R7双频GPS及相应的平差软件，已具备进行GPS C级网以下的控制测量的能力，可以满足大型工程各种比例尺的陆域地形测量和水下地形测量对控制网测量的要求。

电子水准仪

高程控制测量：测量手段由成立初期至八十年代的普通水准仪到光学测微、自动整平的ZEISS 、WILD水准仪，发展到九十年代的DINI 11/12电子(数字)水准仪。测量方法和精度根据各个时期的有关规范要求进行。高程基准采用吴淞基面(浙江)、部分地区采用1956年黄海高程系和1985国家高程基准。2002年起，钱塘江、杭州湾统一使用1985国家高程基准。

在航道、码头工程中，水深测量则以理论最低潮面作为深度基准面。

2、陆域地形测量

五十年代至八十年代，采用经纬仪配小平板和大平板仪测绘地形、地物点的平面位置和高程。九十年代采用全站仪(或经纬仪配测距仪)测绘地形。期间，在《浙江测绘》上发表了《EPSW98在地形测量中的应用》文章。1998年以后，随着计算机技术和GPS RTK技术的发展，广泛应用GPS RTK技术采集地貌、地物碎部点信息(高程、坐标)，编绘数字化地形图。

3、水域地形测量

水域地形测量是我院传统的强势专业，随着仪器的不断更新，测量技术不断发展。

(1）定位

1)经纬仪、六分仪

前方交会进行水下地形测量 WD-3型(304Ⅱ)高精度无线电定位系统岸台

建院初期至八十年代中期，在钱塘江尖山以上河段，采用经纬仪前方交会方法进行测点定位，尖山河段至杭州湾口，采用六分仪测角、三杆分度仪定位的后方交会法确定测点位置。要完成钱塘江、杭州湾常规水下地形测量，必须要有良好的天气条件(能见度好、风浪不大)，从杭州闸口至乍浦河段，一次测量往往需要两个月时间。大比例尺水下地形测量因精度要求高而采用前方交会法进行。

2)无线电定位系统、测距经纬仪
1988年购买了WD-3型(304Ⅱ)高精度无线电定位系统，由3个岸台(1个主台、2个副台)和2个船台(流动台)组成，是我国当时拥有无线电定位系统为数不多的测量单位之一。为掌握无线电定位系统的工作原理和使用方法，专门派了6名技术人员到天津中国船舶总公司第七研究院培训学习了2个月。该系统定位精度达到±5m。首次应用于杭州湾序列图测量(与上海海监局海测大队合作)，取得满意的成果。而后，应用于杭州湾澉浦至金山段水下地形测量。由于无线电定位系统精度高，受天气影响较少，可以全天候作业，使钱塘江和杭州湾的测量精度与速度均大为提高，并且告别了用六分仪进行后方交会的历史。使用WD-3型无线电定位系统，岸台选址和天线的架设是难点之一。总结文章有《WD-3型(304Ⅱ)高精度无线电定位系统岸台发射天线的架设》。

大比例尺测量则采用测距经纬仪极坐标法施测。

3)导航型GPS、全站仪

九十年代初，国内引进的导航型GPS，主要是供各种船舶导航使用，尚没有应用于小比例尺水深测量的成熟经验和报导。本院通过测试和现场实践，确定该仪器可以满足1:25000以下比例尺水深测量的定位精度要求，加上事后差分，则精度更高，也可以满足1:10000的水下地形测量精度要求。1994年本院首次采用导航型的GPS技术进行三门核电工程三门湾水下地形测量(比例尺1:50000)，取得了满意的效果。事后进行了总结，在《浙江测绘》上发表了《应用导航型GPS定位系统进行小比例尺水深测量的探讨》一文，获得了浙江省自然科学优秀论文三等奖。应用GPS全球定位系统进行水深测量的定位，可全天候作业，仪器轻巧方便，定位简捷，操作方便，还能正确导航，按预先设定测线航行测量，其优越性是前方交会、后方交会、无线电定位系统等各种定位方法无法比拟的。后来，将该定位技术应用于钱塘江和杭州湾1:50000的水下地形测量，均取得满意的结果。可以大大减轻测绘人员的劳动强度，提高工作效率。原来从杭州闸口到上海金山卫的水下地形测量，要租用三条测量船，分别采用前方交会、后方交会、无线电定位系统等方法定位，约需500个工作日，采用GPS定位，完成同样工作量，仅需125个工作日，提高工作效率4倍，同时，还可以大大节约船租费和无线电台的架台、拆台、汽车搬运等成本费用。1995年引进全站仪后，大比例尺水下地形测量定位采用全站仪极坐标法，在秦山核电一期取水口附近水下地形测量、钱塘江两岸海塘带状地形测量等工程的实践中取得了宝贵的工作经验。在《浙江测绘》上发表的《测船航速－全站仪极坐标法水下地形测量定位精度的保障》一文，测量船速对定位精度的影响作出了评估。

安装GPS天线用全站仪进行水下地形测量

4)实时差分GPS

实时差分GPS在本院发展有两个阶段：

第一阶段为自设GPS差分台。

1996年，在购进WILD 200S单频GPS和同时，引进了WILD MX9112 DGPS和数据传输设备。根据需要，在陆域控制点上架设WILD MX9112 DGPS和数据传输电台的基准台，并和移动台(船台)上的GPS接收机同步观测不少于四颗的同一组卫星，求得该时刻改正数，通过无线电数据链把改正数实时播发给移动台，进行实时修正，进而获得准确的定位结果，精度可达到±5米以内。期间，在《浙江水利科技》发表了《应用GPS差分技术进行水深测量》、在《浙江水利水电专科学校学报》发表了《差分GPS和全站仪在水下地形测量定位精度探讨》等文章，对拓展DGPS应用有一定的指导作用。

第二阶段为无线电信标差分GPS定位系统(RBN-DGPS)。

无线电信标差分GPS定位系统是利用无线电信标台站向移动台播发差分改正信息；移动台据此对所接收的GPS定位信息进行实时修正，以确定其精确位置。

九十年代后期，交通部门陆续在我国沿海布设了无线电信标台站，供船舶航行中定位使用。目前RBN-DGPS的定位精度最高可达亚米级，可以满足1:5000比例尺以下的各种比例尺水下地形测量的定位要求。目前本院1:5000比例以下的水下地形测量和水文测验点位定位已广泛采用RBN-DGPS定位系统。

5)GPS RTK

GPS RTK是一种高精度实时相位差分动态定位技术，由基准台、移动台和RTK差分数据链组成。移动台无需在已知点上做初始化，而直接在动态环境下确定整周模糊度，实时接受GPS定位信息，并按基准台发送的RTK差分改正数进行修正，获得厘米级精度的三维坐标。可应用于大比例尺地形测量，也可应用于无验潮水下地形测量。传统水下地形测量的测点高程计算，是通过潮位改正求得的。因此，在测区内根据规范要求合理布置潮位观测站是水下地形测量不可缺少的组成部分。而观测潮位的地点往往交通不便，设站困难；还要有专人去观测，劳动强度也较大。GPS RTK无验潮测量与验潮水深测量相比，具有定位精度高、速度快、重复少；且不需要设立潮位站、在测量的同时，可以消除各种波浪对测深的影响。

GPS RTK流动台/基准

1999年，本院首次采用GPS RTK技术进行杭州湾跨海大桥选址阶段滩涂测量；2001年丽水市江堤测量进行了无验潮水下地形测量实践，并取得一定的经验。经不断实践、总结和提高，此项技术已在我院广泛应用于大比例尺陆域测量和无验潮水下地形测量。期间，已在《东海海洋》上发表《RTK技术在杭州湾跨海大桥桥位地形测绘中的应用》、《浙江水利科技》上发表《无验潮模式下的GPS RTK水下地形测量技术》、《南京师范大学学报》上发表《RTK技术在水下地形测量中的应用》等总结文章。

(2)水深测量

本院成立初期，采用水铊、测深杆(锤)测深的人工作业方法；1958年后开始装备测深仪，主要是电子管回声测深仪和南京航道局生产的回声测深仪；七十年代后，引进了日本生产的PS－10、PS－10E热敏打印装置的测深仪；八十年代后期，采用无锡海鹰加科仪器设备有限公司生产的数字显示的SDH-13D回声测深仪，向数字化迈进了第一步；九十年代引进了美国ODOM单频回声测深仪，测深标称精度1cm±1/1000水深，既有热敏打印又有数字显示，可以直接连接计算机，实现GPS同步采集测深点的坐标和水深，向数字化成图又前进了一步。而后又相继购置双频测深仪、多波束测深系统等当代最先进的测深仪器，为开展施测淤泥、障碍物扫测提供了设备保障，逐渐使水深测量的装备水平更趋现代化。

1999年，又购买了声速计进行声速的准确测量，通过对测深仪的声速设置，自动修正水温、盐度等变化对测深仪测深的声速造成的误差，进一步提高了测深精度。

(3)水位控制

水位控制测量是水下地形测绘的基础工作之一，是传统方式进行水下地形测量不可缺少的组成部分。本院在长期从事水下地形测量过程中，摸索出一套卓有成效方法。建院初期至八十年代，长期从事钱塘江杭州湾水下地形测量，承担的测量业务比较单一，以小比例尺水下地形测量为主，在钱塘江尖山以上河段施测常规大断面测量，均在相应的断面上观测水位，人工直接观测；在尖山以下河段采用多站潮位控制，三角插补测点潮位。2000年，杭州湾跨海大桥桥位地形测绘，布置了多达9个潮位站，特别是在南岸离岸7～8公里的庵东沙滩、四灶浦外滩涂上布设和搭建临时潮位站，对测区潮位进行了有效控制；水下地形测量高程点计算采用三角分带解析法进行测点瞬时潮位计算改正，满足了在杭州湾潮流强、潮差大、涨落速率快的强潮河口进行水下地形测绘水位改正的精度要求。

庵东滩涂临时潮位站

水位观测的手段也从九十年代前的人工观测，逐渐发展为自记验潮仪观测，直到2006年采用无线电遥传自记验潮仪，使水位观测的水位信息传递上了一个新台阶；从近岸或海岛上设置验潮仪控制观测潮位，发展到在海洋投放验潮仪远距离进行潮位自动记录和遥报。

4、滩涂测量

本院成立初期，钱塘江河口江面开阔、河宽水浅，高潮时，尖山附近河宽达27公里；低潮时，很多地段水深不到2米。水流湍急、航行尤为危险。必须在低潮位附近靠人工上滩测量，由于滩涂长 (最长达17公里)，可利用的作业时间短，同时，滩面上潮沟纵横，时有险情发生。根据以上情况，本院采用了带度盘的水准仪，用5米自制花杆，前后视距控制在500米以内的水准测量方法施测。此种作业方法一直延续至1999年引进GPS RTK技术。采用GPS RTK技术进行滩涂测量，测量前按计划测线，将各测线的起迄点坐标输入GPS流动站手簿，作业时，启动需要施测的测线，按GPS仪器显示的导航轨迹和设定的距离采集滩涂碎部点的坐标、高程，自动存入PC卡。这种测量模式，减轻了测绘人员的劳动强度，提高工作效率一倍，由原来需要4个人，减少为2个人。

九十年代前钱塘江滩涂测量

GPS RTK滩涂测量

5、绘图

本院编绘地形图技术，在九十年代以前均是人工编绘。九十年代进入计算机辅助制图阶段，实现了内外业数字化。地形图的编绘技术主要可以归纳为纸质绘图，聚酯薄膜绘图和计算机机辅助绘图三个发展阶段。

(1)纸质绘图阶段

地形图的制作，传统方法是绘制成纸质底图和透明纸底图(供晒兰图用)。底图纸质主要选择地图纸或胶版纸，要求纸质平滑、伸缩性小，还要有一定的厚度。七十年代以前，本院外业用小平板仪配经纬仪或大平板仪，用纸质进行测图，然后进行清绘和描图。

(2)聚酯薄膜绘图阶段

七十年代，市场上出现了聚酯薄膜(又称聚酯胶片)的新材料。它具有薄、轻、透明、韧性好、不易破损、伸缩性小等特点，可以替代纸质进行地形图测图和描图。本院通过与其它兄弟测量单位交流和学习，从光面薄膜绘图到毛面薄膜绘图，从植字与墨水的采用等，不断摸索，积累了一定的经验，从七十年代后期一直到九十年代初期，广泛应用于地形图测绘。用聚脂薄膜绘制的地形图，图面清晰、美观，变形小，透明度高，易于长期保存，工作效率也大为提高。

(3)计算机辅助绘图阶段

计算机辅助绘图，不仅可以大大减轻绘图工作量，同时也杜绝了各种人为的误差，而且更利于充分发挥计算机易于绘制和修改图形的作用。1997年，本院首次应用在江苏连云港核电厂水下地形测量地形图编绘，至今已有十年的历程，主要可分为四个发展时期。

1)绘图系统的初建

1997年，选择AutoCAD R12版本软件，所需的硬件设备，除了一套基本的计算机系统(包括处理器、键盘、文字显示屏幕和磁盘等)外，还需一台高分辨率的图形显示器，通过串口或有并行输出口和主机相连；用鼠标和数字化图形输入板输入命令和坐标点。数字化图形输入板通过鼠标在台面上移动，十字光标将随着鼠标的移动轨迹在屏幕上移动把图直接“拷贝”到计算机上，形成可以编辑的电子图形，通过一台“笔式”绘图机与主机相连，输出打印图形。

2)计算机辅助绘图自编软件的突破

1998年，随着计算机硬件、软件、辅助设施和应用的普及与发展，计算机辅助绘图在理论上的问题急待解决。测绘刊物上关于计算机辅助绘图的论文很多，论及的问题一般仅限于软件的条件，还没有符合本单位自身特点的现成绘图软件。因此，本院特列专题《计算机辅助绘图》进行研究，开展科技攻关，实现了突破性的进展，对第三阶段的飞速发展起了决定性作用，还总结出了《计算机辅助编绘——钱塘江海塘带状地形图》一文；尤其在AutoCAD二次开发上，研制了一套符合钱塘江、杭州湾、浙江沿海及浙江主要河口的水文测验、水文分析与计算、水下地形测量、海洋工程测量、海岸滩涂测量、海底地形测量(含扫海)、水下障碍物探测等专业的海测软件，又总结出了《用AutoCADLisp语言处理地形图数据体系》、《运用CAD软件纠正光栅图像的技巧》等文。

3)海测绘图软件的进一步研制与应用

2000年，单一的纸质地形图生产需求测量成果已不能满足,要求包含多种属性信息的电子文件。对这些信息进行提炼所得出的资料，可用于各种GIS的基础原始资料。为了实现这项功能，本院以《水运工程测量规范》、《海底地形图编绘规范》、《海洋工程地形测量规范》、《基础地理信息数字产品数字高程模型》为依据，根据实际需求建立一套《数字海图测绘规范》。依据这套规范建立了一套完整的《海测整编码系统》，在原来的整编软件的基础上，以这套《海测整编码系统》为依据，建立了具有自主知识产权的基础应用软件—[海测系统软件]。

[海测系统软件]可以进行数据的深加工，建立数字高程模型<DEM><DTM>，生产各种地理信息成果产品。如各种水利工程中的河道河床真实地形三维漫游，河道区域的洪水淹没范围分析，河道在各个时期的变迁、冲淤计算，取排水口地形的变化分析等等，拓宽了原始数据的应用范围。

4)浙江沿海地形岸线信息系统的建设

我省濒临东海，海岸线呈东北至西南走向，岸线曲折，沿海港湾众多，岛屿密布。各河口均为我省经济发展热点地区；港湾均极具开发利用价值；滩涂资源是经济建设急需的潜在土地资源。在港湾、河口和沿海岛屿兴建海岸工程，开发利用滩涂资源和水资源，都必须掌握所处现场的海洋环境条件与水下地貌形态的演变特征。因此，浙江沿海地形岸线信息系统建设具有巨大的现实意义和战略意义。2004年至今，已完成钱塘江河口、杭州湾、瓯江河口、甬江河口、椒江河口的信息系统建设。

6、资料整编计算手段

本院成立初期至七十年代，各类整编资料工具为对数表、算盘、手摇计算机；八十年代初，购置了fx180p计算器。当时，针对fx180p特点，编译fx180p程序集；随着引进PC-1500，根据本院水文测验、地形测量特点及计算机要求，开发编写了《PC-1500计算程序集》，各项内业计算速度大为提高，从此告别了对数表、算盘计算的历史。

九十年代，随着计算机技术发展和推出相应测量软件，本院引进了一批商业软件。海洋测绘软件主要有中海达测绘软件、国外的Hypack软件；GPS基线处理软件有TRIMBLE和ASHTECH公司的基线处理软件，平差控制软件主要有武汉大学测绘学院的COSA软件，还有自编的一些应用软件。近年来发表的地形测量文章见表4-1。

表4-1 近年来发表的地形测量文章

序号	篇名	作者	刊名 (收录论文集名称)	刊期、出版年月
1	应用导航型GPS定位系统进行小比例尺水深测量的探讨	张奠梅胡建炯	浙江测绘	1995年第1期
2	计算机辅助编绘——钱塘江海塘带状地形图	胡建炯钱迈南胜	浙江测绘	1998年第3期
3	测船航速——全站仪极坐标法水下地形测量定位精度的保障	陆波胡建炯	浙江测绘	1999年第1期
4	钱塘江、杭州湾两岸GPS控制网的建立	郭为民张坚樑胡建炯	浙江水利科技	1999年第3期
5	应用GPS差分技术进行水深测量	陆波张奠梅	浙江水利科技	1999年增刊
6	差分GPS和全站仪在水下地形测量定位精度探讨	任少华郭为民	浙江水利水电专科学校学报	2000年9月第12卷第3期
7	基于AutoCAD的地形图数据处理方法	南胜钱迈	浙江测绘	2001年第2期
8	RTK技术在滩涂断面测量中的应用	任少华沈尧峰	浙江水利科技	2001年增刊
9	EPSW98在地形测量中的应用	段文义	浙江水利科技	2002年第1期
10	RTK技术在杭州湾跨海大桥桥位地形测绘中的应用	任少华陈尚州	东海海洋	2002年第4期
11	杭州湾跨海大桥桥位地形测绘中的潮位改正	陈尚州张奠梅	东海海洋	2002年第4期
12	AutoCAD到Arc/Info的数据转换方法探讨	姜小俊孙在宏任少华	浙江测绘	2003年第3期
13	无验潮模式下的GPS RTK水下地形测量技术	任少华	浙江水利科技	2005年第2期
14	强潮水域水深测量精度的保障方法	何文亮胡建炯	浙江水利科技	2005年第2期
15	谈海岸带地形与等深线的基准关系	钱迈南胜	浙江测绘	2005年第4期

续表4-1 近年来发表的地形测量文章

序号	篇名	作者	刊名 (收录论文集名称)	刊期、出版年月
16	浅谈数字水准仪的应用	陈军	地方水利技术的应用与实践	2005年第4期
17	运用CAD软件纠正光栅图像和选择视窗比例的技巧	南胜钱迈	浙江测绘	2006年第2期
18	用GPS RTK技术对城市一级控制网的检测与分析	杨彬王宇东门伟	浙江测绘	2006年第2期
19	基于Excel组件的河口海岸水文信息处理系统开发与应用	王宇东史永忠介玠	浙江水利科技	2006年第4期
20	卡尔曼滤波模型在水深测量中的应用	陈铁鑫张坚樑张沈阳叶小凡	浙江水利科技	2007年第2期
21	基于不规则三角网（TIN）数模建构的优化算法	南胜	浙江测绘	2007第1期总第90期
22	高层建筑的高程传递方法及精度分析	胡建炯陈铁鑫王岩	现代测绘	2007第5期第30卷

(二)水文测验

1、测流

本院前身海潮测验队成立初期，潮流观测的仪器设备非常简陋，仅有普通流速仪（旋杯、旋浆流速仪，无流向测量装置）。由于普通流速仪功能的限制，给观测作业带来了一定麻烦。使用时，要进行人工计数，测定时间长，还需在表中查得与相应计数值对应的流速值，测验过程十分繁琐；外业观测工作量繁重，一条水文垂线需要10～12名观测人员，工作效率低下。因此，水文测验实施规模较小，只有单条垂线或几条垂线的测验能力，测验资料的使用价值也存在一定的局限性；测验河段仅在钱塘江上游闸口、七堡、仓前等区域；测验船最初雇民用木帆船，甚是危险。1958年曾发生翻船事件，人员落水，仪器丢失；当年始建造一艘80吨木质机帆船。

1979年，全省海岸带资源调查。本院逐步引进了直读式流速流向仪，工作区域也逐渐向浙江沿海扩展。九十年代后，本院引进了当代先进的海洋水文仪器设备，如Sontek公司河流调查者系统、TRDI公司声学多普勒流速剖面仪、Nortek公司小阔龙水流剖面仪、自记式验潮仪及海流计等，开拓了许多以前不可实施的项目，其中有些项目的实施及应用开发，在本院的发展历程中有着极其重要的作用。如秦山核电厂一、二、三期水文测验的成功实施，为以后多个电厂工程的大规模水文测验打下了坚实的基础；又如在常规水文测验中，全断面观测精度只能由水文垂线数量控制。由于测验规模和观测成本等因素限制，在一个水文断面上不可能布置相当密的水文垂线，而采用多普勒河流流量测量系统(ADCP)解决了该问题。本院于2004年首次在健跳港实施了大、中、小潮全断面流量测量工作，取得了全潮过程进、出潮量资料，随后又分别在石浦港、衢山北部等狭口实施了断面流量测量，为工程科研、规划提供了准确、翔实的流量、潮量资料。2007年在宝钢马迹山港潮流观测中，码头前沿7条垂线采用多普勒流速剖面仪连续观测覆盖大、中、小潮长达11天的潮流，连续资料系列之长是过去难以实现的。先进的仪器设备充分发挥了在复杂地形条件和恶劣海况(大风、大浪)条件下采集潮流资料的优越性；同时也提高了资料的使用价值，减轻海上作业的劳动强度。

如今，我院凭借多年的技术积累和先进仪器设备的保障，完全能够承担沿海和各大河口各种工程的综合性水文测验和综合海洋水文调查。

2、涌潮观测

钱塘江为强潮水域，其中钱江涌潮闻名天下。然而涌潮具有极大的破坏力，对沿程建筑物和江堤的损毁巨大。涌潮观测资料是研究钱塘江涌潮机理和钱塘江治理规划必不可少的资料。过去，由于仪器设备简陋，观测手段原始，而且涌潮河段往往水浅流急，河床演变剧烈，潮流复杂，危险性大，用常规的测船测流方法，难以取得完整的大潮流速资料和涌潮瞬间垂直分布状况，仅采用人工浮标跟踪采集有限的涌潮资料，其准确性较低，使用价值有限。

随着本院先进水文测验仪器的引进，逐步开展在强涌潮河段进行涌潮潮流观测，取得了完整涌潮观测成果。2003年8月，萧山通道工程可行性研究水文测验，在钱塘江大缺口丁坝坝头附近，首次采用流速剖面仪(ADCP)，应用声学多普勒技术，通过完整的自容系统，获得了涌潮河段大潮期(农历八月初二至初五)连续6个潮期(约73小时)的流速、流向资料，通过采集的图件分析和资料整理，可以清晰地反映涌潮前、后水位、流速、流向的时空变化，垂直分布状态和涌潮瞬间的最大流速，实现了涌潮河段潮流观测方法新的突破，填补了涌潮河段不可能连续观测的空白。这是一次在涌潮观测方面自主创新的试验和实践。

在总结ADCP固定在钢桩上连续观测的基础上，进一步探索采用固定锚系测流方法。通过试验和实践，自制研发了双体浮标式观测平台，在平台上安装流速剖面仪，并将观测平台用前、后锚系固定，通过自容系统定时自记流速、流向资料；2005年，在尖山河段水域进行无人测验涌潮流速流向实践，为绍兴沽渚大桥(杭州湾第二通道)观测到整个大潮期间的流速流向资料，观测到最大涌潮流速6.32m/s；2006年，在大缺口附近水浅、流急的涌潮河段，也采用双体浮标平台安装ADCP仪器进行自记测流，实现无人自动测流，取得了涌潮全过程的流速、流向资料，观测到最大流速为5.39m/s。随后，该观测方式通过不断改进，已广泛应用于浙江沿海其他海洋工程水文测验中，特别是环境恶劣、测船无法观测的河段和海域，提高了资料质量和保障了人员安全。

3、潮位观测

潮位资料是各项工程可行性研究、规划、设计、施工必不可少的基础资料。观测方法主要为人工观测、自记验潮仪、遥报验潮仪。

早期，本院潮位采用人工观测，直接在预先设置好的水尺上昼夜读取数据记录，这是一项既简单又辛苦的工作。

1999年，本院引进压力式自记验潮仪，从此告别了人工观测潮位的原始方法，极大地节约了人力资源和现场观测劳动强度，既提高了工作效率，又提高了工作质量。此后，又增添了沉底式验潮仪；2006年，添置了遥报自记验潮仪，能在GSM信号覆盖范围内的任何河口、岛屿进行实时潮位遥报，在办公室直接了解记录验潮仪的工作情况和实时接收潮位，真正实现潮位观测的自动化。现已应用于舟山连岛工程岱山大桥可行性研究阶段水文系列专题研究的连续一年的潮位观测，取得了满意的效果。

4、波浪观测

1993年，我院首次在三门电厂牛山厂址区域进行了波浪综合观测项目，历时3个月，包括波浪、风速（风向）、潮位、温度及海况等，波浪观测采用岸用光学测波仪，整个观测过程经历了两次台风影响，收集了完整的风暴潮综合资料。通过该项目的实施，积累了波浪观测经验，为本院以后多次波浪观测项目的顺利实施打下了基础。1995年，用同样的观测方法为秦山核电三期可行性专题研究的波浪资料采集。1999年，又引进了中国科学院海洋研究所研制的重力式自记遥测波浪仪，用于国外工程——牙买加电厂工程波浪综合观测。2006年，购置了中国海洋大学研制的自动遥报定位(SZF型)波浪仪。它是一种能自动定点、定时(或连续)地测量波浪要素的浮标测量系统，能测量海浪的波高、周期、波向，与AWAC(AST)自容式浪龙浪潮仪一起，应用于舟山连岛工程岱山大桥工程可行性研究水文系列专题研究为期1～3年的波浪观测。在0718号台风“罗莎”的影响过程中，观测到了5.2米的风暴潮浪高，为专题研究获取了珍贵的实测资料。

5、泥沙分析

水文泥沙资料在河口整治规划、冲淤分析，桥梁、航道、码头和电厂工程的排水口等工程的可行性研究中有着十分重要的作用。本院在不断引进、完善外业泥沙样品采集设备和手段的同时，先后在泥沙分析处理上也加以提高和改进。外业样品由最初的瓶式采样逐步转为横式采样器、颠倒采水器采集水样。河（海）底表层土样采集也由简单的抓斗式采样逐步发展到表面和柱状采样（进深2～5米）相结合的方法。室内泥沙颗粒分析工作按水电部和地矿部颁布的有关规范进行。分析方法视泥沙粒径的大小、样品的多少而定。悬沙颗粒分析曾采用底漏管法。1959～1979年采用粒径计法。1980年以后采用光电法。河床质颗粒分析采用尺量法、筛析法、比重计法、吸管法。2007年引进世界先进的马尔文MS2000激光粒度仪。泥沙分析的粒径在先前最细为2μm的基础上，提高到能分析至0.02μm粒径的水平，从而大大提高了泥沙分析资料的应用价值。

6、水文泥沙资料整编

本院成立初期，水文泥沙资料计算、整编手段单一，基本上由人工查表、手摇计算机计算、手工绘制图表。八十年代后，逐步采用了计算器、PC1500计算机，自编水文资料计算程序，开始用程序进行计算，提高了资料整理的效率和精度。自九十年代起，计算机技术的飞速发展，为本院水文测验资料计算和资料整编进一步提供了重要的技术条件。本院自主开发了水文资料计算机整编系统，使我院的水文资料整理迈上了新台阶，同时提升了水文资料的应用价值，还为相继开展的大规模综合水文测验项目观测资料的计算、整理提供了快速科学的手段。在2002年后，本院又在计算机程序化处理水文资料的基础上，开发编写了调和分析计算程序，逐步进行水文资料的初步分析、报告编写，进一步提升了水文资料的应用价值。在同行中树立了良好的声誉，增强了单位的综合实力。

综观本院水文泥沙技术发展历史，是与社会进步、经济增强、科技发展密切相关，也与历任领导和广大科技工作者与时俱进的先进理念紧密相联。抓住每一次的发展机遇，不断技术创新，提高了单位的实力，尤其是改革开放以来，充分依托国民经济高速发展的大潮，开拓创新，在引进众多先进水文仪器设备的同时，培养和造就了一大批优秀的科技人员，完全有能力并且已经承担过多项国家级和省级重点项目的综合水文测验工程，在海洋测绘领域的知名度与日俱增。近年来发表的水文测验文章见表4-2。

表4-2 近年来发表的水文测验文章

序号	篇名	作者	刊名 (收录论文集名称)	刊期、出版年月
1	钱塘江、飞云江两河口泥沙絮凝报告	黄晓庄梁丽容	河口与海岸工程	1981年11辑
2	泥沙粒径计颗粒分析法的误差与改正探讨	黄晓庄梁丽容	河口与海岸工程	1982年12辑
3	用消光系数改正GDY-1型光电颗分仪计算	黄晓庄	黄河水利	1985年第4期
4	杭州湾南汇嘴海洋水文观测及分析	张坚樑郭为民	浙江水利科技	2001年第3期
5	DLY-95在泥沙颗粒级配分析中应用的可靠性	余江余焕阳	浙江水利科技	2004年第1期
6	河口、浅海ADCP定点海流观测资料的比较与整理	段文义张坚樑	浙江水利科技	2006年第5期

(三)物理探测

随着测绘技术的不断发展，根据业务发展需要，我院成立了海洋地球物理探测（简称“物探”）分院。主要服务于各类海洋工程中，对指定区域进行障碍物探测和水深测量。采用技术主要包括导航定位技术、海洋重磁测量技术、海底声学探测技术。

我院最早进行的物探项目雏形，可以追溯到1997年浙江省三门核电厂附近海床断面9711台风后浮泥和骤淤观测。在该项目中，我院通过水文方法，采用横式采样器取水样进行含沙量、粒径、盐度分析，得到了浮泥的厚度；采用水文绞车测深的方法测到了台风后的河床淤高程度。从而克服了由于浮泥存在无法用测深仪施测的问题，获得了三门核电厂取水口附近深潭台风骤淤的宝贵资料。该项目获得1998年浙江省水利科技进步三等奖，可以说是一个非常好的开端。

真正涉足物探领域，是2003年的杭州湾跨海大桥新辟航道扫测。此后，承接了各类不同级别的物探项目。采用的技术也从最初单一的拖底扫海，发展到多种物探技术的综合利用。为顺应物探技术的发展，促进专业化水平的提升，近年来相继购置了各类海洋物理探测仪器；并于2005年12月成立了物探分队(后改为物探分院)。其中绝大部分队员具有本科以上学历和良好的计算机基础，以便在熟练掌握物探相关业务流程的基础上，利用计算机技术在海洋物理探测数据处理方面进行创新性的研究。

1、物探项目类型的发展

从近年来承接的物探项目可以看出项目类型的发展趋势：即从最初简单的障碍物探测到较为复杂的海底路由管线检测；从简单的水深测量到基岩标高精测；从小型的非招投标项目到大型的招投标项目。反映了我院物探技术实力的不断提升，并且不断地得到市场的认可。这一次次的成功项目、一点点的累积，构成我院物探技术的厚积薄发。如海底路由管线检测这类综合性的项目，由于它需要多种物探手段的综合应用，通过它可以对单位现有的技术力量进行一次全面的整合，整合的结果再回到实践中去，然后再总结。通过这样不断的反复，促进技术力量的进一步提升，为难度更高、类型更复杂的项目作了新的技术储备。

结合物探三种主要技术可以看出：目前我院所承担的项目完全覆盖了导航定位技术、海洋重磁测量技术和海底声学探测技术。但目前在海洋重磁测量技术方面的项目较少，而在国家开发海洋资源、进行海洋建设的大背景下，海洋大地水准面的建立势在必行。要建立海洋大地水准面，海洋重磁测量资料是基础。因此，我院在兼顾日常生产的同时，正在加强海洋重磁测量方面的技术储备。

2、物探手段的发展

物探手段的发展，是建立在物探仪器发展基准上的。我院自2003年开始物探项目以来，物探手段经历了从最初的拖底扫测到目前的多种海洋物理探测技术的综合应用，数据采集也从当初的各部分参数相互独立采集到目前的系统集成、同步采集。如以2003年的杭州湾跨海大桥扫海项目、2006年的金塘大桥基岩标高精测项目和2006年的杭州湾海底管线检测项目为例，阐述每种物探手段具体实施。

(1)拖底扫海

在2003年本院承接的杭州湾跨海大桥新辟航道、桥轴线扫测项目中，首次使用了拖底扫海技术。

由主、副船根据预设计划线携带扫海具进行扫测。扫测过程中，根据现场的潮流和风浪情况控制船速，检查定位船处在主、副船左右，随时测定大浮标位置，保证了扫测实际位置的有效性。

扫测遇到障碍物后，由主、副船进行定位，根据收缆长度及方向，基本确定障碍物的位置，再由检查船采用测深仪加密探测，以确定障碍物的性质、形状、范围和最浅深度。

杭州湾跨海大桥拖底扫海

(2)用浅地层剖面仪对基岩标高精测

在2006年承接的金塘大桥C26、C27桥墩海床标高和基岩标高精测项目中，考虑到业主对测量精度的实际要求，弃用以往拖拽式浅地层剖面测量法，采用舷拉式方法来保证拖鱼的定位精度，确保浅地层剖面成果的定位精度。

作业时，首先用常规的GPS RTK无验潮方式获取测区内海床标高信息，然后用浅地层剖面仪测量，测得测区内沉积层厚度信息。两者叠加，计算出基岩的标高信息。

由于本项目测量成果提供了准确的基岩标高信息，解决了施工单位无法在基岩面进行施工平台架设的问题，受到了业主的充分肯定。

(3)多种物探手段的综合利用

从2005年开始，我院承担每年一次的甬-沪-宁进口原油管道工程杭州湾海底管线检测项目任务。该项目较好地实现了多种物探手段的综合应用。用侧扫声纳扫海获取裸露于海床之上的管线信息；用浅地层剖面仪测定管线的埋设深度和平面位置；用磁力仪测定管线的平面位置。

多种物探手段的综合利用优势，体现在各类数据综合分析上。在进行管线海底状态的确认，特别是悬空确认时，需要综合侧扫声纳、浅地层剖面仪和测深仪数据进行分析；在进行某些区域管线平面位置确认时，需要综合侧扫声纳、浅地层剖面和磁力数据进行分析。

通过综合运用多种物探手段，几年来在油管检测中取得了较好的效果，检测成果得到了业主和相关专家的一致肯定。

3、物探数据处理方法的发展

物探数据处理技术的发展是在其他业务部门数据处理方法的基础上发展、革新而来的，经历了从人工处理到计算机处理的不断完善的历程。

近年来物探分院所编制的数据处理小程序如表4-3所示。在这些数据处理程序的支持下，物探分院的数据处理效率、准确性都得到了大幅度的提高。

表4-3 数据处理程序

编号	程序名称	程序工程
1	测线转换程序	用于将AutoCAD测线转换为Haida与Hypack等物探数据采集软件测线
2	冲淤叠加分析程序	基于ArcGIS进行地形的冲淤分析
3	管线三维分析程序	基于ArcGIS建立海底管线三维模型
4	物探图件绘制程序	基于AutoCAD进行航迹图和重叠带图的绘制
5	填挖方计算程序	基于ArcGIS进行填挖方工程量的计算

随着国民经济建设的飞速发展，开发利用海洋资源已成为沿海各省经济发展的重要增长点。这就为海洋测绘的前景开辟了广阔的市场。在有限的财力、物力基础上，花大力气，积极引进物探的先进设备，着力培养人才，以最快的速度，抢占了海洋测绘中物探工程的市场。几年来的实践证明，这条路是走对了，经济效益是明显的，单位得到了发展，职工也得到了实惠。

物探是我院新开展的一项工作，大部分由30岁左右的年轻人实施。在日常生产过程中，积极鼓励有一定经验的年轻人担任项目负责人，并聘请物探领域的资深专家作为顾问，解决生产中所遇到的技术难题，初步建立了“传、学、帮、带”的人才培养机制，在各类内培和外培的同时，也十分重视技术总结，每个项目结束，都要组织相关人员对项目中遇到的问题和取得的经验进行总结。近年来发表的物探文章见有4-4。

表4-4 近年来发表的物探文章

序号	篇名	作者	刊名 (收录论文集名称)	刊期、出版年月	获奖情况	备注
1	ArcObjects与基于接口和框架的编程	姜小俊	浙江测绘	2005年第1期		已发表

续表4-4 近年来发表的物探文章

序号	篇名	作者	刊名 (收录论文集名称)	刊期、出版年月	获奖情况	备注
2	多种物探仪器在海底路由管线检测中的综合应用探讨	胡建炯姜小俊任少华史忠永	现代测绘	2006年第29卷	第三届长三角科技论坛三等奖	已发表
3	浅地层剖面仪在秦山核电厂取排水口断面水深测量中的应用	陈良进陈尚州张坚樑叶小凡	浙江水利科技	2007年第1期		已发表
4	侧扫声纳和浅地层剖面仪在杭州湾海底管线检测中的应用	周兴华姜小俊史永忠	海洋测绘	2007年第27卷第4期		已发表
5	一种用于海底路由管线检测的三维管线模型快速建立方法研究	姜小俊张海鹏	测绘通报	待定		已录用
6	海底基岩高程测量中浅地层剖面数据处理方法研究	姜小俊胡建炯史永忠	测绘科学	2008年第5期		已录用

(四)技术标准

水文测验、水下地形测量和物理探测所依据的技术标准，原则上按国家和行业不同时期所颁发的一系列规范执行。但钱塘江、杭州湾有其自身的特点，水浅、流急、河槽摆动频繁，大规模围垦前，滩涂非常广阔。为此，根据钱塘江、杭州湾的特点：在总结钱塘江测量经验的基础上，制定了一些须知(规定)，每隔数年修订一次，使之内容更加丰富，操作性更强。实践证明，它们对于推动本院的测绘工作起到了积极作用。各个时期制定的须知(规定)见表4-5。

表4-5 有关须知(规定)一览表

序号	专业	名称	制定年月
1	水下地形测量	钱塘江大断面测量须知	1957.3
2		钱塘江大断面测量检查验收办法	1957.3
3		钱塘江河口水下地形测量	1958.12
4		钱塘江河口现场观测试验行办法	1961.3
5		钱塘江道地形测量须知	1964.9
6		钱塘江道地形测量规定	1973.7
7		钱塘江道地形测量规定	1980.7
8	水文测验	钱塘江下游水文测验规定	1956.1
9		钱塘江水文测验须知	1962.2
10		潮水河资料计算整理和报表填制说明	1962.5

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(二)水文测验

(三)物理探测

(四)技术标准