長江中游航道測量水深
資料處理方法初探
余大傑舒曉明
摘要：長江航道測量已經完全採用ｇｐｓ配合資料式測深儀實現水深和平面定位資料的採集，但如何在基本
比例尺下提高水深測量精度，科學巨集觀掌握航道基本特徵，更好地為航道維護管理服務，提高航道維護管理的科學性和預見性成為重要的內容。本文從水深資料處理方式改進上入手，分析了傳統處理與新的處理方法的異同，提出了初步的解決方案。
關鍵詞：ｇｐｓ ｒｔｋ數字測量
隨著枯水期航道維護尺度的提高，對中游重點淺險水
水深資訊，在測量邊界上及定位點之間也是存在一定失真
的，因為在淺險水道其航寬往往僅有８０ｍ（在定位點之ｉ＇ｎ】的水深資料只能通過內插加以判別）。
通過對實際測量的一組水深測量資料（僅含區域性觀測資料）的分析可以看出：總共採集了２１８組水深和平面定
道蘆家河、枝江觀測頻率也增加，對水深測量的精度提出了新的更高要求；同時淺水道內灘槽變化劇烈，在航道測量過程中，對航道及測量邊界水深資料也更加關注。如何在盡可能提高水深資料精度的前提下，更加全面地掌握測
量區域的水深資訊，為航道維護管理提供及時、準確的地
形資料，增強航道維護工作的主動性和預見性成為＿『測量工作中必須要思考的問題。
位資料，測量軌跡線長１８．５５ｋｍ，總計歷時４８６２ｓ，船舶平均航行速度為３．８１ｍ／８。如果按照１００ｍ的間隔定位乙個點，則需要２６ｓ左右才能採集一組平面資料，與此同時水深資料的總量則呈幾何級數的增長。２ｌ８組平面定位資料相對應的是５３４３０組水深採集資料，正是由於兩者之間數量上的差異，客觀上造成了在資料處理和成圖中，圖面資料資訊不能完全反應水下地形特徵，容易造成在關注的淺水區域
水深測量現狀
１、水深定位原理
目前航道測量中全部採用ｇｐｓ接收機配合數字式測深儀完成平面定位和水深資料的採集。在平面定位過程中無論是採用１＋１模式還是網路ｇｐｓ或者是單個ｃｏｒｓ基準站
失真，有沒有其它的處理方法能夠解決這一問題呢？
方式，都由事前設定好的基準站按固定的時間間隔向流動
站發射差分改正資訊，以完成平面定位修正，實現精確定位。而目前主要應用的測深儀為無錫海鷹的ｓｄｈ一１３ｄ型，其脈衝頻率為２１０ｋｈｚ，水深資料通過ｌｅｄ顯示和模擬列印至測深紙，並可通過串列埠輸出到膝上型電腦，通過專業的導航軟體儲存，以實現水深資料和平面定位資料的同步採集。
２、存在的主要問題
水深資料處理的一般方法
要解決上述問題，首先分析一一般水深資料處理方法：先編輯乙個水位檔案，按照內插進行水位改正，實現平面定位點和高成資料的對應。在離散點基礎上進行數字高程模型的建立，其中水位檔案格式如下：
時問水位
在現有測量模式及資料處理方法上，存在著兩類突出
的問題，一是相鄰測量點之間的水深資料無法準確標註；二是測量成果資料邊界並不完全反映現場測量軌跡，測量
軌跡範圍總是大於水深資料覆蓋範圍。究其原因主要受測量比例影響及現場點距控制所影響。目前航道維護測量基
在水位檔案中包含時問和水位資訊，二者用格加以區分。時間資訊按照小時、分、秒格式進行輸入，水位資訊精確到０．０ｌｍ。在水位改正過程中將通過軟體自動按照時間和水位資料進行內插改正。
本比例尺一般為１：１００００和１：５ｏ００，按照《水運工程測量規
範》的要求．測量斷面及點距控制按照１００ｍ進行，在實際測量過程中點距可以適當加密，按照７０—８０ｍ左右進行控制。但即便是按照１：５０００加密測量的方法進行實施，在枯水期航道維護測量工作中，也是不能足以全面反應航道
處理方法的改進
根據航道維護測量工作的特點，需要盡可能全面掌握測量區域的水深資訊，由此需要尋找另一種方法完成水深資料的處理。首先對記錄儲存檔案進行乙個個逐
一分析３８ ｃ ｔ中國水運２０１１１２
同樣對測量資料，在導航軟體中生成有的三類檔案。在 ．ｄｅｐ檔案中，包含有全部的水深資料，對該檔案進行如下處理：
１、座標轉換
應用座標轉換軟體，對其中的大地座標轉換為平面直
角座標，將資料格式定製為統一的標準格式，採用檔案轉
換方式一次完成。
生成的資料檔案格式如下：點號 ｙ座標ｘ座標
ｐｄｏｐ
檔案格式符合內業成圖軟體的需求，同時可以針對不
同的軟體，在進行座標轉換時按照要求生成不同格式的成果資料檔案。
２、水位改正
採用ｒｔｋ實時水面高替代水尺高程的方法，一組水深資料對應乙個水面高，可以有效減弱船舶起伏及縱橫比降
變化對測量精度的影響。按照無驗潮改正的方法，其對應
的原始資料如下：
點號 ｙ座標ｘ座標
ｐｄｏｐ值
高程在原資料檔案基礎上增加了當地航行基準面和ｒｔｋ水
面高資訊，轉換得到絕對高程資料和相對高程資料分別為：
絕對高程資料：
點號 ｙ座標ｘ座標高程
相對高程資料：
３、資料篩選
按照原始觀測資料，採用傳統資料處理方法其資料量
僅有２１８組，但採用處理其中的水深檔案的方法則有５３４３０組資料。但按照測量規範及圖面美觀的要求需要剔除大量的資料。這一過程中採用軟體自動處理進行，一般按照兩
個原則進行，一是邊界資料保留，其二按照水深分界線的要求予以保留，如在航道測量中，水深資料小於３．５ｍ的數
新創ｏｖａｔｉｏｎ
＿據則需要全部加以保留。
成圖效果比較
按照上述處理方法完成的江口水道２０１０年３月測圖如
下高程點覆蓋範圍比較
通過對兩份成果的對比分析，從高程點分布情況看，採用後一種處理方法可以不受測量控制點距的限制，根據需要可以自由選擇成圖用的定位和水深資料，同時可以根據需要保留特徵水深資訊，不存在資料失真的情況。第二從測量資料範圍覆蓋看，採用後一種處理方法優於傳統資料處理方法，對測量區域水深資訊掌握得更全面，無論是在航道以內還是在航道邊線之外。
結論通過對水深資料檔案的分析，採用ｒｔｋ水面高替代水
尺觀測水位，無論是在水深資料的總量還是在成果資料的質量上，較傳統資料方法都具有明顯的優越性，能夠較好
地提高淺險水道水深測量精度，在中游航道枯水期測量中具有較強的實用價值。同時通過對上述方法的分析，針對
不同要求的測量實際，通過一定的變化，同樣可以移植在相應的測量工程專案中。如對於水工建築物的測量，在水深資料篩選的時候可以設定為水深大於臨界數字的條件，將關鍵的區域和數值直觀地標註在圖上，為管理和決策提供參考，因此具有廣泛的應用前景。當然由於觀測資料的大量增加，一定程度上增加了內業分析和處理工作量，同時對海量資料的分析取捨上也存在同樣的問題，如何通過軟體和人工分析相結合，既提高測量的精度，真實反應測
量實際狀況，又適度降低勞動強度，需要在日後的測量實
際工作中不斷探索。
（作者單位：長江宜昌航道局）
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