基于珠江入海口顾及浅水分潮特征的深度基准面传递方法研究

采用珠江入海口处潮位数据进行顾及浅水分潮特征的深度基准面传递方法的研究,并选取该区域五个验潮站潮位数据进行实验,实验先进行潮汐调和分析,解算基于长期观测数据的各分潮较为稳定的正、余弦分量,再通过附加参数间的限制条件,采用约束平差法实现对短期数据进行调和分析,得到基于短期数据的各分潮正、余弦分量,再通过参数变换得到各分潮潮高和迟角,综合分析浅水分潮对潮汐预报和基准传递的影响。根据上述分析结果提出顾及浅水分潮特征的改进深度基准面传递算法,并验证该方法在珠江入海口处的有效性。

广州陆海统一测绘基准研究与深度基准面计算

为建立广州市陆海统一测绘基准做基础,本文主要结合国内外现有建立陆海统一测绘基准方法和关键,介绍广州市建立陆海统一测绘基准的技术思路,并选取珠江入海口处为试验区域,展开建立陆海统一测绘基准的关键步骤——深度基准面的计算。实验结果表明:珠江入海口处位置越近的验潮站的深度基准面越接近,同时,深度基准面在距离内陆的位置由远及近发生变化,验潮站位置越靠近内陆,深度基准面越高。以此得出结论:珠江入海口处的深度基准面计算结果可靠,可以此为基础进行广州市陆海统一测绘基准的建立研究。

我国沿海深度基准面平衡与统一研究

通过介绍深度基准面现状和存在问题,分析该项工作的必要性和紧迫性,提出完善沿海长期水文站网、推进深度基准面研究及相关技术规范更新、建立健全深度基准面校核、调整和发布机制,为推进我国沿海深度基准面平衡与统一提供参考。

山东省沿海高程/深度基准转换模型及其精度评估

为实现陆海协同、时空一体的地理空间数据体系建设,需将陆海基础地理信息在统一基准中表达。通过构建陆海高程/深度基准转换模型,实现了山东沿海高程基准与深度基准之间的相互转换。本研究联合利用验潮站数据、卫星测高数据等多源数据,借助潮汐数值模拟、调和分析及模型优化等方法,通过区域潮汐模型、平均海面高模型和海面地形模型等模型构建,完成了山东沿海空间分辨率1.2′×1.2′的深度基准面1985国家高程基准模型构建,并利用验潮站实测结果分析了该转换模型精度,结果表明,中误差<15 cm,这为中国海域甚至全球海域垂直基准统一和转换提供了切实可行的技术方法和理论基础。

南海沿海港口航道图深度基准面计算与评估

《海道测量规范》(GB 12327—2022)正式实施,按照新规范评估南海沿海港口航道图深度基准面值,能为海洋垂直基准的维护提供数据支持。对广州海事测绘中心辖区17个长期水位站长于2年的水位数据、长期站邻近的28个短期、临时水位站数据进行潮汐分析,评估了长期水位站的L值及深度基准面保证率,分析了短期、临时水位站平均海面、深度基准面的传递精度。结果表明:17个长期水位站3种算法深度基准面保证率均超过98%,保证了航行的安全性;不同方法确定的深度基准面L值互差,53%的长期水位站超过10 cm,7%短期、临时水位站超过15 cm,11%短期、临时水位站两种方法L值中数与原采用值差值超过15 cm,亟需修正南海沿海港口航道图深度基准值。

中国沿岸主要验潮站海图深度基准面的计算与分析

对中国沿岸有代表性的15个验潮站的多年潮位观测资料,以年序列进行调和分析并据调和常数计算验潮站的海图深度基准面,分析了由年观测序列求得的调和常数和海图深度基准面的稳定性,研究和更新了理论上可能最低潮面计算中的浅水分潮和长周期分潮订正算法。计算结果表明,中国沿岸不同验潮站的海图深度基准面定义和算法存在差异,新的订正算法计算的可能最低潮面和最低天文潮面具有意义一致性,研究成果能够用来精化和重新构建中国沿岸海图深度基准面。

海图深度基准面的算法研究

剖析了理论深度基准面的算法 ,特别是对现行《海道测量规范》和有关教科书中关于理论深度基准面的浅水改正和长周期潮改正这两个附加改正项的计算合理性进行了分析讨论 ,改进了理论深度基准的计算模型。

基于验潮站组网的深度基准面确定

分析了短期和临时验潮站深度基准确定的不统一性。重点研究了以长期验潮站作为控制,将验潮站组网传递确定深度基准面的方法,具体阐述了最小二乘拟合求取潮差比与平差方法求取深度基准值的计算方法与原理。利用仿真实验与实例计算论证了该方法的合理与可靠性。得出的结论是:在海道测量作业海域,基于验潮站组网确定深度基准可以达到理想的精度,且获得含义统一的深度基准面。

我国深度基准面不统一所带来的问题与对策

简述了深度基准面的概念,分析了海图深度基准面不统一造成的误差及其形成原因。针对海图深度基准面的使用现状,探讨了深度基准面不统一对海洋测绘成果应用的影响,提出了统一海图深度基准面的方案和建议。

关于海图深度基准面计算方法的若干问题

选取了中国沿岸 5 7个验潮站 ,根据《海道测量规范》中理论最低潮面的定义 ,用 19年最低天文潮面对该规范中的计算方法作了检验和分析。结果表明 :在不考虑浅水改正时 ,两者基本相同 ;该规范中关于浅水改正的计算方法不能充分组合出最低潮位 ,造成浅水区计算的理论最低潮面偏高。指出了使用《海道测量规范》

海图深度基准面传递算法的精度分析

基于最小二乘潮位拟合传递法的数学模型,对短期验潮站海图深度基准面确定方法进行了研究。用实例对所提方法和《海道测量规范》中求取短期验潮站海图深度基准面方法进行了分析比较;探讨了影响最小二乘潮位拟合传递法精度的因素。结果表明:最小二乘潮位拟合传递法用于确定短期验潮站海图深度基准面,具有较高精度,并且可从同步时间、地理环境及站间距离等方面进一步提高该法所得海图深度基准面的精度。

长江口海图深度基准面换算关系研究

长江口不同时期的海图采用的深度基准面不一样 ,为充分利用诸多历史海图资料 ,需要了解历史海图深度基准面之间的关系。本文介绍了海图理论深度基准面 (前苏联弗拉基米斯基的低潮面 )的推算方法 ,用Matlab语言实现了对海图理论深度基准面的人机交互式计算。利用 1977年实测潮位资料计算获得的调和常数 ,计算了长江口 10个验潮站的深度基准面 。

调和常数及深度基准面的变化与历元订正

分析和验证了黄海沿岸部分长期验潮站M2分潮振幅的线性变化趋势及深度基准面L值增大趋势,发现了长周期分潮调和常数不稳定性对深度基准面确定的影响。研究表明,在剥离了深度基准面变化趋势后,由年观测数据分析结果确定的深度基准面可达到厘米级的精度水平,而由月分析结果确定的深度基准面存在周期性变化,其深度基准面不宜直接计算确定。论证了对潮汐调和常数附加历元信息的必要性和基本方案。通过研究得出对统一深度基准建立的指导性结论。

深度基准面的略最低低潮面比值传递法研究

基于精密潮汐模型分析了略最低低潮面相对理论最低潮面比值的空间分布,等值线图表明比值在空间上分布复杂,略最低低潮面比值法的适用性不能以距离或潮汐类型相似性作为判断标准。以中国沿岸3组典型验潮站为例,统计不同同步时长下的传递精度。统计结果表明,同步时长达到7d,传递误差已较稳定,但可能存在系统偏差,取决于该方法的适用性。文中给出了比值在中国近海的等值线分布图,可作为适用性判断的参考。

海平面与调和常数波动下的海图深度基准面误差分析

为提高海图的精确度,需要定量分析海平面及调和常数波动下的海图深度基准面误差范围。以浙江乍浦、定海和健跳3个站为例,对多年观测资料进行了逐年调和分析,结果显示,3个站年平均海平面均呈波动性上升趋势,年际间最大偏差分别为21 cm、16 cm、16 cm。主要分潮振幅的年际变化不尽相同,相对变化幅度表现为年周期分潮大于半日分潮大于日分潮,Sa、M2、S2、K1和O1分潮振幅最大偏差分别为13cm、20cm、10cm、3cm、3cm。由于海平面和调和常数的不稳定性,3个测站的海图深度基准面最大误差分别为33cm、26cm和31cm,即使都采用弗拉基米斯基十三分潮算法,最大偏差仍然可达28 cm,22 cm和28cm。相比而言,理论深度基准面的历时露滩累计频率在1%以下,且普适性较高。

深度基准面的最低潮意义不一致性问题分析

因资料时长、算法实现等差异,长期验潮站的深度基准面L值存在最低潮意义不一致问题。通过对北方海区长期站的算法实现考证,表明最低潮意义不一致是普遍现象。从三个层次提出了解决方案:(1)对于一般测量作业单位,以不同传递方法的结果判断最低潮意义一致性,以保持L值空间连续分布为原则取值;(2)对于基础海洋测绘管理部门,应构建全海域的深度基准面模型,作为基础数据集提供查询与内插的公众服务;(3)对于国家层面的多部门统筹,应统一深度基准面的历元与算法实现,建立基准维持与调整的长效机制。

长江口深度基准面查考

通过对长江口近代历史海图各深度基准面的查证、计算和探讨 ,推求其与某一假定高程的关系 ,并进行误差分析 ,确定其最后可能值 ,供研究长江口近代历史海图时参考。

构建广东省统一深度基准的设想

根据广东省基础测绘"十三五"规划陆海统一空间定位基准框架建设的目标,广东省深度基准建设的总体设想是整合已有长期验潮站成果,并在沿海东西两翼潮汐资料缺乏的地区补充完善若干长期验潮站,同时采用CORS站与长期验潮站并置技术完善深度基准面模型,建立广东省统一的深度基准。构建广东陆海统一的海洋测绘大地基准(高程基准与深度基准),是构建广东省海洋地理信息公共服务平台,实现广东省海洋测绘地理信息资源共享,提升广东海洋立体监测和预报服务能力,以及粤港澳大湾区建设的基础和先行工作。根据深度基准的理论,通过分析广东省海洋测绘工作的现状,提出了构建广东省统一深度基准的方法。

基于CORS的潮位观测系统设计及短期验潮站深度基准面的确定方法

将CORS技术应用于潮位观测,设计出基于CORS的潮位观测系统,实现长、短期验潮站验潮的同步化和自动化,并在此基础上推演出短期验潮站深度基准面的确定方法。

黄渤海无缝深度基准面绘制与分析

针对海洋测绘中的深度基准面,探讨了格网化和无缝连续深度基准面的确定方法,使用自编潮汐获取工具计算出以10km为间隔的黄渤海海区的深度基准面数据,并应用成图软件绘制出比例尺为1∶100万的黄渤海深度基准面图,对黄渤海的深度基准面分布特点做了一定的分析。采用类似方法可以绘制中国海区乃至全球海洋的无缝深度基准面。