伴随现代科技的发展,如今的水运工程技术有了长足的进步,出现了许多前所未有的高新技术测量手段。多波束测深系统以其全覆盖、无遗漏的测量方式,能完成全覆盖水深测量、航行障碍物探测,在效率、精度、分辨率与水下地形成图质量上有了大幅度提高,整个系统从外业到内业全过程真正实现了自动化、智能化和数字化,彻底改变了传统的水下测量技术,具有广阔的应用前景。
需求分析
“十二五”期间,我国将加快推进“一条主线四个长江(平安长江、数字长江、阳光长江、和谐长江)”发展战略,加快推进长江航运现代化。其中数字长江是“四个长江”的重要组成部分,就是要实现长江航运数字化、信息化和智能化。因此,依靠科技进步,以航道测量数字化、信息化、现代化,推进电子航道图建设,带动数字航道、智能航道建设,是提高长江航运现代化建设的关键。
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配置多波束测深系统是
数字航道建设的需要
以数字化、信息化和智能化为特点的数字长江,是长江航运现代化的重要支撑,其核心内容就是数字航道建设。“数字航道”是一个集航道维护、测绘、指挥调度和信息发布等多种功能为一体的系统,是数字地球概念在航道领域的具体应用,是综合运用遥感、遥测、地理信息系统、宽带网络、通讯、计算机模拟、多媒体等多种技术对航道业务流程、动态监控管理和辅助决策服务的数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统,是信息基础设施和信息系统的集成。“十一五”期间,长江航道部门完成示范段长江数字航道的基本框架并逐步进行拓展。2008年9月,我国首段数字航道—长江南浏段数字航道示范工程建成,长江航道的维护管理和对外服务进入数字化时代。长江南浏段数字航道上起苏皖交界的慈湖河口,下至江苏太仓浏河口,全长369.5公里。工程主要建设了电子航道图系统、航标遥测遥控系统、系统支撑平台3个子系统及相关配套设施。数字航道成功建成,实现了航道图数字化、航标监控实时化、信息服务网络化,为今后智能航运的探索奠定了重要基础。根据相关规划,2015年前,长江全线将全部完成数字航道建设。长江“数字航道”建设五个方面中的数据采集系统建设中,要求50%以上航道测绘数据实现即时传输。因此,需要有先进的测绘仪器设备作为硬件支撑和技术保障,多波束测深系统作为先进的水上测量装备,能有效地为数字航道建设服务。
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配置多波束测深系统是
电子航道图建设的需要
电子航道图可以直观地显示航道水深、航标位置、桥梁以及两岸港口、码头等重要地物信息,是“数字航道”的重要组成部分。电子航道图推广应用后,安装了卫星定位终端的船舶,在长江上航行可以直观地在电子航道图上显示方位以及航行轨迹,辅助船舶安全航行,就如同汽车上使用的导航仪,非常方便。随着长江水运的快速发展,迫切需要利用现信息技术,建设信息更加丰富、准确,服务更加及时、方便的电子航道图,以适应船舶安全、便捷、高效航行的需求。为此,2006年长江航道部门在长江宜昌鳊鱼溪至大埠街255公里江段建设第一段电子航道图,实现了辖区航标的遥测遥控。2008年又在长江下游南京至浏河口369.5公里建成了我国内河第一段数字航道,实现了基于电子航道图的航标遥测遥控、船舶导航和船舶监控。2009年又制作完成了宜宾合江门至鳊鱼溪河段、大埠街至慈湖河口段共2067.5公里的电子航道图,与已建成的宜昌段、南京至浏河口电子航道图衔接。目前长江电子航道图已实现全线贯通,体系初步形成。长江电子航道图的全线贯通凝聚了长江航道测量50多年智慧的结晶,是长江航道测量队伍综合实力的体现,也对长江航道测量的仪器设备的先进性提出了更高的要求。“十二五”期间,长江航道部门将加快推进长江电子航道图建设,力争到“十二五”末,全面建成长江电子航道图,实现社会化服务,为建设长江“数字航道”、实现智能航运目标打下坚实基础。实现航道信息的数字化、监控实时化、信息服务网络化,需要在电子航道图正式运行的基础上,围绕相关应用软件、电子航道图的更新、维护、管理等系统进一步进行技术开发,需要最新的航道信息作为基础。获取航道信息,需要有先进的测绘仪器设备作为硬件支撑和技术保障。因此,配置多波束测深系统是电子航道图建设的需要。
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配置多波束测深系统是
长江航道建设发展的需要
与单波束相比,多波束具有无可比拟的先进性。主要体现在:
①测量以带状方式进行,波束连续发射和接收,测量覆盖程度高,对水下地形可100%覆盖,与单波束比较,波束角窄,对细微地形的变化都能完全反映出来,单波束是点、线的反映,而多波束则是面上的整体反映。
②多波束测深系统的测量成果更真实可靠。由于是全覆盖,其大量的水深点数据使等值线生成真实可靠,而单波束是将断面数据进行摘录成图以插补方式生成等值线,在数据采集不够时,使得等值线存在一定偏差。
③多波束测深系统同步记录船体姿态信息,起伏、纵摇、横摇、船向等,由专用后处理软件对测量结果进行校正后,可使测量结果受外界不利因素影响减少到最低限度。
④多波束测深系统能对测量资料进行多种成图处理,可生成等值线图、三维立体图、彩色图像、剖面图等,同时还能对同一测区不同测次进行比较以及土方计算等。
⑤多波束测深系统可对同一测区生成不同比例尺的水下地形图,以满足不同的需要。
随着长江数字航道、智能航道的建设,电子航道图的更新需求,对航道测量的需求也提出了实现全过程自动化、智能化和数字化的要求。目前长江航道测绘部门需要完成以下测绘任务:
①数字航道建设,电子航道图测绘;
②水下航道整治建筑物的监测和水毁情况的探测;
③搜寻水下物体,如沉船位置探测,疏浚作业可疑物排除;
④清淤施工区水下地貌信息采集;
⑤用于航道科研目的的水文测量、水深调查;
⑥航路改革、新辟航道的扫测等。
应用多波束测深系统可以高效、快捷的完成上述测绘任务。推进数字航道和智能航道的核心在测量技术。测量技术的提高,关键在配置先进的测量设备。鉴于多波束测深系统是目前国内外水上测量最先进的测量设备,对数字航道和智能航道建设具有重要的推进作用。因此,在长江沿线各航道测绘单位合理配备多波束测深系统,用于电子航道图数据的更新、数字航道建设,适应长江航道建设发展、航道维护管理的需要是十分必要的。(未完待续)

