本文选自期刊《全面腐蚀控制》2025年第11期
作者：李先鹏
来源：海底地形快速测量技术及其在工程勘测中的应用[J].全面腐蚀控制,2025,39(11):67-69.
摘要
摘要：海底地形的精确测量是海洋工程建设的基础，随着传,感器技术的快速发展，海底地形快速测量技术得到持续优化。为此，本文系统分析多波束测深、侧扫声呐、水下激光扫描等快速测量技术原理，探讨数据实时处理的关键技术环节，并以曲型工程案例分析在复杂地形条件下的快速测量技术应用效果，为海洋工程勘测提供可靠技术支撑。
（一）港口疏浚工程中的快速测量与施工监控
港口疏浚工程是海洋工程中典型的对海底地形教据精度要求极高的项目，其港口航道、水域泊位及船坞的设计深度必须严格符合航行安全标准，而在施工过程中，土方开挖沉积物搬运可导致海底地形快速变化，需对施工区域进行连续、快速的测量监控。在现代港口疏浚工程中，无人测量船搭载多波束测深快速测量技术，通过预设航迹，可在施工区域面夏盖式测量，并实时回传水深数据，形成高密度数字地形模型。施工过程中，每小时对疏浚区域测量，实时监控水底地形变化。此外，侧扫声呐用于识别海底障碍物，以图像拼接与目标识别算法，在开挖前快速排除障碍区域，避免施工事故。
海底管道与电缆线路的布设对地形精度要求极高，管线的安全运行直接依赖于沿线海底地形的稳定性。在管线勘测中，多波束测深系统可获取沿管线及其邻近区域的密集水深点云，以姿态校正、声速补偿实时滤波处理，生成连续的三维数字地形模型，能够显示海底起伏与坡度信息，还能反映潜在沉积物堆积区。侧扫声呐则用于获取高分辨率的海底影像，以阴影特征反射强度识别大型石块障碍物。在数据处理方面，测量平台可沿预设航迹完成自动化测量，同时多源数据融合与三维建模算法，将多波束点云扫描数据无缝整合，生成精确的管线布设底图。
（三）海洋风电场选址与基础勘测中的地形识别
海洋风电场的建设需要充分考虑海底地形，确保风机基础的稳定性。因此，在风电场选址基础勘测阶段，对海底地形精确识别具有重要意义。多波束测深系统高密度测深点云获取整个风电场区域的三维海底地形信息，可精确计算局部坡度，为风机基础布詈提供基础数据。同时，侧扫声呐可补充海底纹理信息，识别岩石等潜在障碍物，为基础设计施工风险评估提供参考。水下激光扫描在浅海风电场中快速生成高分辨率地形模型，为风机打桩重力基础施工提供精确标高数据，在地形识别方面，坡度分析算法可自动提取地形特征，识别海底平坦区、倾斜区。
（四）海底滑坡与地质灾害区快速探测
海底滑坡及其他地质灾害对海洋工程具有重大威胁，其发生往往伴随海底地形急剧变化。因此，对潜在滑坡区快速探测，对于灾害预防至关重要。现代快速测量技术的多波束测深、侧扫声呐和无人平台的综合应用，实现对滑坡及地质灾害区的高分辨率、连续监测。多波束测深提供大面积、密集的三维点云数据，精确反映坡度地形特征。侧扫声呐则以声波反射强度识别海底沉积物分布，实现灾害目标的快速定位。水下激光扫描在浅水区补充高分辨率的点云信息，为滑坡前缘提供直观数据。
海底地形快速测量技术的不断发展，为现代海洋工程勘测提供了高效的技术支撑。从单波束测深到多波束测深，从声学测量到光学激光扫描，海底测量手段在精度方面得到了显著提升。在工程应用方面，海底快速测量技术已广泛服务于港口疏浚、管道与电缆铺设、海洋风电场选址及地质灾害区监测等领域，实现施工过程实时监控。
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