关键词 海洋测绘；作用；发展历程
中图分类号P229 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0076-02
0引言
海洋测绘，对于海上航行的保证以及海洋事业的发展具有重要作用，而海洋测绘的研究成果，不仅体现在海洋事业的发展，还体现在国民经济建设、国防建设以及科学研究的方方面面。对于我国来说，从新中国的成立至今，海洋测绘的发展也从弱走向强，从小做到大，并且有了骄人的成绩。而海洋测绘成果体现在那一万四千米的岛屿岸线1 800km的大陆岸线以及300多万平方千米和6 500多个岛屿的管辖海域。对于我国的海洋测绘事业而言，海军的测绘力量开创的时间最早，随着海洋测绘事业的发展，我国成立了国家海洋局，国家海洋局对我国的海洋进行调查、规划以及实施，使得海洋测绘事业有了蓬勃的发展。
1 海洋测绘发展历程
我国的海洋测绘事业，是从新中国的成立开始进行的。1949年4月，全部的船艇以及大部分的仪器设备、资料以及科研人员，被海军海道测量局搬往台湾，之后，上海市海军接管部在上海得到解放后，把残留在上海的海道测量局重新布置，在同年的6月成立了华东军区海军海道测量局，海道测量局属下还设有制图、测量、海事、潮汐等课以及开设铅印厂，拥有了“开明”号、“渔威”号等船舶队伍以及“登为”号、“登志”号两艘登陆艇。此时，也有了测量队的成立，测量队主要对长江口一带的水道开展检测工作，并有了沿海海图的编制，以及出版了长江下游的地名表、航行图。1950年，有了沿海航海通告书以及港口潮汐表的出版，满足了当时航运、军事训练以及水产部门这方面的需求，从而对东海海防的巩固以及上海生产的恢复，做出了伟大的贡献。
1951年1月，海军司令部取代了华东海道测量局，并且设立了技术主任室、制图、测量、潮汐、海事等有关机构，接着在南、东、北等三个海区，成立了机动测量队以及水道测量科。1953年7月，海军司令部与上海海务处进行合并，有了海军司令部海道测量部的成立，并且设立了制图、测量、海洋气象、航标、航海等五个业务处，同时，海道测量处取代了各海区的水道测量科。从1954年起，各海区增加了一些海道测量段和区（后来演变成科、处）。为了对测绘人员进行专业培训，1953年以后，在测绘学院、哈尔滨军事工程学院、水面舰艇学院以及南京大学等几个高等院校，开设了海图制图以及海道测量系等专业。
1957年，海军司令部海道测量部对渤海、黄海以及东海等沿岸开始进行勘查，同时有了一个伟大的决策，那就是加快进行海测工作的研究步伐。此后，拥有各类型的舰艇18艘，测量队的作业人员增至300多人，同时采用无线电坐标仪以及专用测深仪等，测量队也演变成海道测量大队。到了1958年，开始对沿海及沿海岛屿的地磁进行普测，对各个海区做基本测量等等，这也代表着海测的工作走向了正规化。
1959年11月，海道测量部也相继改了名称，叫航海保证部，而各个海区的海道测量处也被称为航海保证处。1960年，海道测量大队从一个大队增加到三个大队，并且有了制图队的建立。1966年底，测绘专业技术人员增加至2 000多人，从1958年起，在之后9年的时间里，海区基本测量取得了丰硕的成果，共测深里程78万公里，测水深图520幅，编制参考资料以及图集20册，各种海图929幅，并且有了第一部海图集的出版，不仅如此，还进行了两百多项的海洋测绘等项目的工作，海洋测绘专业技术人员经过努力，取得了可喜的成绩。
到了1966年，我国开始发生了，在期间，由于技术工作人员大量被复员，技术工作得不到足够的重视，导致成图成果的质量欠缺，有关业务的检查指导不能顺利进行，甚至出现了事故的发生等等。直至到了1975年，海洋测绘工作才开始又得到重视，在海洋测绘技术人员共同的努力下，海洋测绘的有关工作开始正常进行，除了对海区进行基本测量外，还对岛屿以及海岸带进行测绘，并且为了使外轮航海有指导依据，编辑出版了国外海区航海的图书资料。1978年，国家开展了工作重点的转移，并且使得各项方针政策得到有效落实，使得测绘工作打开了一个新局面，除了建立海洋调查船队伍以及海军海洋测绘研究所之外，并且在设备上也配备了测量船，测量船适合到中、远等海域进行测量。1985年，此类专用的测量专用船已经达到了2万多吨。随着党和人民政府对测绘事业的支持，开始研制成功了各种各样的仪器装备用于海洋测绘，例如万米测深仪、高精度无线电定位系统、海洋重力仪等等，并且采用了激光、微波、卫星定位以及电子计算机等新技术，开展对业务的研究工作。近些年来，海洋测绘工作取得了非凡的进步，除了对航海图进行编制外，还编制了各类的专题图，并对海洋测绘的自动化研究展开研究工作，向着更大更远的目标发展。
2结论
我国的海洋测绘事业之所以有今天所取得的伟大成就，与党和国家领导人的关怀及人民群众的关心密不可分；同时，更是离不开海洋测绘专业技术人员勇于牺牲的精神，他们积极探索，努力实践，为了海洋的测绘事业的发展，甚至牺牲了自己的生命。这些来自各方面的关怀与努力，促进了海洋测绘事业的高速发展。
参考文献
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关键词：海洋测量结果；降低误差；措施
中图分类号：K928文献标识码： A
引言
随着人们对于海洋这一领域的深入研究，涉及海洋领域的工程项目也就变得越来越多。其中如果海洋测量时误差过大，就会造成海洋工程在具体的施工过程当中的工作任务量大大增加，工程的成本大大增加。怎样降低海洋工程测量结果的误差数值，已经日益成为海洋工程测绘工作中的关键性问题。海洋测绘工作内容主要地包括以下几点，海上定位工作、海洋的大地测量工作和水下的地形测量工作。海上定位一般指的是在海上对船位进行定位的工作。海洋 测量包括在海洋的广大范围中布置大地控制网络，并进行相关海洋的重力测量工作。在这一基础上开展水下的地形测量工作，水下地形图的测绘工作，海洋大地的水准面的测定工作。伴随人类对于地球科学的研究的不断地发展，对于海洋领域的综合性研究也变得越来越深入，海图测绘面积越来越大，水下地形测量直达深海区域，海底滩涂的测绘已经涉及到近岸的浅海地区，港口的工程施工与港口的清淤工作以及航道的测量工程也变得越来越多，随之而来的对于海洋的测量工作中精度的要求也已经变得越来越高。造成海洋测量结果误差的原因，已经成为了海洋测绘工作者十分关注的问题。
一、在海洋领域进行测量导致误差的原因
现代的海洋测量工作的特点显著，不仅具有与现代的陆地地形的测量工作共有的特点，比如精度高、自动化程度高和效率高等，而且它还拥有自身独有的特点，比如全天候的特点、测量作业呈现连续性的特点、误差源十分复杂的特点、测量时的环境复杂多变的特点、由于海底地形是无法用肉眼直接看到的，因而难以直观掌握相关实际情况的特点、测量的性质是属于水下声波进行探测，因此使用较多的是水下超声波方式进行探测的特点、观测时会产生大量测量数据的特点等。
海洋测量误差的内容主要包括船只因素造成的误差、船速因素造成的误差、潮位观测因素造成的误差、声速误差与仪器误差等。
仪器误差是指由于测量所采用的仪器在性能上的差异而导致的误差或由于对探测仪的装配不当等所造成的误差。由于探测仪自身在性能上的差异而导致的误差是指探测仪在使用过程中，或是在多次的探测仪的使用过程中，由于电压电池的换挡因素与降低因素、元器件老化因素等所造成的在转速与声速方面的变化，因此对于水深的测量在精度上所产生的一定影响。与此同时，由于型号的不同和使用程度的不同，相关探测仪对于反射声波加以接受时的敏捷度也是有所差异的。不仅如此，当与水草介质、杂物介质、泥浆介质等相互碰撞时，也会导致水深数据的虚假，于是对于测量的真实度与精度也是都会造成影响的。
声速误差是指走航式的水深测量会依据声波来对深度加以测量的误差。这类误差是由于当声波在水中进行传播时的速度将会对水深的精度方面的测量工作造成较大的影响而导致的。
潮位观测误差是指水深测绘所得到的结果是通过理论上的这一区域最低的潮位的信息，应当把外业所测绘的数据计算到最低的潮位面上，因此，在对潮位加以测绘工作时的准确程度将会对水深测绘的精度而产生影响。
船速误差是由于探测仪的自身的工作原理而造成的，因此探测仪会在水面上朝着海底的方向来发射出声波，声波当触碰到了介质面而进行反射过程时，会被换能器来接受，依据接收到的时间原因、声速原因等，来推测地得出这一位置的水深。因此水深测绘本身是动态性质的一种测绘，而当水深比较大的环境条件下，声波在接受与发射间会产生时间差，在产生的时间差内，船只却早已航行出了相当的一段距离，因此才会产生这类误差。
船只原因同样会对最终测绘所得的精度造成很大的影响，在对水深地形进行测绘工作时，船型与船的大小将会使得测绘工作形成很大的影响。假如船只的体积太大，那么其在工作时就很容易产生搁浅现象，并且相应的船只在吃水方面会太深，对浅水带附近的数据无法有效的测绘。假如船只太长，在运行过程中的灵活性会受到一定的影响，很难按照预先设定的方式进行测绘。假如船只短，船体进行回旋的半径就很小，在拐弯与掉头的过程中，就会具有很大的灵活性。近年来，海上活动与人工饲养十分频繁，在测绘的过程中，船只受到障碍物的影响，也会产生测绘误差。
在实际使用无验潮方式进行水深测绘时，测绘结果精度会由于船体的摇摆、采样速率、同步时差及RTK高程的可靠性等原因造成的误差的影响，这些误差远远大于RTK定位误差，从而成为无验潮方式水深测绘精度提高的瓶颈原因。
二、降低海洋测绘结果误差的措施
假如海洋测绘的误差程度较大，会使海洋工程在施工过程中的工作量增加，增加工程的成本。为了降低海洋测绘结果的误差，应当对测探仪来进行定时的检查工作，选用有模拟记录的专业测深仪来进行操作，在工作的过程当中选用的船体应当满足灵活性和适宜性的具体需求，从而确保在外作业得以有效地进行。与此同时，由于考虑到气象原因对于船只的具体影响，当进行探测工作时，防止波浪对于测绘工作的准确程度的不必要的影响。
为了最大限度地降低测绘结果中的误差，当进行探测工作时，应当依据电池电压所产生的变化，来对声速、吃水线与正零线来进行选择工作，如果水深已经深于十六米时，应当对测探仪的换挡工作加以误差检验。在成图以前，应当把电脑所采集的数据与模拟记录的数据加以验证，从而减少假水深所产生的危害，并且要进行必要的改正工作。而在对于换能器加以安装时，应当首先使得全体的船员都上船，并要使船体尽可能地确保平衡与稳定，然后再对换能器加以固定，并努力地调整好其吃水的深度，从而确保换能器在吃水上的准确与稳定。
为了最大限度的降低测绘误差，测绘前，先要确定测区范围与测图比例尺，设计图幅，准备图板与展绘控制点，布设测深线与验潮站，以及确定验流点与水文站的位置。测绘时，测绘船沿预定测深线连续测深，并按一定间隔进行定位，同时进行水位观测。测绘中要确定礁石、沉船等各种航行障碍物的准确位置，探清最浅水深及其延伸范围。同时还要进行底质调查，测定流速与流向，以及收集水温与盐度等项资料。取得水深的原始资料后，要对它进行各项改正，检查成果质量，最后绘制出成果图板。
RTK高程用于测绘水深，其可靠性问题是倍受关注的问题。在作业之前可以把使用RTK测绘的水位与人工水准观测的水位进行比较，判断其可靠性。为了确保作业精度，可从采集的数据中提取RTK高程信息绘制水位曲线。根据曲线的平滑程度来分析RTK高程有没有产生个别或部分点出现急剧升高或降低的情况，然后使用修正的方法来改正个别高程存在错误的点。
对于声速误差，在进行测探之前，应该对测深器的数值进行测定，因此设置声速值的水平会对测深数据的精确性产生较大的影响，一旦出现了声速值设置不合适的问题，很容易使测深的结果变浅或者变深，假如没有通过其它的方式进行检验，很难对系统误差进行发掘。
对于采样速率及延迟造成的误差，可以在延迟校正中加以修正，修正量可在斜坡上往返测绘结果计算得到，也可以采用以往的经验数据。船体摇摆姿态与动态吃水的修正，可用电磁式姿态仪修正船的姿态。船的航向、纵摆与横摆等参数都可以通过姿态仪输出，借助专用的测绘软件可以修正这些参数。
结束语
随着社会发展对水下地形测绘要求的提高，传统单波测深仪已经无法满足日益增长的新需求，多波束水深测绘技术的出现带来了海洋测绘技术的一次重大变革。多波束测绘技术的发展与海图数据库的建立，将会对数据库产品化产生重大影响，使得海洋测绘产品化的时间得以有效缩短，并能提高海洋测绘产品的多样性。卫星定位、声波测深、激光测深、遥感探测等技术的不断发展，使得海洋测绘已越来越向现代化、高效率、高精度发展，测绘误差得到了极大的降低。
参考文献
[1]郑克斌,翟国君,赵立霞.海洋测量成果质量控制的探讨[J].海洋测绘,2014,(2).
关键词：激光扫描技术 海洋测深 海岸带测绘 环境监测
中图分类号：P229 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（c）-0030-02
海洋对于人类的生存和发展有着举足轻重的作用，对海洋及沿海环境进行便捷有效的探测，是开发利用海洋的先决条件。海底地质勘查、海洋资源开发和航道港口建设等科学活动都亟需相关勘测技术的进步，而传统观测手段存在外业工作量大，困难地区难以到达及判读精度不足等局限性，不利于高精度大面积的观测及应用。
激光扫描技术是现代激光技术与传统雷达技术相结合的产物，是一种主动式的现代光学遥感仪器。由于所用探测束波长的缩短和定向性的加强，具有高时空分辨率和高探测灵敏度等优点[1-2]，被广泛地应用于海洋、陆地、大气和其他目标的遥感探测中。
1 国内外研究现状
目前国际上已有近10个国家先后研制了激光测绘海底地貌或水下目标探测系统，美国、加拿大、瑞典和俄罗斯等国家先后研制出各种海洋激光探测系统的样机，使激光测绘近海环境进入实用化。美国里弗莫尔实验室科学家研制的激光扫描系统能帮助海军远距离操纵舰船在海洋最深处执行打捞和救援任务。加拿大研究的LUCIE激光水下成像系统采用高功率激光器，在混浊的海水中也能得到较清晰图像[3-4]。
我国从20世纪80年代也积极开展了激光海洋探测系统的研制工作。华中科技大学在“八五”期间成功研制出我国第一套机载激光海洋探测试验系统。中国海洋大学成功开发的多普勒激光雷达系统，可精确实时地获取海面风场和大气能见度信息。地面及机载激光扫描系统在海洋测绘、制图领域也逐渐得到了发展和应用。国家海洋局已引入了激光扫描系统作为日常海洋管理、测绘主要数据来源。但总体上讲，国内在利用激光雷达数据进行海洋和沿海领域的研究还处于起步阶段，需要进一步发展完善。
2 工作原理
激光扫描技术按其观测的对象可分为硬目标探测和软目标探测。硬目标探测包括海底地形地貌、水深和植被观测等，软目标探测包括海表面风场、温压、云和气溶胶探测等。
2.1 硬目标探测基本原理
传感器发射的激光脉冲能部分地穿透树林等障碍物遮挡，直接获取高精度三维地形数据，数据经过相关软件数据处理后，可以生成高精度的DEM、等高线图及正射影像图。该技术通过激光扫描对目标进行高精度测量，以获取目标的线、面、体、空间等三维数据[5]。
系统所得到的原始数据主要包括：（1）根据激光传播时间计算得到被扫描点到仪器的距离；（2）根据两个连续转动的反射镜角度值得到的激光束的水平方向值和竖直方向值；（3）扫描点对激光信号的反射强度等。前两种数据用来计算扫描点的三维坐标值（X，Y，Z），扫描点反射强度则用来给反射点匹配颜色，通过测量激光在仪器和目标表面的往返时间，可计算仪器和点间的距离。
2.2 软目标探测原理
激光在海洋大气中传输时，大气分子和气溶胶粒子在激光的照射下将产生多种散射过程。当激光信号在大气中传输时，由于波长较短，海面的气体分子和气溶胶粒子、尘埃、雾、雨等对激光信号的吸收和散射较强，导致激光光信号能量衰减，探测器把光信号转成电信号[6]，信号检测系统将经光电探测器转换后的电信号进行一系列的放大、采样和累加平均处理，使之成为一种反映回波强度随探测距离而变化的激光信号。通过连续进行测量和对回波信号进行适当的反演处理，可获得海面大气要素信息[7]。
3 激光扫描技术应用
3.1 激光扫描海岸带测绘
由于我国海岸带地区的环境复杂、勘测条件困难，现有的陆地和船载测量仪器难以有效使用，需做大量的野外工作，危险性高，不易于大面积探测和应用推广[8]。
移动激光扫描测量系统外形轻巧，扫描频率高，扫描距离远，对不易施测的海岸带进行扫描，可解决传统海岸线测绘中常出现的岸线难以分辨或者难以到达的问题，从而提高测绘的精确度和完整度。国家海洋局已有测绘部门利用激光扫描技术对海岸带进行了有效勘测，可解决困难地区测绘人员登岛困难、无明显地物特征点、判读困难等问题，使海岸线测绘工作在精度和完整度上得到大大提高。
3.2 水下激光成像技术
对于潜艇和水下机器人来说，进行水下观测是至关重要的，水下激光探测的最终目的就是：利用激光的某些特性，将其和一些具有特殊功能的光电器件相结合，最大限度地抑制海水对光线的吸收和散射作用，以期获得质量更佳的水下图像或是较精确的目标外形特征描述。
在具体应用中可以通过控制水下机器人的运动轨迹，用平面激光对目标进行扫描，CCD摄像机直接获得激光平面与目标表而相交出的激光亮条纹图像，通过激光器发出激光束，不同距离发射回来的激光到达探测器的时间不同，对探测器的成像进行快门选通，仅保证一定距离的反射光能被探测器接收，并建立各坐标系问转换关系，可确定亮条纹上各点三维坐标值，得到目标深度图，它提供了一般灰度图像所不能提供的三维信息，对水下目标数字化有特殊意义，可用于海洋勘探及绘制海底局部数字地形图。
3.3 激光雷达测量海表大气
多普勒大气观测激光雷达是20世纪90年展起来的一种高新技术，利用多普勒激光雷达扫描系统可进行海表面风场、云及气溶胶等要素的观测。系统通过测量信号的多普勒频移，对激光的返回波信息进行计算，反演出风速、风向及大气能见度要素信息[9]，可快速、准确探测海面大气湍流、风切变等严重影响航海安全的大气结构，为军事、商业活动导航提供安全保障。目前，美国NASA的GLOW车载激光扫描测风系统，德法合作开发的机载多普勒激光雷达等针对业务化应用设计的小型可移式多普勒激光雷达在环境监测中都发挥了积极的作用。国内的中国海洋大学等也在先后成功研发了多普勒非相干测风激光雷达系统等[10]。
3.4 机载激光雷达测深
机载激光测深系统是以飞机作为观测平台，以激光扫描测距系统作为传感器，可以实时获取地面三维空间信息。可用来进行水下目标的探测、海洋污染的监测以及海浪特征测量等众多领域的研究[11]。系统主要组成部分包括：动态差分GPS接收机用于确定激光信号发射参考点的空间位置；惯性导航系统或GPS系统用于测定激光扫描装置的主光轴姿态参数；激光测距仪用以测定激光信号发射参考点与地面激光脚点之间的距离；成相系统用于记录地面实况[12]。作为浅水海底地形测量技术的一种补充手段，机载激光探测系统用于近海水深测量或海底地貌测绘只是一个应用方面，系统的高覆盖率决定了它的广泛应用前景，我国在未来将更加重视航空遥感测量技术在海洋测量领域的应用和发展。
3.5 激光遥感海洋油污监测系统
近年来，中国海域发生的多起恶性溢油事故使资源和环境受到极大损害，使得建立一种及时准确的油污监测和应急系统刻不容缓。激光遥感海洋油污监测系统属于一种前沿的遥感测量技术，它的主动性、高效性、实时性、准确性等特点。系统将油污中化合物受激光激发后的荧光数据进行分析甄别后，对油污的种类和溢油事件发出预警，具有全天候、体积小、适用各种环境气候等特点，可满足不同的监测需求。激光遥感海洋油污监测系统可广泛应用于海洋事业中的海水、海岸的溢油监测和预警，海洋石油开发，海洋运输事业等多个领域。
4 结论
激光扫描技术具有快速大面积测量的优点，被广泛应用于近海或海洋地形测量之中，其发展的潜力不可低估。利用该技术对人员难以到达的海岸或深海地区进行非接触扫描，不仅可以得到符合要求的高精度的三维空间信息，而且可明显提高作业效率与测量精度，是海洋信息探测方面一个极为重要的研究方向，具有广阔的发展前景。未来系统的发展将以提高效率、提高精度和实时成像显示为方向，进一步减小系统的体积、重量和能源耗费，提高整个系统的机动性，并完善自动导航仪与系统接口，使系统操作简单化、实用化。
参考文献
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一、目的意义
随着“数字海洋”建设进程的不断加快和社会经济信息化水平的不断提高，各级政府和有关部门对海洋基础地理信息数据的需求越来越迫切。但长期以来，由于海洋经济的发展，海洋开发活动在广度和深度上的不断拓展，围海造地、港口建设、临海工业等大规模用海活动，导致我省海域岸线和岛屿岸线发生较大的变化和迁移。目前，我省历来沿用的海岸线信息数据已同现实情况有些不符，不能正确反映我省海域岸线和岛屿岸线的实际状况，无法满足海洋开发与管理的需要。因此，利用最新的测绘技术，对全省海域岸线进行重新修测，更新和完善全省海域岸线数据和基础资料，有利于促进我省海洋资源的合理开发、保护和海洋经济的可持续发展，有利于促进沿海各级政府贯彻实施有关涉海法律法规、科学制定海洋发展规划、保持沿海地区经济发展和社会稳定，有利于编绘《福建省海域行政区划图》，对加快“数字海洋”建设进程、加强海洋综合管理，实现建设“海洋经济强省”战略目标具有重要的意义。
二、工作原则
坚持有利于沿海地区社会稳定和安定团结、有利于国家安全、有利于资源开发利用和生态环境保护、有利于海洋经济可持续发展、有利于海域行政管理的原则；科学、实事求是的原则；正确处理历史与现实的关系，统筹协调和兼顾各方利益的原则；认真执行测绘有关法律、法规和技术标准的原则。
三、范围和方法
（一）范围
这次海域岸线修测的范围是我省与浙江、广东海域行政区域界线两个起点之间，福建省管辖的海域岸线和乡级以上岛屿岸线。海域岸线修测对象为200*年12月31日前已形成的人工岸线和调查时点实际形成的自然岸线，但200*年12月31日前工程已竣工验收并实际形成人工岸线向陆一侧凡有海水覆盖区域的水域边界线也应测绘标示。涉及海河口的岸线，待省政府明确海河管理分界线后再与本次修测成果对接。
（二）方法
在各级海域勘界领导小组的领导下，各级民政、档案、水利等部门配合，各级海勘办会同测绘行政主管部门具体组织实施。技术承担单位要以最新版地形图及海图为工作底图，通过卫星遥感和航拍图片，结合DGPS等高精度定位测量仪器，对全省海域岸线进行实地测验修正，形成全省不低于1∶25000，县（区）1∶10000的海域岸线图件和资料。
四、任务和实施步骤
（一）任务
从200*年5月至200*年底前，用一年半时间全面完成我省管辖海域范围内海域岸线和乡级以上政府所在地岛屿岸线的修测工作。其中国家海洋局第三研究所承担宁德、福州、厦门市的修测工作，福建海洋研究所承担莆田、泉州、漳州市的修测工作。
（二）实施步骤
海域岸线修测工作主要步骤：
1．编制并报批海岸线修测技术设计方案。根据省海域勘界办制订的《福建省海岸线修测技术规程》，编制切实可行的测量技术设计方案。方案经测量技术承担单位主管领导审查同意，经与有关市、县（区）海勘办协商后，报省海勘办审核、批准。
2．资料收集。收集测区的测量控制点资料、地形图、海图、遥感影像、航片，水面建筑物以及测区自然地理环境等方面的基础资料，以及沿海县（市、区）海域行政区域界线资料，对收集的有关资料进行分析研究。
3．外业测量。组织现场修测、测量作业，及时作好相应记录。
4．海岸线长度计算与分析。对外业工作的数据处理、计算分析、归纳总结。计算各类海岸线长度，分布情况，量算沿海县（市、区）以及全省海岸线长度，并分析归类。
5．编写工作报告和技术报告。外业测量和内业数据处理、海岸线长度量算等工作完成后，应在全面总结海域岸线修测工作情况的基础上编写海域岸线修测工作报告，并对所有资料、图件进行全面分析、深入研究，编写海岸线修测技术报告。
6．绘制岸线修测图件。根据岸线修测数据分析处理及计算结果，绘制沿海省、县（市、区）二级海岸线修测图和海岸线类型分布图。
7．成果验收和工作总结。海域岸线修测各项任务完成后，省海勘办会同省测绘局联合主持召开专家评审会议，对海岸线修测成果进行评审验收，同时进行工作总结。
8．资料整理和成果归档。测量任务完成后，按照国家档案法及有关规定，将本工作所取得的所有资料，经项目负责人审查签字，一式10套进行分别整理归档。
五、时间安排
全省的海域岸线修测工作分为四个阶段：
1．前期准备阶段。2004年5月基本完成岸线修测前期准备工作，编写《福建省海岸线修测技术规程（草案）》，经专家会议论证后，形成《福建省海岸线修测技术规程》，制定《福建省海域岸线修测工作实施方案》，落实海域岸线修测工作经费，召开全省海域岸线修测工作会议，布置全省海域岸线修测工作任务。
2．试点阶段。200*年下半年在泉州、厦门两市开展海域岸线修测试点工作，年底前完成两市海域岸线修测工作，总结经验，进一步完善各项制度和技术规范。
3．全面实施阶段。200*年全面启动并完成全省沿海其余各市、县（区）海域岸线修测、资料整理、图件编绘等工作。
4．总结阶段。200*年底进行成果评审验收和全省岸线修测工作总结及扫尾工作。
六、组织领导
全省海域岸线修测工作由省海域勘界领导小组领导，省海域勘界领导小组办公室会同省测绘局具体负责组织实施并具体指导，负责拟定全省海域岸线修测工作计划和实施方案；起草全省海域岸线修测有关技术标准和规范；定期组织研究、协商、解决、处理海域岸线修测工作中的重大问题；会同有关部门审核海域岸线修测成果。
沿海各设区市、县（市、区）人民政府要加强对海域岸线修测工作的领导，各级海域勘界领导小组办公室和测绘行政主管部门要在当地海域勘界领导小组的领导下，配合省海域勘界领导小组办公室，负责具体组织、指导本地区的海域岸线修测工作。
成立福建省海域岸线修测专家组，审核各种有关技术文件，对海域岸线修测技术规程、技术政策及有关管理规定中未尽事宜提出意见和建议，处理和解决工作中出现的重大技术问题。
关键词：GPS-RTK技术；海洋测绘；应用
近些年来，GPS- RTK技术取得长足进步，在地形测量、工程测量以及控制测量等领域中都得到广泛应用。从某种程度上讲，GPS- RTK技术可以称之为测绘领域的一场技术革命，具有里程碑的重要意义。海洋幅员辽阔，视野开阔，因此GPS- RTK技术特别适合海洋测绘。海洋测绘作为测绘领域其中一部份，也因GPS- RTK技术运用而起到翻天覆地变化[1]。
1 GPS-RTK技术的理论和参数求取
1.1 GPS-RTK 定位原理及关键技术
GPS-RTK相比较于常规方法的优势在于它可以在野外实时获取cm级的精确度，而不像其他测量方法需要再进行数据解析后才能够得出cm级的精度。这是因为GPS-RTK采用了新的方法，载波相位动态实时差分是在测量上GPS运用的一个重大突破，可称为里程碑。GPS-RTK技术是基于载波相位动态实时差分发展出来的一项测量技术，能够极大地提高作业的精度和效率。在这种测量模式下，GPS-RTK基准站首先收集好观测坐标，通过数据链接，最终将观测值发送到流动站。之后，进行GPS观测数据采集，将数据进行系统录入，系统将其组合成为差分观测值，然后对观测值进行处理，从而迅速给出cm级的结果。搜集、计算、整合、输出结果总共用时不会超过1s。作业的时候，状态是运动或者静止这都没有关系，可以在动态环境下直接开始模糊计算，也可以在静态下进行初始化后，再进入作业。GPS-RTK技术进行观测值的追踪时，需要四颗以上的卫星同步工作，这样才可以绘制必要的集合图像，使实时定位结果的给予成为可能。这项技术的核心就是数据的处理和传输，这两项技术是GPS-RTK技术的关键技术，基准站要在要求的时刻将相关数据透过数据传输传送到流动站上面，对于波特率的要求较高，波特率一般要达到9600，但是这种波特率是可以容易实现的[2]。
1.2 GPS-RTK参数的求取
根据GPS-RTK技术原理，各个数据的采集、接收、处理使用的都是WGS84坐标。使用相同的坐标可避免数据混淆，确保数据精确。参考站的起点固定在一个坐标上面，并同时计算发生的变化，利用电波进行实时传送，流动站接收这些经过电台传送的WGS84坐标，并进行处理，条件符合时，就能够得到相应的结果。这样，流动站便可与参考站保持数据同步，由此得到高精度的WGS84三维坐标。把现在坐标和原来坐标的转换参数求出，便可以符合到需要的点上。坐标系也不一样，测量和实际使用的坐标系要进行转换。
2 GPS-RTK技术在海洋测绘中的应用
2.1 GPS-RTK 技术在海面上测绘的实施
海域面积测绘应当严格按照 《海域使用面积测量规范（HY070- 2003）》的规定实施。海域使用有不同用海类型，不同用海类型界定具体的用海范围，例如港口、航道、路桥、养殖及填海造地工程等的用海范围界定，还要参照《海籍调查规范》的要求进行范围确定。在开展海域面积测量，GPS- RTK技术就不再依赖用海项目的控制点，也不用控制点通视。移动站在目标位置直接进行测算。在开展海域面积施工放样方面，RTK差分技术与以往放样过程完全不同，放样数据直接由手薄计算机计算输入，同时移动站可以直接指出测量的移动方向和目标位置[3]。在目标位置上，移动站手薄显示数据符合放样精度时，会自动提示测量者已成功放样，并指导下一步施工。RTK差分技术可以反复作业，不必重复输入设计数据，不必担心数据计算或输入粗差。从而代替了从高级控制点做导线引入控制点的繁杂程序。
2.2 GPS-RTK 技术近海航道水下地形测量的应用
水下地形勘测是海洋测绘工作的一项重要内容，但由于作业环境的特殊性，实施水下地形测量比水上海域面积测量的难度要大许多，因此需要结合实际情况采取相应的定位方法。一般实践中使用较多的主要有回返水声定位、GPS卫星定位以及无线电测量定位等。有时需要几个方法结合使用才能完成测量工作。目前开始尝试将GPS- RTK与测深仪联合作业，应用在水下地形测量工作中。此种GPS- RTK定位技术的应用主要涉及以下内容：1）选择近海岛屿设置数据采集基站，应用现代化先进技术，并在测量船中安装接收机及相应的探测设备；2）利用GPS导航实施定位，借助预先设定的机器依照操作人员指令每间隔一定时间向水下发出超声波，通过对发射回来的声波进行分析，得出海洋数据及定位结果。以水下地形测试实例，所设置的测深线与航海道之间保持互相垂直关系，沿航海道布置相应的检查线路。利用徕卡gps1230以及海达hd27 数字测深仪实施平面定位，仪器所支持的有效距离为 30km，在此范围之内可以确保0.25m 的动态精确值[4]。
此次水下地形测试所使用的是本文所探讨的GPS- RTK实时动态定位技术，探测所欲达到的目的是：按照1∶2000的比例绘制所测量航道的水下地形图，并且在测量过程中确保作业范围不超出15km，同时应确保相关数据实时同步，基站与卫星之间的联系状况正常，接收站保持高效运行状态，具体数据借助船上设备进行采集和保存。密采水深是数据的特点，一旦发现所收集到的相关信息存在虚假信号情况，应及时进行删除，同时在数据不清晰的地段实施二次测量。如果实施再次测量所使用的是haidanav28海洋测绘软件，第一步应对坐标进行修改，并对水位相关信息进行调取，在调整完毕方案的基础之上对软件进行启动，进入自动测量过程。
2.3 近海航道水下地形测量
水下地形测量海洋测绘的内容之一，在沿海属于海洋范围的水下地形勘测。因为种种原因，增加了水下地形测量的复杂性，比如说：海洋面积广阔；天气状况多样；洋流的影响等等，所以海上定位需要视情况使用不同的定位方法。其中常用的有以下几种：回返水声定位；无线电测量定位；GPS卫星定位等。有时候一个测量过程要综合使用以上的测量方法，才能得出结果。近年来，在南海地区的水下地形测量上，我国使用了RTK和GPS两者结合的数字勘测技术，对GPS RTK定位技术的使用和推广，做出了有益的努力。这种GPS RTK定位技术的使用有这几个方面：在近海的岛屿上建立采集数据的基准站，使用高新技术保证海上定位的精确度，测量船需有接收机以及探测的仪器。然后，使用GPS导航，进行定位，间隔相同的时间段，由设定好的机器按照工作人员的预设，对水下发射超声波，分析反射回来的声波，写下计算出来的海洋数据，以及当时定位的结果。
3结语
通过大量的实践，发现在RTK方式出现之初不适宜立即进行具体的测量工作，需要在GPS处于稳定状态大概20min的时候才是开展测量工作的最佳时机，这样可以实现对测量误差的有效控制。进入记录数据之后，在工作保持正常状态的情况下，对记录方式无特殊要求，采取何种记录方式的影响不大；需要注意的是，电台传输信号是由距离限制的，大量的实践表明，如果没采用CORS系统GPS- RTK的范围应当控制在10km 范围以内，一旦超出这一范围就会影响到解算速度及精准程度。在海洋测量工作中引入GPS- RTK技术的最大的优势在于，即使出现台风或大浪等较为恶劣的天气也不会对测量工作造成影响，此外也不同考虑通视以及地形等方面的因素，相比较于传统的测量方法，工作效率有显著提升，并且还可以有效节约人力资源，实现了对成本的有效控制。
参考文献：
[1]陈文. 研究GPS-RTK在海洋测绘中的应用[J]. 科技风，2013，12：82.
[2]万杏官. GPS RTK在海洋测绘中的应用[J]. 珠江水运，2013，10：93-94.
关键词：墨卡托投影；高斯投影；坐标转换
中图分类号：O713 文献标识码：A
1 概述
地图投影坐标变换是地图投影学的一个重要组成部分，它主要是研究从一种地图投影坐标变换为另一种地图投影坐标的理论和方法。在我国测绘领域，常用的地图投影是高斯投影；而在国际测绘或海洋领域，则大量采用墨卡托投影制作地图]。随着我国远洋事业的蓬勃发展以及国际贸易的不断提速，愈来愈多的墨卡托投影坐标需要转换到高斯投影平面上。由于墨卡托投影和高斯投影在理论推导上有所不同， 因此其投影结果存在一定差异。虽然这种差异不大。但在测绘及海洋领域，极小的坐标差异有时代表的是极大的距离和面积，因此对投影坐标的精确度要求极高。本文在系统剖析墨卡托投影和高斯投影异同特征的基础上，对两者与大地经纬度的正反算公式进行了严密的推导，进而通过程序设计和实例测算，展示了如何实现墨卡托投影与高斯投影之间的坐标转换。
2 墨卡托投影与高斯投影的异同特征分析
墨卡托投影属于等角正轴圆柱投影，而高斯投影则属于等角横切椭圆柱投影。
墨卡托投影与高斯投影的相同之处在于两者都属于等角（椭）圆柱投影，其中：等角投影是指地球表面上无穷小图形投影后仍保持相似或二微分线段所组成的角度在投影后仍保持不变；圆柱投影是指投影中纬线为一组平行直线，经线为垂直于纬线的另一组平行直线，且两相邻经线间距离相等。
墨卡托投影与高斯投影的区别之处在于，墨卡托投影属于正轴相割投影，即投影面中心线与地球的旋转轴相同，且投影面与地球椭球相割；而高斯投影属于横切投影，即投影面中心线与地球椭球相切。
3 墨卡托投影坐标与大地经纬度的正反算公式
3.1 正算公式推导过程
这里的正算指的是将大地经纬度转换成墨卡托投影坐标。
图1显示了墨卡托投影的球面与平面长度比关系，其中：AB为球面经线微分弧长、AD为球面纬线微分弧长；A'B'为平面经线微分长度、A'D'为平面纬线微分长度。
由于墨卡托投影是正轴圆柱投影，因此投影后的经纬线是直交的，且经纬线方向的长度比就是最大最小长度比，即m.n。
4.2 反算公式
这里的反算指的是将高斯投影坐标转换成大地经纬度。
高斯投影反算公式可以表示为：
根据以上公式，即可求出对应于某一高斯投影坐标（XG，YG）的大地经纬度（B，L）。
5 墨卡托投影与高斯投影的坐标转换程序设计及算例展示
5.1 坐标转换程序设计
前面已经分别推导出了墨卡托投影、高斯投影与大地经纬度之间的正反算公式，以大地经纬度为“桥梁”，即可顺利完成墨卡托投影与高斯投影的坐标转换，其具体转换程序为：
5.1.1 墨卡托投影坐标转换成高斯投影坐标
假设给出墨卡托投影坐标，则通过坐标反算可得到大地经纬度，再通过高斯投影正算，即可得到高斯投影面坐标。
5.1.2 高斯投影坐标转换成墨卡托投影坐标
假设给出高斯投影面坐标，则通过高斯坐标反算可得到大地经纬度，再通过墨卡托正算，即可得到墨卡托投影面坐标。
墨卡托投影与高斯投影的坐标转换程序如图2所示。
5.2 实例测算
这里选择了三个实例测算点，通过实施墨卡托投影和高斯投影之间的坐标转换，得到具体结果如表1所示。
结语
地形图通常采用高斯投影，而海图则通常采用墨卡托投影。由于两者的地图数学基础不同， 投影资料通常难以直接转绘、拼接。本文在系统剖析墨卡托投影和高斯投影异同特征的基础上，分别推导了两者与大地经纬度之间的正反算公式，进而以大地经纬度为“桥梁”设计完成了墨卡托投影和高斯投影的坐标转换程序，最后选取部分实例进行了坐标转换测算。研究结果显示，本文所提出的投影坐标转换方法具有精确度高、实用性强、可拓展性高等特征，将能在我国测绘及海洋领域的投影地图转换工作中发挥积极作用。
参考文献
[1]GB12327-1998.海道测量规范[S].北京：中国标准出版社.1999.
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关键词：海深测；多波束测深系统；国内发展
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.207
1 引言
不同于单波束测深系统，多波束测深系统可在测量断面内形成十几个至上百个测深点，几百个甚至上千个回向散射强度数据，从而保证了较宽的扫幅和较高的测点密度；另一方面，较窄的波束、先进的检测技术和精密的声线改正方法的采用，也确保了测点船体坐标的归位计算精度，因而多波束测深具有全覆盖、高精度、高密度和高效率的特点。因此，多波束测深系统正日益受到海道测量同行的认可，并在实际生产中发挥着越来越重要的作用。多波束测深系统是一种由多传感器组成的复杂系统，系统自身性能、辅助传感器性能和数据处理方法，对于系统的野外数据采集和波束脚印的归位计算起着十分重要的作用。 为此，下面介绍系统国内发展进程、以及优缺点的比较、为未来的发展提供参考。
2 国内的发展历程及现状
二十世纪80年代中期----该多波束测深系统采用传统的模拟波束形成技术，形成25个波束，沿着航迹方向开角为3°，垂直航迹方向开角为2.4°到5°，覆盖宽度120°。这也是我国最早的多波束测深系统尝试，但由于当时技术条件的限制未能投入实际应用。二十世纪90年代初----国家有关部门从国防安全和海洋开发的战略需要出发，委托哈尔滨工程大学主持，海军天津海洋测绘研究所和原中船总721厂参加，联合研制了用于中海型的多波束测深系统，该系统属于用于大陆架和陆坡区测量的中等水深多波束测深系统，它的工作频率45kHz，具有左右舷共48个3°×3°的数字化测深波束，测深范围10到1000米，覆盖范围2到4倍水深（覆盖宽度126.8°）。该型条带测深仪的研制成功，使我国成功跻身世界具有独立开发与研制多波束测深系统的少数国家之列。二十一世纪初---中科院声学研究所重点开展了基于相干原理的侧扫声呐的研究工作，在基于侧扫声呐的地形地貌探测理论和设备研制方面取得了重要进展。 2006年，哈尔滨工程大学成功研制了我国首台便携式高分辨浅水多波束测深系统，测量结果满足IHO国际标准要求，鉴定专家认为其主要技术指标达到现阶段国际同类产品先进水平，具有极大的推广价值。在“十一五”863计划、国家自然科学基金等项目的支持下，哈尔滨工程大学已拥有不同技术指标和特点的HT-300S-W高分辨多波束测深仪、HT-300S-P便携式多波束测深仪、HT-180D-SW超宽覆盖多波束测深仪三个型号。其中HT-300S-W高分辨多波束测深仪：小批量生产阶段；HT-300S-P便携式多波束测深仪：小批量生产阶段；HT-180D-SW超宽覆盖多波束测深仪：样品阶段。在2014年5月由中科院声学所牵头承担的国家“863”计划重点项目“深水多波束测深系统研制”在京通过验收，其系统性能指标基本达到国际第三代水平，打破了挪威、德国等少数国家的垄断和限制。
3 国内外现状比较
从测深技术的发展来看，国外多波束测深技术尽管经历了短短三十年的发展，其研究和应用已达到了较高的水平，特别是近十年，随着电子、计算机、新材料和新工艺的广泛使用，多波束测深技术已经取得了突破性的进展，包括：全海深测量技术的发展、高精度测量技术的发展、集成化与模块化的发展、高分辨率测量技术的发展。
与之相比，国内多波束测深系统与发达国家相比还有很大差距，就精度和稳定性而言，浅水多波束测深系统与国外精度相近，稳定性与国外有一定距离，只能小规模投入生产；中、深水多波束测深系统采集到的信号误差大，精度低，产品处于研制阶段。
4 总结
由此可以总结到国内除了浅水多波束测深系统已经满足现阶段同类国际同类产品先进水平以外、深水多波束测深系统还有待打破外国的垄断和限制。深水多波束测深系统具有鲜明的军民两用特征，该技术对潜艇水下作战有重大价值，具有重要的军事意义，虽然国内在一定程度上可以达到与国外水平相近的多波束测深系统的研制水平，但远不到国内普及的地步，国内绝大部分民用多波束还是引进国外的产品。
所以说，国内多波束测深系统的发展方向应该以国内推广打破国外垄断为目标，研制出更加成熟、稳定的产品。
参考文献：
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湖
南地图出版社继去年发行竖版《中华人民共和国地图》后，近日又推出竖版《世界知识地图》和《世界地势图》。相关新闻报道的言辞总令我有种民族主义被不恰当表达的感觉。
新华网称：“竖版的《世界知识地图》是对传统横版《世界地图》的一种突破，这意味着使用了400多年的横版地图不再‘一统天下’，在地图制图领域具有划时代的意义。”《长江日报》预告竖版世界地图时，认为：“1584年，意大利传教士利玛窦绘制了第一份中文世界地图，其横版设计方式一直沿用至今……”这些话听起来就好像采用横版世界地图是比较低级又被迫的行为，就好像竖版地图是中国人关起来门来发扬传统的成果。怎么没人说横版世界地图诞生后的效用以及它在发展过程所蕴含的人类文明的巨大进步呢？怎么没人说利玛窦带来的地图使得用了一千多年的分不出横版竖版的“计里画方”地图不再“一统天下”了呢？要合理认识一种新型地图的价值，就要放在历史维度中观看。
古罗马人最早绘制实用地图
制图学在东西方都是古老的学科，可上溯至史前关于渔猎之域的描绘。在欧洲，公元前3世纪希腊天文学家埃拉托色尼（Eratosthenes）能够计算出50里范围内地表长度的正确数值。公元前1世纪的希腊人马里努斯（Marinus）首先提出在地图上运用投影的思想――把地球圆形表面的全部或部分压缩到一个平面上。
古罗马人在制图学理论上的贡献远小于希腊人，却是实用地图的绘制者，制作了许多旅行指南。中世纪的制图领域主要由教会掌控，作品以反映教会信条和对圣经的解释为主旨。不过，古罗马时期出于实用绘制路程图的传统并未消失，同时意大利人和加泰罗尼亚人由于航海的需要而在领航书的基础上演变出一种全新的地图类型――领航图（Portolano，Portolan）。有记录的最古老领航图出现在14世纪初，但实际产生时间肯定比这早。典型的领航图没有分度线，但有等角航线（loxodromes）和恒向线（rhumb lines）――按不同风的方向分布的直线――构成的网格。领航图通常有比例尺，其中每个分度都被细分为五份，但每一分度所表示的长度并不相同。作为实践的产物，领航图最早几乎全部出自地中海和黑海贸易的把持者意大利人和加泰罗尼亚人，当然也只涉及这两个海域。随着航海事业的扩大，意大利、葡萄牙、西班牙、法国、荷兰和英国的水手们在一个多世纪的时间里开发了除太平洋部分区域外的各个海洋，为制图者们提供了绘制海岸线地图的丰富资料，领航图终于演变为世界航海图，并在14、15世纪时成为近代欧洲地图的一个起点。
葡萄牙水手对航海图产生的贡献首当其冲。航行于风高浪险的大西洋使葡萄牙水手无法再应用传统的知识获取当地风向和海流，辨认醒目海岸标志，而发展出确定纬度的知识（观察北极星的海拔高度，或者观察太阳的正午高度并借助磁偏角表）。不过直到16世纪初，海图上才见到纬度比例尺。新大陆的发现也直接促进制图技术的进步，在一个扁平面上表现曲面特征的绘制技巧因此产生。文艺复兴背景下，开办天文学和数学研究中心的大学纷纷兴起，当然也推动了制图和测量科学化。
地图“现代化”轮廓的诞生
1570年，尼德兰制图家奥特利乌斯（Abraham Ortelius）编辑出版世界图集《地球大观》（Theatrum Orbis Terrarum），被认为是第一部真正意义上的现代图集，因为它是第一部系统性的关于世界各地的地图汇编，地图为同样尺寸，且大多都依据当代知识绘制。奥特利乌斯的贡献主要在于编辑出版。对地图技术而言，现代化奠基人则是吉拉德・墨卡托（Gerard Mercator）。
1569年，墨卡托在他绘制的大型世界地图中采用自己发明的一种重要投影法，图中的子午线是平行的直线，与被画为直线的纬线以直角相交，这就是相似柱面投影（conform cylinder projection），俗称墨卡托投影。在这种投影中，纬线之间的间隔随着离赤道线越远而越大，以保持经纬线的交角不变，这些平行线因此被称为“渐盈纬线”（waxing latitudes）。
墨卡托投影是为航海设计，关键点是等角航线被表示为直线。等角航线是球面上的一条线，它在任何一点上与正北方向即子午线方向的交角都相等。等角航线是船只航行的依据，如能依靠一张将等角航线表现为直线的海图，当然便于航行中掌握方向。当时的海员们使用的是“平面海图”，其中子午线之间和纬线圈之间是等距且平行的，结果海图既不能提供准确的方向，也不能提供准确的距离，造成确定地理经度的困难，成为航海活动的软肋。
墨卡托设计的新投影旨在改进这种缺陷，但起初在航海实践中鲜有进展。相似柱面投影法的理论解释到1599年赖特（Edward Wright）出版《航海中的某些错误》（Certaine errors in navigation）时才出现，这种投影被普遍采用则要到17世纪末，此时法国皇家工程师队的海图测绘便全面采用墨卡托投影法。
地图的“现代化”轮廓一旦产生，接下来便是制图中心在尼德兰、荷兰、法国、英国、德国之间的轮替转移，具体技术不断充实和完善，地图日渐摆脱装饰性，力求准确与实用。技术发展的基本趋势是，制图日益依赖实际的大地测量成果或水文测量成果。只不过在很长时间内，将测量数据转变为图像，面临重大困难，在广大土地上展开系统测量面临更多困难，这些都随着时代的演进而逐渐改善。
天文观测法确定经纬度
17世纪末至18世纪，法国皇家科学院为制图学带来一项划时代的贡献――运用天文观测法确定地球上特定点的经纬度，此中灵魂人物是移居法国的意大利天文学家卡西尼（Jean Dominique Cassini）。1668年，卡西尼出版一部月食时刻表，天文学家可藉此确定观测点的经度和纬度，而每个能够测量的点都与地球上其他点有关联，为了把握全局便有必要在地图上标识出这些点。反之，借助天文定位法确立坐标点可以画出更准确的地图。路易十四的财政总监柯尔伯（Jean-Baptiste Colbert）立刻意识到这项贡献的潜力，力邀卡西尼来法。卡西尼于1669年来到巴黎担任皇家天文台台长直至终老，在他和其后人的主持下，法国完成了天文定位与三角网结合的全国大地测量工作。这份1818年最终完工的法国全图看起来像一张现代军事测量图，用了很多表示地貌特征的符号，不同的地貌特征用不同颜色区分，但地形高低表达不明显。
以方法论进步为基础的法国制图学革新，当然也为世界地图的绘制带来重要进步。以天文定位法结合三角测算绘制地图必然要超出给定领土的限制，国家地图将不再作为一个独立实体存在，绘图将变成一项全球性的努力，整个欧洲的地图都需要以这种新标准重新绘制。测绘法国地图之时，皇家科学院便认识到可以用同样方法勘定地球上其他各点及国家间的界线，开始设法派人去欧洲各国、法属圭亚那、西印度、非洲、南亚和东亚等地测绘，并且汇集起耶稣会士等各修会成员以及其他旅行者从异国他乡发来的报告。卡西尼模式的地图在军事和政府事务上的价值很快被其他欧洲统治者认识到，18世纪后期在奥地利和英国率先产生反响。现代地图的主体面貌在18、19世纪之交基本确立，截至此时以及自此而往，无论技术发展还是内容扩充（尤其是世界地图的内容）都是由西方人主导。
欧洲人把中国填入世界地图
从技术层面讲，竖版地图比横版地图是有重大突破。横版地图是将地球沿经线切割后转换成平面图，竖版地图则是沿纬线切割地球后投影转换。不难想象，沿经线切割的视觉重心在东西两半球，而沿纬线切割的视觉重心在南北两半球。再想想地球上陆地和海洋的分布状况，便知直观来看，横版地图的陆地展现得更大，而竖版地图的海域展现更完整。但若说从利玛窦时代起，横版地图就一统天下，又说竖版地图具有划时代性，这似乎是无视地图的多样性和长期以来的技术改进而发出的言论。
首先，不同视觉中心的地图向来就有。其次，影响地图准确度的重要因素除了测量还有投影法，横版地图的投影法有多次改进，而且制图者强调绘图的方法要因地制宜，没有真正能“一统天下”的地图类型。公允地讲，竖版地图的东西两半球图与从前相比，没有实质性变化，南北两半球图则堪称具有变革性。竖版世界地图的主要编制者、中科院测量与地球物理研究所研究员郝晓光博士称，竖版世界地图的特点是以南北两极为中心看世界，在航空航天、科学考察、军事等领域有至关重要的作用。这番言论已经传达出专业人员对地图价值的客观性判断，但不够专业的媒体总忍不住将话题指向弦外，而媒体发言又总能体现时代需求性。
同样不能忘记，把中国填入世界地图的工作也是由欧洲人完成，这听起来很刺激人。促进欧洲制图学发展的一个重要动力是海外扩张，表现制图学进步的一个重要面相就是世界地图（或航海图）的发展。中国图像的具象化同世界地图的扩充同步进行，从希腊人的想象到意大利人的道听途说，从葡、西两国的商旅见闻到耶稣会士的浸润风俗，世界地图上的东方知识随着西方人的扩张活动而不断丰富完善，依次活跃在海上通道的几个主要欧洲国家则先后扮演着把东方知识反映在世界地图上的媒介角色，尤其是耶稣会士的介入使16-18世纪的欧洲地图史上出现了像样的中国地图。其中有的是经耶稣会士流传到欧洲的中国地图，有的是耶稣会士编辑或制作而在欧洲出版的地图，还有的是欧洲制图家利用耶稣会士提供的资料完成的地图。
16-18世纪的欧洲人绘制了无数包含中国轮廓的地图（包括世界地图），它们最基本的参考却只有三份――1584年问世的路德维科・乔里奥（Ludovico Georgio）地图、1655年问世的卫匡国（Martino Martini）地图和1735年问世的唐维勒（Jean-Baptiste Bourguignon d’Anville）地图。这三份地图各当典范近百年，只因欧洲的地图制作者们总是长时期偏爱既有的范本而忽视或拒绝了新资料。路德维科・乔里奥地图明显含有古代欧洲人对东亚和中国的想象，但也体现一些更具时代性和实证性的资料，可以视为耶稣会士登上舞台之前，西方有关中国地理知识的总结之作。耶稣会士卫匡国绘制中国地图时主要根据中国的现有地图和方志资料，再以其西方绘图技术和地理知识加以调整。此图之出版意味着耶稣会士对知识界的影响范围和当时欧洲制图界的最高成就。出版者（约翰・布劳Joan Blaeu）为荷兰首席制图家，而阿姆斯特丹是当时欧洲的制图及地图出版中心），欧洲人对中国的兴趣和对海外地图的兴趣产生大面积交集，耶稣会士塑造的中国形象通过地图在欧洲更为人知。唐维勒编绘之中国全图的蓝本是1700-1717年间在中国的钦命实测成果，测绘的技术主力是以法国人为主的耶稣会士，中文成果为《皇舆全览图》，在1717-1726年间制作过四个不同的中文版本，可谓法国最新测绘法与制图术（结合天文观测法和三角测量术）在中国土地上的一次成功运用。该地图堪称当时世界上最先进、最准确的陆地地图，因此在欧洲备受瞩目。
中国的“制图六体”与“计里画方”法
显然，现代地图形成过程中，是欧洲人在世界地图中描绘着中国，有关中国的文献和图像以及欧洲人在中国的实际经历体现在世界地图制作中。中国的传统制图技术并未真正参与此过程，即便卫匡国以明朝地图为材料，也必须要用欧洲的方法重新校正，更早时利玛窦于世界地图中纳入中国也是采用类似方式。造成此种状况的技术原因不难理解，中国地图长久以来采用计里画方模式，与此时欧洲的投影绘制法完全不是一个体系，所以很难让中国的传统技术应用于现代地图制作。这本也不是什么丢脸之事，体系不同，无法并轨，不违情理。
在中国，地形测绘自然也很古老，先秦时期已经发明了测量工具“规”与“矩”并进行地形测量与方位测量。汉代，天文定位法被引入方位测量，十字线网格测量距离的原理也得到应用。说起地图绘制，当古罗马人还在绘制道路里程图时，晋代的裴秀（公元223-271年）就发展出一套绘制地图的理论并据此绘制《禹贡地域图》，他的理论可以概括为“制图六体”，即制图时要考虑的六方面因素：分率（比例尺）、准望（方位）、道里（道路里程）、高下（地势高低）、方邪（角度）、迂直（弯曲度）。有了这些考虑之后，可以确定各地标的空间关系，但如何将这些关系呈现在一张平面图上呢？这便衍生出“计里画方”之法，是为使地图图形正确缩小尺寸而设计的按比例绘格网的方法。先在图上布满方格，方格边长代表实地里数；然后按方格之框定绘制地图内容。
“制图六体”成为中国传统制图理论的重要依据，计里画方之法则是基本操作法，双双沿用1500余年，历代著名地图都少不了计里画方。裴秀之后，还有唐代贾耽的《海内华夷图》、北宋沈括的《天下州县图》以及元代朱思本的《舆地图》。历朝所改良处主要在纬度及里程测量的精准度以及折算的比例。宋朝普遍使用“水平”（水准仪）、“望尺”（照板）、“干尺”（度干）等仪器来测量地势的高低，沈括又以“互同”取代“道里”，可能就是现代的等高线标记。
元代郭守敬虽然能够准确测量各地纬度，却无人将此成果运用于地图绘制，而此时期地图的最高成就为朱思本的《舆地图》。其长处在于，因朱思本勤于实地考察，山脉、湖泊、河流的位置、形状与距离绘制较为准确。明代罗洪先（1504-1564年）改进《舆地图》而成《广舆图》。他开创了系统使用图例的方法，并全面采用“计里画方”法，比例尺的设立依地图之范围大小而异，如《舆地总图》以每方为500里，分省图每方百里，其他专题地图分别采用每方40里、100里、200里、400里、500里不等。以计里画方法绘制地图的技术至此臻于成熟，也就在这时，利玛窦带着欧洲的“现代”地图来到了中国。
计里画方法沿用1500年无所替代，放在如今技术迭代日新月异的环境下固然觉得不可思议，但在古代，既然能满足地图使用者的需要，也没有什么动力促使它非被取代不可。客观地讲，计里画方法未考虑到地球曲率，除中心部分较准确外，愈往四周变形愈大。然而，当外来的技术革新摆在眼前足以成为一种动力之时，当欧洲的现代地图技术及其所承载的世界观念与中国发生交汇之时，当中国本可以吸收这种技术使自己更快参与到现代地图的发展进程乃至世界历史的发展进程之时，中国却在皇权的一意孤行之下放弃这个机会，这就不能不令人扼腕叹息。
晚明时期，利玛窦的世界地图被官员、士人当作奇巧之物，却没听说有人着意于此地图的技术内涵（除了有人尝试将投影法和几何透视法运用于图画绘制）。盛清时期，康熙皇帝出于知识好奇心和了解其统治疆域以便更有力控制的意图而雇用欧洲人以最新测绘技术绘制中国地图，却根本无意推广现代制图技术，反而将《皇舆全览图》锁入深宫，不许随便观看。乾隆时期又请耶稣会士傅作霖和高慎思补充测绘方才平定的准噶尔、新疆和额鲁特蒙古地区，并由耶稣会士蒋友仁主笔补入《皇舆全览图》，是为《大清一统舆图》，1769年完工，然而也是深锁高阁。
清代中叶问世的著名地图、李兆洛编绘的《皇朝一统舆图》仍是采用计里画方之法。20世纪初的耶稣会士传记作家费赖之提到，1863年湖广总督于武昌刻《皇朝中外一统舆图》三十一卷，似本蒋友仁原图。这份《皇朝中外一统舆图》便是胡林翼任湖北巡抚期间请邹世诒、晏启镇绘制的《大清一统舆图》，但胡林翼1861年去世，由继任严树森主持刊刻。按中国地图史家的分析，这份地图吸收了《皇舆全览图》和《乾隆内府舆图》（即蒋友仁地图）以及李兆洛《皇朝一统舆图》的绘法，将经纬网与计里画方融于一图。这说明什么呢？耶稣会士以当时最先进的制图法绘制的中国地图在一个半世纪以后才得以被中国制图家参考，而此时欧洲的地图与海图绘制早已达到更高精确度。这么晚才发生中国制图体系与现代制图体系的交汇，一个衰落的系统面对一个生气勃勃的系统，其结果自然就是众所周知的、一如社会的其他面向，无论多么痛苦，都必须直接采纳欧洲体系或称现代体系，然而仅能被动地吞咽却缺少一个可以互动参与、协同共进的从容过程，此种状况又难免滋生消化不良和情感梗塞，且常以民族主义情绪的不合理发作为表征。就是唐维勒制作的那份地图的德国翻制品，今年3月被德国总理默克尔当作礼物送给了到访的主席。本可以成为中国人骄傲的东西，最终还是只能算作欧洲人的文化特产，因为清朝政府没有柯尔伯那样的世界性和前瞻性眼光。所以，属于技术问题的，不要动辄扯上民族情感来混淆视听。
受特定观念驱使的地图
谈完现代地图的技术历程或曰客观发展史，想再谈谈地图的观念问题。其实在民族国家的世界格局之下，地图最擅长传达与塑造的观念便是民族主义，湖南地图出版社总编辑雷宜逊介绍竖版中国地图时已经说得很明确：“这样能使读者全面直观地认识中国全图，不会再误以为国家领土有主次之分，有利于国民的版图意识和海洋意识的树立。”地图无疑具有政治和军事方面的功能，强调它对于塑造疆土意识的功能也无可厚非。但作为头脑健全的人，应该对于地图使用中的主观意识既有明察又有反思。
举个最喜闻乐见的例子，利玛窦展示一张欧洲传统的以大西洋为中心排列陆地的世界地图，立刻令明朝官员不快，于是他把地图改为以太平洋为中心布列陆地，则明朝官员便即以为中国在世界的中心位置就此明确。其实，利玛窦并未对地图本身做明显的歪曲，仅仅是视觉中心改变，于是观念表达就变了――明朝官员所希望达成的观念得以呈现。当然要说利玛窦这个欧洲人够聪明，善于捕捉并达成明朝官员的观念诉求。而明朝官员在此是真正的观念操弄者，他们认为，世界地图一定要表现中国人传统的世界观，而无论这个世界现实际是什么样。能够实现这番操弄，本质原因在于面对利玛窦这个势单力孤的外国人时，明朝官员是掌权者。这就是地图使用方法及展现格式与观念、意识以及权力的密切关系。你用哪张地图，在地图上强调什么、淡化什么，在地图上把什么东西圈进来又把什么东西划出去，绘制一张地图以哪里为视觉中心，在边界地区多画少画，其实都少不了特定观念的驱使。而观念表达能够实现，经常源于某种权力的支持，多种冲突性表达共存时谁能胜出，则取决于权力各方的博弈成果。
中国人的自主技术研发获得国际认可，引发我们的民族自豪感，而此项技术又可以用于国家观念的优势呈现，于是民族情感得到双倍表达。但我们需要反省这类主观认识。客观性的技术通常不会独立于人类的意识之外，地图始终是一种主观性与客观性并存的东西，它的发展历程中既体现人类地理知识和测绘技术的进步，也展示出人类世界观、群体观、地域观、文化观等等各种“主观性”观点的演变。
70年代的大学生,几乎以学习为重,在他们身上,无时不在闪耀着努力进取、积极向上的光芒。张全德就是其中的一位,大学时期的他不仅早早地入了党,而且以全优的成绩展示了一名学子对知识的渴求和热爱。77年,张全德大学毕业后,为了响应党和国家的号召,他被分配到国家测绘局第一大地测量队从事外业生产,并担任着三角、天文、水准、重力、激光测距、基线测量等工种的观测员,80年,他参加了我国第一个卫星大地网(37点组成的国家多普勒卫星网)的施测工作,90年代初,他再度参加了国家高精度GPS A、B级网的布设。张全德就是在经典大地测量各工种和空间大地测量方面均获取过测量成果的大地测量工作者之一。
在国家测绘局第一大队测量队工作期间,张全德曾担任过作业组长、副中队、中队长、生产科长等职务。他带领队伍三进新疆,四迈青海、等高原和困难地区,完成了国家二等水准网的踏勘、埋石、观测,天山东测区1:5万地形图更新等项目。在艰苦的外业工作中,张全德曾两次与死神擦肩而过。一次是1988年,张全德身兼中队长和中队技术负责人双重职务,到小组检查工作途中所乘的北京吉普车因机械故障而方向失控,汽车翻车180度,压在车下面的他竟安然无恙被人救了出来。一次是1990年,他带领中队在新疆天山作业时,随一个观测小组横穿天山山脉。一天紧张而又有序的工作完成后,他发现一名刚分配来的大学生没能按时归队,在野兽出没的崇山峻岭之中,一旦走失,后果十分严重,心急如焚的张全德寻找了一夜,第二天凌晨当他骑着马进入另一条山谷寻找时,突然从牧民的帐篷里窜出一条半人高的牧羊狗,咬住了马的后腿,马受惊跳了起来,将他从马背上掀下来,可他一只脚卡在脚蹬里,受惊的马疯狂地奔跑,他的躯体在乱石中碰撞着,磨擦着。幸亏老向导及时赶到,揽住了受惊的马,尽管他衣服破损,浑身血迹斑斑,但还是捡了一条命。
多年来他带领的中队、科室以作风过硬,敢打硬仗而多次被评为先进中队、科室。他本人也多次被评为队级、局级(陕西)先进生产者、优秀青年、工会积极分子、优秀共产党员等。1991年作为被国务院表彰的“功绩卓著、无私奉献的英雄测绘大队” 的代表,赴京接受党和国家领导人的接见。
自学校毕业后,他一直没有忘记业务学习,不断地丰富自己的知识,走理论与实践结合的道路。他根据工作需要,编写过三角、水准、重力测量等多个工种的专业设计书;撰写过大量的工作总结和技术总结;参加编写了《国家高精度GPS网项目设计书》;编写了国家一、二等水准测量记簿软件,并用于实际生产。
1990年,GPS仪器刚被引进国内,如何对GPS仪器检验是当时的一大难题,张全德和同事们一起研究,制定了GPS仪器外业检验方法,成功地进行了检验,并将这一方法在西北地区测绘学术交流大会上进行了交流。90年代初他采用测距三角高程法,综合利用GPS、重力、水准等测量手段,成功地进行了珠海至内伶仃岛15千米的跨海水准测量,并将珠海岸边正常高以三等水准测量精度引到内伶仃岛上。1992年,他参加珠穆朗玛峰高程复测及其周沿地区地壳运动机制研究(C85-19)课题,获测绘科技进步二等奖。在此期间,他曾撰写过多篇论文在《测绘通报》、《测量员》、《西北测绘通讯》等刊物上发表。
1994年,张全德被调到北京,在中国测绘工程规划设计中心(现国家基础地理信息中心)从事国家大地测量项目设计、组织管理等工作。曾先后参加了国家高精度GPS网布测、国家二期一等水准复测部分管理工作;组织并参加了新疆中德、中美合作GPS形变监测网观测;中美合作绝对重力测量项目;南海海域GPS大地控制网的建立;青海、、新疆地区区域网水准联测;西部地区国家GPS A、B级网,全国GPS一、二等网,中国地壳运动观测网联测等项目。在组织实施上述各个项目的同时,张全德总是亲自编写项目设计书和实施方案。
1997年国家“九五”期间重大科学工程项目―中国地壳运动观测网络立项后,张全德曾组织并编写了国家测绘局承担该项目部分的基本网、区域网技术设计书、实施方案等技术文件。
自1988年以来,他参加组织了国家测绘局承担的七次GPS基本网观测、一次绝对重力观测、三次相对重力观测、四次区域网观测的实施工作,并负责组织了上述各次观测成果的二级监理工作。作为中国地壳运动观测网络工程专家实施组成员,从1998年至今,他一直参加了由中国地壳运动观测网络工程中心组织的各次GPS基本网、区域网、水准联测、绝对重力、相对重力观测等一系列工程的一级监理工作。
同时,他参加并组织实施了 “国家地理空间信息基础框架”预研项目、“精化区域大地水准面试点”、“华北地区大地水准面精化”、“华东华中区域大地水准面精化”、“15个省市的国家一等水准踏勘埋石”等一系列国家重大基础测绘项目。编写了上述各个项目的立项申请、可行性研究报告、项目设计书,以及项目验收材料等一系列技术文件。编写了《大地水准面外业技术规定》、《一等水准踏勘埋石外业技术规定》,参加编写了《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)、《中国地壳运动观测技术规程》等有关技术标准规范,以及参加《中华人民共和国国家大地测量图集》编辑工作等。
此外,他还参加完成了一些国家重大科研项目,如:国家测绘局“九五”重大攻关课题“珠穆朗玛峰及邻近区域地壳运动监测研究”(95-04-06);参加并负责完成了国家重大攻关课题“南沙群岛及其邻近海区综合科学考察”97-926-06-03专题“南沙岛礁GPS定位与测绘关键技术的研究”;参加完成了国家“九五”攀登项目《青藏高原岩石圈现今变动和地球动力学研究》、国家重大专项“我国专属经济区和大陆架勘测” (HY126)中的“岛礁联测、坐标转换与测绘基准的研究”(HY126-01-13)、国家高技术研究发展计划(863计划)中的“海岛(礁)精确测量集成应用技术”等诸多课题。
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