水深测量
| 英文 | Bathymetric Survey / Hydrographic Survey |
|---|---|
| 核心任务 | 测量水体（海洋、湖泊、河流）的深度 |
| 主要技术 | 回声测深法 |
| 成果 | 水深数据、海底地形图 |
水深测量（Bathymetric Survey）是海洋测绘最基本和核心的工作内容，其主要任务是测量海面到海底的垂直距离，即水深。通过在测区内系统性地测量一系列水深点，可以最终绘制出海底地形图，为航海、海洋工程、海洋科学研究和资源开发提供至关重要的基础数据。
测量原理与方法
早期方法
- 测深杆：在浅水区，直接使用带有刻度的杆子测量水深。
- 测深锤（铅锤）：将系有长绳的重锤沉入水底，通过测量绳长来确定水深。这是延续了数个世纪的传统方法，效率低下且精度有限。
回声测深法 (Echo Sounding)
这是现代水深测量的主流技术。其基本原理是：
- 发射信号：测量船上的换能器向海底垂直发射一个声波脉冲。
- 声波传播：声波在水中以一定的速度（声速 V）传播。
- 接收回波：声波到达海底后被反射，回波被船上的换能器接收。
- 时间记录：精确记录从发射到接收回波所经历的时间（Δt）。
水深（D）即可通过以下公式计算： D = (V × Δt) / 2
由于声波走了一个来回，所以时间需要除以2。
现代回声测深系统
单波束测深系统 (Singlebeam Echosounder, SBES)
- 工作方式：在同一时刻只向船体正下方发射一束声波，只能测量一条测线正下方的水深点。
- 特点：技术成熟、设备简单、成本较低。但覆盖范围窄，效率较低，难以获得100%的海底地形覆盖。
多波束测深系统 (Multibeam Echosounder, MBES)
- 工作方式：在同一时刻向垂直于航向的扇面内发射数十至数百个独立的声波束，可以一次性获得一条宽阔带（ swath）的海底地形数据。
- 特点：能够实现对海底的100%全覆盖扫测，效率极高，是目前最高效的海底地形测量手段。但设备昂贵，数据处理也更复杂。
关键改正
为了获得精确的水深，原始测量值必须进行一系列改正：
- 声速改正：水中的声速受温度、盐度和压力（深度）的影响而变化，必须进行实测和改正。
- 潮汐改正：测量时的海面高度受海洋潮汐影响，必须将水深值统一归算到深度基准面上。
- 吃水改正：将测量深度从换能器位置改正到海面。