姜卫平：你不知道的海洋测绘

我国是海洋大国，大陆海岸线长达1.8万多千米，拥有约300万平方千米的管辖海域。海洋孕育着地球生命和人类文明，蕴藏着极其丰富的自然资源。当前，我国正在实施海洋强国建设战略，海洋在我国社会发展和经济建设中的战略地位日益突出。海洋测绘是发展海洋经济和维护海洋权益的重要保障，以海洋和内陆水域为对象，提供水体、水底和沿岸等的地理信息，能为建设海洋强国提供基础支撑信息。但传统以船测为主的海洋测绘手段获取的信息难以覆盖全球，时效性差。卫星测高、卫星重力、卫星导航定位等卫星大地测量技术开启了观测和认识海洋的新纪元，能提供大范围、全天候的观测数据。让我们一起走进：海洋测绘和内陆水域监测的卫星大地测量关键技术及应用。

卫星测高技术利用所搭载的测高仪通过测定雷达脉冲信号往返于卫星和地球表面所经过的时间来确定卫星到星下点海面的距离，根据已知的卫星轨道高度，并顾及各种误差改正项来获取某种平均意义上的海平面相对于参考椭球的大地高，即海平面高度。联合多源卫星测高数据可以得到全球分布的多种海洋地理信息，精确刻画平均海平面高并分析其趋势性变化、反演海洋重力异常与海底地形、确定潮汐模型及建立海洋深度基准等。

平均海平面是海洋深度基准的重要参考面，其变化是影响海洋经济发展和全球气候变化的重要因素，也是各临海国家关注的焦点。基于卫星大地测量的海洋测绘技术能够精确获取海平面及其变化。作为国家高程起算面，大地水准面定义为与平均海平面最为密合的重力等位面，大地水准面与平均海平面的差距为海面地形，而大地水准面与垂线偏差、重力异常具有严密的理论关系，因此，通过确定的平均海面高，可以计算海洋垂线偏差，进而反演海洋重力异常。

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陆地垂直基准是陆地上工程建设中所需海拔高的参考面，我国陆地垂直基准为通过青岛原点的大地水准面；而海洋深度基准是船只航行的重要基准面，定义为平均海平面以下的更低潮位面。陆地高程基准与海洋深度基准建立模式不同，难以精确转换，导致陆海地理信息不能直接联合使用。统一的陆海垂直基准是保障陆地、海洋地理空间信息无缝衔接与转换的基础。利用卫星测高技术可以确定精细的海洋大地水准面和海洋潮汐模型，即可计算更低潮位面，实现陆地与海洋基准的无缝转换。

海洋垂线偏差和重力异常等海洋重力场信息是海洋勘探、远程武器发射以及陆地高程基准与海洋深度基准统一的重要基础数据。传统的海洋重力测量 *** 受到海洋环境、技术模式及海洋权益的限制，观测数据稀疏，无法覆盖全球。联合卫星测高、卫星重力等技术能够获得全球精细的海洋重力场信息。海洋重力异常主要产生于海底形态及其均衡补偿物质的密度分布异常，与海水深度（海底地形）有密切关系，故通过海洋重力异常可以反演海底地形。

地球是一个不断变化的动力系统，当某一区域内的物质重新分布(迁移)时，会引起地球重力场发生变化。卫星重力技术利用卫星搭载传感器探测地球重力场，可获取高精度地球重力场的时变信号，可用来估算陆地冰川冰盖和表层水储量以及海水质量变化信息。采用传统水文和冰川监测离散点观测 *** 难以获得整体变化，然而，卫星测高技术可以获取内陆湖泊等水域的水位高度及其变化，特别是在无人区或难以到达地区的湖泊，同时，卫星重力技术可获取陆地大范围的水储量变化。因此，卫星大地测量技术不仅在海洋上的测绘与监测效果显著，还可拓展用于内陆水域的变化监测。

目前，海洋测绘和内陆水域监测的卫星大地测量技术及其相关海洋地理信息成果已广泛用于沿海区域数字高程基准构建、港珠澳大桥等近海工程建设、东海等海区无缝深度基准建立、南海基础地质研究等工作，还用于地理国情监测重大工程，获取了青海湖等湖泊水位变化。这一技术在测绘、海洋、交通和水利等多个行业具有广泛应用前景，可在自然资源水文要素监测、海洋动力环境立体监测等方面发挥重要作用。