时间：2023-03-20 16:19:39
序论：在您撰写海洋测绘论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：导航卫星；海洋测绘；应用
1 概述
我国具有岛屿多、海域广、海岸线长等特点。因此，做好海洋测绘工作，对于维护国家安全和开发海洋资源来说，意义重大，除此之外，海洋测绘工作还与海洋地质勘探、海洋工程、海上交通、管道敷设、开发海洋资源和海底电缆等相关工作息息相关。作者通过查找相关的资料和结合自身的工作经验，得知导航卫星在海洋测绘中发挥的作用不容忽视。
2 海洋测绘在GPS信号接收机
通过人造地球卫星来对点位进行测量，这种技术就是我们耳熟能详的卫星定位技术。在这种技术刚出来的时候，人造地球卫星只是一种空间上的观测目标，在地面测站实施摄影观测，就是我们平时常说的卫星三角测量技术。这种技术在一定程度上可以解决陆地海岛联测定位的问题，但是所消耗的人力、物力和时间比较大，而且定位的精度不高，难以对点位的地心坐标进行测量。所以，卫星多普勒定位很快就取代了卫星三角测量技术，取得了较大的进步，也导致卫星定位技术从初级阶段上升到高级阶段，实现了从空间观测目标到动态已知点卫星的转变。但是，有一点必须要明确的是，对子午卫星信号实施多普勒定位的时候，需要间隔的时间比较长，还要花上1-2天的时间来观测。在连续定位问题上没有得到解决，同时也没有实现厘米级的定位精度，所以，子午卫星导航系统的应用也受到了较大的约束。随着技术的发展，人类也追求全球性、全天时、全天候和更加高精度的导航和定位技术，GPS卫星全球定位系统也随之诞生。这也使导航与定位技术的发展进入到一个全新的阶段，其前景也相当可观。
在20世纪的90年代初期，当时的在轨GPS卫星数量不多，仅仅为15、16颗，但是，那时候GPS卫星导航定位技术就已经深受海洋测绘人员的偏好。中国南海GPS岛礁联测分队由国家海洋局、测绘局和地震局于1990成功建立起来，同年，乘坐“向阳红五号”前往中国南海，并开展GPS岛礁联测的工作；测量的范围涉及广州、曾母暗沙、三亚和黄岩岛，其面积多达200万平方千米。海域面积相当大，时间也长达52天，第一次通过3台WM-102GPS双频接收机工作，GPS的定位联测工作点设立在南海8个点位、陆地4个大地和南海上的5个岛礁，而此次站间距离最大也实现了808687.519m，在南海建立起一个精度较高的陆海大地测量控制网。
国家海洋局科技司于1991年4月提出，全面推进GPS卫星定位技术，将统一的陆海大地测量控制网建立在所有领海基点、岛屿测量大地测量控制点和基本验潮站中，总共包含有345个GPS测量定位点。这样做的主要目的就是为了能够将陆海大地测量控制网建立在我国专属经济区和大陆架中，并提高其测量的精度，从而为这些地区提供相关的基准数据。
中国测绘学会海洋专业委员会和大地测量专业委员会在1994年10月13～16日展开了相关的研讨会，对20世纪90年代初期的GPS技术研发成果进行了深入的交流。作者查阅了相关的资料，发现研讨会中的部分在期刊《海洋测绘》上，其期刊数为1994年第4期，包含了14名作者所发表的9篇关于GPS技术应用的论文。这些学者进一步推动了海洋测绘GPS技术的应用，随着其逐步完善和发展，在海面变化、海港工程、海洋渔业、海上地位等领域上都得到了广泛的应用。
3 导航卫星技术与海洋测绘技术分析
GPS/GLONASS技术在近几年来，发展比较稳定，北斗星导航定位系统计划于2020年实现全球性的覆盖；欧盟的伽利略全球卫星导航系统于2014年8月成功发射了卫星；印度也在积极进行IRNSS印度区域卫星系统的工作。将会有越来越多的导航卫星运行在天空中，方便海洋测绘人员工作的开展，也提高了海域定位的精度，海洋测绘的研究价值相当有意义。
3.1 导航卫星在海洋强国建设中的意义重大
我国具有的岛屿较大，而且岛屿面积大，岛屿岸线也比较长，除此之外，还拥有很多岛群，这些岛群也会发展成为我国核心的海岛综合经济带。再对《联合国海洋法公约》的规定进行分析，划分在中国管辖的海域面积为400万平方公里左右。海洋强国战略任务在《中国海洋21世纪议程》中首次被提出，主要解决海洋产业发展、海洋经济区域建设和海洋科技等问题之外，还需要处理国家海洋权益和利益的维护、海上力量建设的强化等。从中我们可以看出，要想真正落实海洋强国任务，海洋测绘工作是必不可少的，因为这是一项基础性和前期性的工作，而点位测定工作，则能够提供基准数据给海洋测绘，是一项超前性工作。飞行在天空中的导航卫星，能够将精度高、速度快的定位测量运用在广阔的海域上，并且实现动静结合。举个例子说，通过导航定位信号的载波相对测量数据解算，就能够实现厘米级的动态定位测量精度。所以，导航卫星对于实施海洋强国建设及其战略的意义来说，是不容忽视的。
3.2 海域测量领域在GNSS三频接收机影响下的前景相当明朗
GPS、GLONASS、Compass和伽利略全球卫星导航系统，都能够将3个导航定位信号向民间用户提供，有一点必须要注意的是，CLONASS的不断发展，可以提供8个CDMA信号，同时实现了GPS/Compass/Galileo良好的兼容性。开展定位测量工作时利用三个导航定位信号，主要有下面的几大意义：
第一，可以计算出排除电离层效应干预站星的距离，从而进一步促进用户点位精度和置信度的提升；第二，运用在军事领域上，可以为用户解算出实时点位坐标，这个坐标的精度和置信度更高，那么高速飞行兵器就有了更加良好的数据基础。第三，能够计算出更长的宽巷载波相位测量波长，这样能够增加航解算算法的速度，也有利于高动态用户可以获得精度更加高的实时点位坐标。
总而言之，利用三个卫星导航定位信号，在提高动态用户实时点位精度方面表现得相当出色，也将定位测量与广阔海域的导航卫星紧密结合在一起。
3.3 GNSS导航卫星能够为航7维状态参数和3维姿态参数提供更加准确的精度
相对于水面测量船测量来说，机载激光测深所耗用的费用仅仅为其1/6。可见，机载激光测深系统的成本低而且效率高，能够精密又快速地对海底地形进行测绘，是一项先进的设备，在今后的发展也会得到重视，成为我国现代化海事测绘保障体系建设的一项重点工程。
在采用机载激光测探的时候，一个必须具备的系统就是机载GNSS信号接收机，主要测定飞机在航3维姿态参数，将基准数据提供给控制机载激光作业的平台，确保其稳定性，从而更加稳定地接收激光回波；还能够将时间同步源提供给机载激光测探等子系统，确保不同子系统之间的协同性；对飞机在航7维状态参数进行测定，可以更好地引导飞机在昼夜作业。飞行在天空中的导航卫星和三个民用导航定位信号，确保了机载激光测深系统的精确性，促进了机载激光测深事业的发展。
4 结束语
对于海洋测绘作为一项超前期基础性建设工作，其作用能够确保我国海洋国土的完整性，有利于海洋资源的开发和利用，导航卫星能够解决很多海洋工程项目问题，并为其提供快而准的定位数据，随着我国导航卫星与海洋测绘技术的不断发展，在导航卫星在轨飞行影响下，海洋测绘事业将会发展得更加兴旺。
参考文献
英文名称：Acta Geodaetica et Cartographica Sinica
主管单位：中国科学技术协会
主办单位：中国测绘学会
出版周期：双月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：
国内刊号：
邮发代号：
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1957
期刊收录：
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
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八、图表要求：表格：将表名置于表上方居中；图：将图名置于图下方居中。表、图内文字统一用楷体。
一、适用范围
本条件适用于测绘专业各分支专业，即大地测量、摄影测量与遥感、工程测量（含矿山测量、水利测量等）、地形测量、海洋测绘、地籍测绘、房产测绘、地质测绘、地图制图与地图制印、地理信息工程专业中从事科学研究、技术设计、技术生产及测绘仪器设备维修、质量检查监督、技术管理、技术开发、科技信息等工作的工程技术人员。
二、政治思想条件
遵守国家法律和法规，有良好的职业道德和敬业精神。任现职期间，年度考核合格以上。
三、学历、资历条件
获博士学位后，从事本专业技术工作，取得工程师资格2年以上。或大学本科毕业以上学历，从事本专业技术工作，取得工程师资格5年以上。
四、外语、计算机条件
（一）较熟练掌握一门外语，参加全国职称外语统一考试，成绩符合规定要求。
（二）较熟练掌握计算机应用技术，参加全国或全省职称计算机考试，成绩符合规定要求。
五、专业技术工作经历（能力）条件
取得工程师资格后，具备下列条件之一：
（一）省（部）级测绘科技项目、工程项目的主要参加者。
（二）主持完成市（厅）级测绘科技项目、工程项目两项以上。
（三）主持技术推广项目，采用新技术、新材料、新工艺或开发新产品两项以上或主要参加三项以上。
（四）编制和审核大中型测绘项目综合技术设计两项以上或单项设计书四项以上，并组织或主持完成大型测绘工程项目或生产项目一项以上。
（五）主持完成三项以上大中型测绘工程项目的质量检查，编写相应的技术报告。
（六）编辑设计或编审大型普通地图集或专题图集，并已出版。
（七）承担完成三种类型10台以上测绘仪器维修或检测鉴定任务，并能独立解决其重大技术难题。
（八）承担完成重大测绘仪器的研制、改装或精密仪器安装调试工作。
（九）主要参加基础地理信息系统的建设及技术推广，完成数字化制图或编辑入库等项目工作。
六、业绩成果条件
取得工程师资格后，具备下列条件之一：
（一）国家、省（部）级测绘科技成果获奖项目的主要完成人、或市（厅）级测绘科技进步一、二等奖获奖项目的主要完成人。（以奖励证书为准）
（二）主持或组织完成的项目成果获得市（厅）级优秀成果奖、优秀图书奖一等奖以上。（以奖励证书为准）
（三）主持完成大型测绘项目，经省级业务主管部门审定，其项目设计水平先进、质量优良，产生显著的效益。
（四）主持开发、推广的科技成果两项以上，取得明显的经济效益。
七、论文、著作条件
取得工程师资格后，公开发表、出版本专业有较高水平的论文（第一作者）、著作（主要编著译者），撰写有较高价值的专项技术分析报告，具备下列条件之一：
（一）出版本专业著作1部。
（二）在省级以上专业学术期刊2篇以上。
（三）在国际或全国学术会议宣读或交流论文2篇以上。
（四）为解决复杂技术问题撰写有较高水平的技术报告2篇以上或重大项目的立项研究（论证）报告2篇以上。
八、破格条件
为不拘一格选拔人才，对确有突出贡献者，并取得工程师资格2年以上，具备下列条件中的两条，可破格申报：
1、获国家级发明奖、自然科学奖、科技进步奖项的主要完成人；或省（部）级自然科学奖、科技进步奖二等奖一项或三等奖二项以上，获奖项目的主要完成人。（以奖励证书为准）
2、在推广新新技、新工艺和科技成果转化等方面取得了重大经济社会效益，处于本行业领先水平，并被省（部）级授予优秀科技工作者荣誉称号。
3、担任大、中型工程项目中的技术负责人，完成大型工程一项或中型工程二项以上，取得显著的经济效益，并通过省级权威部门鉴定，填补了省内外技术领域空白。
4、在国家级学术刊物上发表有价值的学术论文3篇、省级5篇以上，或正式出版专著1部（独著10万字以上，合著20万字以上）。
九、附则
1、凡冠有“以上”的，均含本级（或本数量）。
关键词：计算机；编程；学习兴趣
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）34-8262-02
1 概述
当前，电脑在大学生中普及率非常高，但学生对电脑的利用情况并不乐观。互联统计大学平均每天利用电脑的时间分配显示：男生中打游戏比例最高、其次是聊天，利用电脑进行知识学习的约有25%，女生聊天的时间最多，其次是听音乐、看电视电影等，利用电脑进行知识学习的时间约有35%。大学生的首要任务是学习，大学生对电脑的利用时间应该超过50%在学习方面，才是较好的情况。从统计情况来看，当前大学生电脑的利用情况不容乐观。
从另外一个角度来讲，这种情况说明当前大学生对电脑的使用有一定的基础，大学生也比较喜欢电脑、比较认可电脑。如果指导大学生利用电脑进行专业学习应该是存在可行性的，如果指导内容事关就业，那么大学生的兴趣可以进一步提高。
海洋测绘专业学生毕业就业的招聘信息内容与计算机相关的较多，说明海洋测绘专业毕业生应该多利用电脑学习点知识，在学习过程中充分利用电脑，面向就业的学习更多知识。
大学课堂教学改革在不断摸索中，其中面向就业的教学探索也比较多。结合海洋测绘专业课堂教学实践，探索面向就业的教学内容穿插，推动教学，提高学习的兴趣，促进就业。教学的最终目的是让学生掌握更多的知识。
2 教学中举措
课堂中讲到了很多知识，用到的软件都是学生曾经学过的，也都是学生计算机上能够实现的。但是在《工程测量》中知识将会新用，即新的应用，又可达到“温故而知新”，学而时习之，不亦说乎”的目标。工程测量不只需要放样，同时还需要数据助理，求解放样数据，这也是最关键的部分。基于这些原因采取了以下举措。
Excel 是微软办公套装软件广泛地应用于管理、统计财经、金融、行业数据处理图标制作等众多领域。在工程测量的数据处理中，excel软件是经常被用到制作图表的，非常实用方便。学生将来工作中也会用到，或者将来读研撰写科研论文时，也可以利用Excel进行画图。
Matlab和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。Matlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
在《工程测量》中，经常会遇到拟合各种曲线、曲面的问题。例如，天文台并址过程中，需要拟合圆心坐标；在隧道建设中，需要通过拟合圆柱面，来控制盾构机的施工导向。这些都可以采用Matlab进行模拟计算。
在解决拟合圆并求解圆心的问题时，首先讲解模型，然后根据模型，一行一行的代码书写，限于文章篇幅，代码省去。中间穿插Matlab的基础知识，比如矩阵的各种技巧，讲解循环控制语句等。最终达到学生掌握Matlab，可以应用到以后的毕业设计中，工作中，读研中。
例如讲到工程测量第5章断面图绘制、第7章变形观测数据整理、成果表达时都要面对一系列的数据，通过使用Excel可以绘制断面图，直观表达地形的起伏状况。另外，可以将变形观测数据整理成报表，很容易找到建筑物变形量累积的关键时间节点；如果使用Excel表格的绘图功能，则可以很容易生成变形图表，直观表达建筑变形随时间的变化情况。下一组渔船的轨迹坐标，通过Excel绘制轨迹图，如图1所示，方便快捷，容易掌握。
其他应用还有利用Excel、Matlab绘制断面图；利用C#语言进行坐标转换，实现高斯投影的正反算。
3 课程设计
教学中认真做好教学设计也很重要。首先会在第一次授课中，讲一些课程的相关的考勤、考核方式、答疑等，同时为了后面做准备，请同学在课下安装matlab、visual studio开发工具等软件，方面以后的课程讲授使用。
做好案例的准备工作，讲解案例的应用意义，应用的地方。以文字图片、录像等方式来解释；然后准备相关数据，通过模拟数据，或者通过其它途径获得数据，模拟数据学生可以参与测量采集。最后是讲解过程，讲解原理、讲解模型、讲解代码的书写，最后是执行。布置作业，达到强化训练的目的。
4 实施效果
课程教学中，这些方法都得到了学生的认可。丰富了教学手段，丰富了课堂内容，学生的积极性被调动起来，课堂的教学质量提高很多。目前已经实施两届学生，效果较明显，每一届都有多个学生对编程产生浓厚的兴趣。一个同学在实习阶段运用编程解决了工作中的一些问题，从而得到了公司认可，最后成功入职，还有一个同学目前正在一家IT公司从事专业领域的研发任务，并表现出很大的热情。他们都是课堂中，产生的浓厚兴趣。编程和自己专业背景相结合，可以对就业产生积极的影响。大家在找工作的时候，简历中编程的能力也可以成为亮点。
5 总结
通过这些教学手段，很多同学都掌握一些实用工具；并通过这些工具学习，增加学习兴趣，同时也达到温故而知新的效果。同时掌握编程，有利于就业。今后的将围绕着教学内容不断丰富知识点，实用工具则紧紧围绕Matlab和C#编程语言，为学生打造生动课堂内容，面向就业的课堂内容。需要注意的是课程的核心内容是不能改变，教学结束时，达到教学大纲的要求。
参考文献：
[1] 陆国栋.于大学教学中若干要素的思考[J].中国大学教学，2009（11）：11-13.
[2] 谢远成，李友瑾.利用Microsoft Excel 解决工程测量数据处理的分析与探讨[J].中国市政工程，2003（4） ： 62-64，73.
关键词：导航 海底地形 数据标准
1 三维地形数据发展现状
1.1 美国SRTM 90米分辨率原始高程数据
由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量。2000年2月，美国发射的“奋进”号航天飞机上搭载SRTM系统，共计进行了222小时23分钟的数据采集，获取北纬60。至南纬60。之间总面积超过1.19亿平方公里的雷达影像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。SRTM系统获取的雷达影像的数据量约9.8万亿字节，经过两年多的数据处理，制成了数字地形高程模型（DEM），即现在的SRTM地形产品数据。此数据产品2003年开始公开，经历多次修订，目前的数据修订版本为V4.1版本。SRTM地形数据按精度可以分为SRTM1和SRTM3，对应的分辨率精度为30米和90米数据（目前公开数据为90米分辨率的数据）。SRTM的数据组织方式为：每5度经纬度方格划分一个文件，共分为24行（-60至60度）和72列（-180至180度）。
1.2 日本GDEM高程数据
2009年6月，日本经济产业省（METI）美国航天局（NASA）与共同推出了最新的地球电子地形数据ASTER GDEM（先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型），该数据是根据NASA的新一代对地观测卫星TERRA的详尽观测结果制作完成的。这一全新地球数字高程模型包含了先进星载热发射和反辐射计（ASTER）搜集的130万个立体图像。ASTER测绘数据覆盖范围为北纬83°到南纬83°之间的所有陆地区域，比以往任何地形图都要广得多，达到了地球陆地表面的99%。ASTER GDEM数据是世界上迄今为止可为用户提供的最完整的全球数字高程数据，它填补了航天飞机测绘数据中的许多空白。NASA目前正在对ASTER GDEM、SRTM两种数据和其他数据进行综合，以产生更为准确和完备的全球地形图。
1.3国家测绘局
“中国空间信息网”（）网站上提供了下列空间数据产品：地形数据库、地名数据库、数字栅格地图数据库、数字正射影像数据库、数字高程模型（DEM）、重力数据库、大地数据库。数字高程模型（DEM）产品按比例尺分为：1：100万、1：25万、1：5万、1：1万。1：100万数字高程模型利用1万多幅1：5万和1：10万地形图，按照28".125X18".750（经差X纬差）的格网间隔，采集格网交叉点的高程值，经过编辑处理，以1：50万图幅为单位入库。原始数据的高程允许最大误差为10-20米。全国1：100万数字高程模型的总点数为2500万点。1：25万数字高程模型的格网间隔为100mX100m和3″×3″两种。陆地和岛屿上格网值代表地面高程，海洋区域格网值代表水深。另外，国家测绘局于1999年安排生产了七大江河区域范围的1：1万数字高程模型，其格网尺寸为12.5m X 12.5m。已完成13781幅，数据量达24GB。
1.4 中国科学院
中科院“国际科学数据服务平台”提供以下DEM数据产品：中国30米分辨率数字高程数据产品、中国30米分辨率坡度数据产品、中国90米分辨率数字高程数据产品、中国90米分辨率坡度数据产品、中国90米分辨率坡位数据产品、中国90米分辨率坡向数据产品。其中，中国30米分辨率数字高程数据产品利用ASTER GDEM第一版本的数据进行加工得来，是覆盖整个中国区域的空间分辨率为30米的数字高程数据产品。
2 现有二维电子海图标准不足
IHO特别出版物S-57是IHO数字海道测量数据传输标准。它主要目的是为不同海道测量组织之间交换数据、向航海设备生产厂商、航海者和其他用户数据用。S-57在1992年5月被第十四届国际海道测量大会正式批准为IHO的官方标准。它的确保了各类海道测量数据的转换具有统一和规范的格式。但是，在近几年的推广使用过程中，人们发现S-57标准存在很大限制，如标准维护缺乏弹性、不支持栅格、图像数据和时变数据格式等。现在的S-57 3.1版本已经“冻结”，换句话说，即标准内容已不再改变。这更难满足随时变化、日益增长的海洋测绘和航海保障的需求。
以S-57标准为基础的二维电子海图在航海领域已得到了广泛的应用，然而它与其他的二维海图一样，本质上都是基于抽象符号的系统，不能直观还原自然界的真实面貌且易形成抽象多义化，给使用者的辨识和符号意义还原带来困难。另外随着应用的逐步深入，三维高程、水下海岸等信息越来越重要，迫切需要真三维这种表现方式的出现。目前二维电子海图导航技术也一直在采取各种措施来弥补二维固有的缺陷，例如对于航标、重要建筑物、关键地形，通过提供图片链接，使驾驶员得到相应物标的直观图像信息，利用各种动画图片来表征灯标的灯质等，但这些手段是远远不够的，我们需要建立真三维的航行环境，为二维平台引入三维这一直观、形象辅助手段，进一步提高船舶航行的安全性。ECDIS系统作为地理信息系统在航海领域的特殊应用，结合陆上地理信息系统的发展趋势，我们可以预测三维电子海图导航技术将成为电子海图技术的重要发展方向之一。
另外，ENC数据单元的数据大小不超过5兆，因此，海事测绘的图幅ENC数据在原始测量数据的基础上进行了大规模的抽稀和压缩，这样原始测量获取的高密度多波束水深点数据未得到有效的应用，造成了这些数据资源的浪费。未来若不同密度的海底数字地面高程模型数据，则可以充分发挥测量数据的效益，满足不同用户的不同需求。
当前，S-100系列标准是IHO正致力于重点发展的海道测量最新标准，它将支持多种数据格式，如图像和栅格数据、3D、随时间变化的数据 （X， Y， Z和时间），以及超出传统海道测量范围的新应用，例如，高密度水深、海底分类和海洋地理信息系统。它也将能够使用获取、处理、分析，访问和提交数据这些基于Web的服务。重要的是要认识到S-100不是一个S-57标准的修订版本。S-100是一个新的标准，其中包括更多的内容并支持新的数据传输格式。它将成为新的可界定的最广泛的各种应用和利用的水文数据基础标准。S-100将按照IHO网站上的ISO合格注册进行汇编和管理，并将成为地理信息ISO 19100系列标准的一部分—目前，有超过40个标准列入ISO 19100系列。这些已经包括国际标准（包括已实施的和草案）的时空架构、数据、图像和栅格数据、资料、描述和编码。
在S-100的第8 部分“影像和栅格数据”中定义“影像”为一种特殊类型的栅格数据结构。并指出：海道水深就其性质而言是一组测量数据点。这些数据点可以采用不同方式的格网结构进行表示，包括使用一个规则格网间距的高程模型，以及用单元大小可变的不规则格网。它们也可以用不规则三角网或者点集表示。
3 数字三维海底地形模型产品标准研究
虽然，目前S-100对三维数据交换标准的规定还不是十分细化，但是S-100的基本原则就是要与S9001等通用测绘标准相一致，网格时变数据在S-100的标准中明确表示将支持NetCDF格式，可以预期的是在未来S-100标准框架下，NetCDF一定是其中重要的标准格式。基于以上提出问题，本文研究在现行S-57电子海图数据标准的基础上参考新版海道测量数据地理空间标准S-100中的数据模型，定义了海事测绘三维航道数据的交换标准，同时参考目前成熟的三维GIS建模技术及三维场景重建和可视化技术提出了三维航道模型的建立与实现的关键技术。
3.1 NetCDF标准的介绍
NetCDF（network Common Data Form）网络通用数据格式是由美国大学大气研究协会的Unidata项目科学家针对科学数据的特点开发的，是一种面向数组型并适于网络共享的数据的描述和编码标准。利用NetCDF可以对网格数据进行高效地存储、管理、获取和分发等操作。NetCDF文件开始的目的是用于存储气象科学中的数据，现在已经成为许多数据采集软件的生成文件的格式。NetCDF提供一组针对阵列数据访问的接口，一个可自由分发的数据访问库（包），支持C、Fortran、C++、Java、R以及其他的一些语言。NetCDF数据具有下列特性：自我描述、可携带和可移动性、可伸缩性、可追加性、可共享性、可存档行。由于NetCDF是一种灵活的、自描述的，并能表达大量数组数据的格式，因此NetCDF在地球、海洋、大气科学中得到了广泛的应用，许多国家的组织和科学机构都采用NetCDF作为一个表示科学数据的标准方式。例如，NCEP（美国国家环境预报中心）的再分析资料，NOAA的CDC（气候数据中心）的海洋与大气综合数据集（COADS）均采用NetCDF作为标准。
支持NetCDF的软件和系统有许多，除了ArcGIS，还有Matlab、Ferret、GrADS、PanoplyWin等。
3.2 数字三维海底地形模型产品标准
不同于现有的陆地数字地形模型采用纯二进制或文本文件的表示方法，本文提出的数字三维海底地形模型采用NetCDF作为数据存取的手段，这样保证格式具有足够的开放性，能够被现有大量的软件支持，同时适应S-100未来的发展。数字三维海底地形模型产品的数据来源主要有两大方面：一是原始测量产生的多波束、单波束水深数据，二是制作完成的电子海图ENC数据。与数字海图类似，海底地形数字模型产品也是海道测绘测绘数字化保障的一个产品形式，可用于海底电缆、管道等海上工程、海洋石油、海上交通运输、海洋环境保护、海上航行安全等海洋综合开发、利用和管理。它按照固定大小的格网间隔，表示了海底地形的深度。
3.3 元数据设计
元数据是描述数据的数据。数字三维海底地形模型产品的元数据需要包含以下信息：数据标准名称、数据标准版本、数据制作方、数据测量日期和时间、数据制作日期和时间、数据集名称、平面精度、深度精度、接边精度、等效比例尺分母、数据范围、采样间隔、平面坐标参照系、垂向坐标参照系、插值方法、维度、坐标轴名称、起始点位置、网格行数、网格列数、坐标单位。
网格值矩阵
一定海区内规则格网点的平面坐标与深度的数据集合。格网的遍历顺序按照ISO 19123附录C中定义的方式进行。可采用的遍历方式有：线性扫描（Linear Scan）；莫顿顺序（Morton Order）。下图表示了格网的线性扫描遍历以及一个莫顿顺序的遍历。莫顿排序容易适应不规则形状的格网以及格网大小可变的格网。莫顿顺序对应于一个二维的四叉树，并且可以扩展为更高维的。莫顿遍历顺序可以处理大小可变的单元。曼顿顺序是从左到右，从底到上，逐个单元、不考虑单元大小地遍历。它先增加X坐标，然后是Y坐标。这也可以扩展到多维的情况，先增加X坐标，然后Y坐标，再然后Z坐标，以此类推到更多的维度。
4 数据转换和试验系统
建立DEM的方法有多种。从数据源及采集方式讲有：直接从地面测量，例如用GPS、全站仪、野外测量等，从现有海图上采集、内插生成DEM等方法。DEM内插方法很多，主要有分块内插、部分内插和单点移面内插等几种。目前常用的算法是通过等深线和水深点建立不规则的三角网（TIN）。然后在TIN基础上通过线性和双线性内插建DEM。主要的离散点网格生成算法应该有：移动平均插值法、距离平方倒数加权法、趋势面拟合技术、样条函数插值法、克立金法插值法。
本原型系统采用西戈公司的cgGlobe三维地理信息&虚拟现实软件平台作为底层三维开发支撑平台，用Microsoft Visual C++开发工具实现航道数据NetCDF 格式数据的访问接口，选用微软的WPF技术作为整个软件呈现界面功能。三维航道数据主要来源于多波束水下测量形成的水深文件和ENC电子海图中提取的水深数据等，本原形系统将这些不同种类的水深数据统一以三维航道数据交换标准（草案）中的网格覆盖数据标准的NetCDF数据格式。各类原始水深数据经提取后可以比较容易的生成XYZ格式的水深数据文件，再将其转换为符合三维航道数据交换标准中的网格覆盖数据标准的NetCDF数据格式，由NetCDF数据读取模块接入cgGlobe三维GIS平台，完成数据交换流程。
本系统采用经企业应用程序经典的三层结构，从下至上分别为：数据层、逻辑业务层和呈现层。分层设计通过把不同的逻辑封装在不同的软件开发层次上，来实现逻辑意义上的层次结构。逻辑上实现软件功能的封装性和相对独立性。数据层主要包括三维航道数据和其他GIS相关基础数据，为业务逻辑层提供数据支持，业务逻辑层则实现三维航道的数据的组织、三维建模、渲染和各查询功能接口，呈现层则将接受用户的输入并在三维渲染画面上叠加显示各查询结果信息。
5 结束语
下一步，将对标准继续完善，优化数据转换软件，开发数据质量检测软件，争取尽早纳入海事测绘产品体系。另外，将研究内容扩展到航标、地面建筑等其他目标的三维建模标准、数据生成算法、场景显示调度等方面，形成整个海洋的真实化三维场景，并开展相关的应用研究，争取尽早实现全要素的船舶三维导航的海洋环境数据生产、质检、、应用的全套体系。
参考文献
[1]袁洪满.论导航发展规律与发展趋势.天津航海.1982，第一期.
[2]梅雄，钟成雄，电子海图显示与信息系统简介.中国航海学会内河海事委员会2006会议论文集，2006
[3]李军，滕惠忠.海底三维可视化技术及应用[J].海洋测绘，2004，24（4）
[4]胡清华等.利用MB-System软件进行多波束测深数据处理的研究[J].海洋测绘，2006（5）
老实、稳重、逻辑清晰、做事认真……
这是王华强给人的第一印象，经常漂泊在海上，他的皮肤晒得黝黑，但掩盖不住脸上的自豪，这是一种海测人独有的自豪。在南海航海保障中心广州海事测绘中心（简称“测绘中心”）这个中国海测行业发源地的技术岗位上，他一待就是八年，由一个技术员做到高级设备工程师，王华强有足够的理由骄傲，但他却没有，反而选择了一条让自己时刻绷紧神经的路。
大音希声，大象无形。海测工作需要严谨再严谨，完成任务必须次次都精益求精，王华强满怀一颗“匠心”开创了属于自己的一番海测事业，在工作中一步一个脚印，在专业技术上不断突破，在理论基础上不断总结创新。2008年进入海测大队以来，他先后出色完成了马航MH370失联客机搜救、珠江口沉船应急扫测等任务，并参与港珠澳大桥建设测绘保障任务，主持或参与南海海区多个重点工程项目测绘保障，斩获中国航海学会优秀测绘工程铜奖一个，中国航海学会优秀论文二等奖两次，三等奖一次，还为测绘中心引入GDCORS系统，大大提高了一线测量人员的工作效率。
初探测绘，“门外汉”式的新兵
1983年出生的王华强已过而立之年，稚嫩褪去，处事老练。2000年至2008年期间，他本科和研究生在南京大学地理与海洋学院就读，分别学习地理科学和海洋地质专业。海事测绘作为航运的保障服务部门，公众对其认知度并不高，当初王华强也并没想过自己会进入这个行业。据了解，海事测绘是通过开展海道测量，编绘出版各类航海图书，提供与船舶航行密切相关的海岸地形、海底地貌、水文气象、助航设施、航行障碍物等各种地理信息和航海信息，为海上运输安全和航运经济发展提供安全保障。没入职前，王华强对海事测绘有一定了解，但是并不熟悉，命运仿佛早已安排好，他工作的第一个八年，将由一个测绘“门外汉”，摇身一变成为这个领域的高级设备工程师。
据了解，目前我国有广东、天津、上海三个海事测绘中心，其中位于广州海珠区仑头村的广东海事局仑头基地于1955年成立，承担着华南沿海广东、广西、海南三省（区）航行图的周期性测量及相应160多幅海图数据处理工作，同时开展疏浚测量、扫海测量、海上定位、专题图制作等航海保障服务。2008年7月毕业后，王华强加入南海航海保障中心广州海事测绘中心，先后在测量四分队、三分队担任技术员，随后担任技术装备科高级设备工程师。在这支华南地区规模最大、实力最强的海洋测绘队伍中锻炼，为王华强的海事测绘生涯打下了坚实的基础，并提供了广阔的发展空间。
入职初期，王华强由基础测绘学起，恰逢2009年1月份，港珠澳大桥筹备建设，需要做一些前期勘探性质作业，王华强被派遣到这个项目协助工作。“我对海洋地质方面比较了解，做完这个项目后，为我今后的工作打下了坚实的基础。”据了解，港珠澳大桥桥区水域水下结构物扫测是一个大型专项服务项目。当时由15人组成的团队前后耗时40多天，测量面积达35.58平方公里。
大桥如何才能在海上搭建起来屹立不倒？这是一门技术活！说起这个问题，王华强滔滔不绝，他介绍，大桥桥墩只有打到海底的岩石层才会稳，所以当时他和团队主要的工作就是探测整个港珠澳大桥桥桩的最佳位置，由香港到珠海沿线35.58平方公里的水域全部都是做地质勘探，期间还要摸清楚海底有无淤埋的沉船、光缆、管道、锚、炸弹等，以免因施工时情况不清造成损失。“探测完成后，我们要告诉施工方，什么地方有危险物，什么地方有过海电缆，什么地方地层比较危险，这份资料的提出，也提高了我们单位在地球物理勘探行业内的影响力，算是一种业务的突破。”
匠心独运，技术创新的尖兵
海测是一门大事业，耐心、严谨、精益求精，工匠精神仿佛是海测人与生俱来的，这种精神在王华强身上也体现得淋漓尽致。王华强主要负责测绘中心海事测绘技术方面的工作，包括多波束、单波束、测流、水下机器人、水下声学摄像、海底底质分类、海底物理勘探等。除了要熟悉日常的设备仪器使用方法、并用通俗易懂的方法教会单位基层技术员外，为进一步掌握设备的核心技术，他还经常要下大工夫、花大精力去研究设备，并与制作设备的国外厂家的技术人员进行交流学习。
