海洋工程测量通用规范 -海洋测量的原理

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一、引言

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海洋测绘作为研究与海洋和陆地水域有关的地理空间信息采集、处理、表示、管理和应用的科学与技术，具有国际性、全局性和基础性等特征，不仅为船只安全航行和军事行动提供保障，也为开展地球形状、海底地质构造和海洋环境等科学研究，以及开展海洋资源开发和实施海洋工程建设等提供基础资料。因此，海洋经济建设、国防建设、海洋权益维护、科学研究等都离不开海洋测绘成果的支持和保障。海洋测绘所获取的地理环境信息是国家的基础性、战略性资源，必须以高可靠性、高时效性为前提。为了统筹规划海洋测绘活动，规范海洋测绘的实施，保证海洋测绘成果的质量，便于海洋测绘成果共享，必须重视海洋测绘的标准化工作。海洋测绘标准化工作涉及海洋测绘活动的方方面面，而其中的海洋测绘标准体系则涵盖了信息获取设备、信息获取活动及信息处理、检验与测试、成果与服务以及项目管理等内容。开展海洋测绘标准体系研究，旨在紧密围绕海洋测绘信息获取、数据处理、质量控制、测绘产品生产等业务需求，对海洋测绘标准的制修订进行顶层设计和全盘策划，研究建立海洋测绘标准体系，合理界定海洋测绘标准化的对象与适用范围，规定标准的名称、宜定级别等，促进海洋测绘技术的发展和成果转化，指导海洋测绘标准制修订工作的开展，规范工作程序，满足我国海洋测绘事业对标准化建设的应用需求。

海洋测绘标准体系是海洋测绘系列标准的标准，海洋测绘标准体系的制订能够保证海洋测绘各类标准按其内在联系成为科学的有机整体。通过研究、建立该标准体系，将构建我国海洋测绘标准发展框架，确定海洋测绘信息获取与处理标准、海洋测绘仪器检验与测试标准、海洋测绘成果与服务标准、海洋测绘管理标准等方面工作内容，为海洋测绘标准工作提供基础性技术支持，指导今后一段时期内海洋测绘标准制修订工作，更有助于海洋测绘工作的科学、规范、有序开展。

海洋测绘活动的主体空间是海洋、主要内容是测绘、基准框架是测绘，因此，海洋测绘作为测绘学的分支、作为海洋领域里的测绘活动，其活动的空间、获取的信息和使用的仪器设备等与海洋调查有着很强的一致性、与陆地上的测绘活动有着极强的传承性，但是海洋测绘在目的、要求等方面与海洋调查也存在一定差异。国内相关领域的标准体系目前已有《测绘标准体系》和《海洋调查标准体系》，这些标准体系都从标准体系结构、标准明细表等方面进行了设计和规定，为相关领域的工作提供了基础性技术支持，指导着测绘或海洋调查标准的制修订工作。

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国内相关领域的许多研究人员对标准体系的建立进行了深入的研究。尤其在测绘标准体系、水运工程标准体系、地理信息标准体系等方面，这些研究成果对于海洋测绘标准体系的构建具有重要的借鉴作用。

二、海洋测绘标准现状

海洋测绘是测定和描述海洋、江河、湖泊和沿岸地带自然地理要素和人工设施的形状、大小、位置及其属性的理论和技术。主要是用专业的仪器设备，获取海洋地理空间要素（主要包括海底地形地貌、海底底质、海洋重力、海洋磁力、航行障碍物、助航物、潮汐潮流等）资料，揭示并阐明其时空分布和变化规律，描述其空间形态和属性，开发海洋测绘保障产品。海洋测绘的作业流程涵盖技术设计、仪器检定、野外测量、数据处理、产品生产、质量评定、服务保障等全过程。

在标准建设方面，新中国成立70年来，经过几代海洋测绘人的不懈努力，海洋测绘标准建设从无到有，从直接引进转化到自行研究制定，从相对零散到比较配套完备。目前，我国已经建立了较完善的海洋测绘标准体系，发布实施了《海道测量规范》《中国海图图式》《中国航海图编绘规范》等系列国家标准、《海洋重力测量规范》《军用海图编绘规范》等国家军用标准、《海洋水深测量成果质量评定》《海洋控制测量成果质量评定》《海洋重力测量成果质量评定》等专业军用测绘标准。为确保海洋测绘成果的质量，我国业务主管部门早在20世纪60年代就组织制订了相关的海洋测绘手册，70年代中期制订“暂行规范”，90年代将相关的海洋测绘标准（《海道测量规范》《中国海图图式》《中国航海图编绘规范》等）上升为国家标准，形成了较为完整的海洋测绘标准体系。为适应20世纪末期海洋测绘新技术和新方法不断涌现、交叉学科发展的需要，针对出现的很多各类标准和内部规定的情况，为了统筹海洋测绘标准规范的制定，2003年原总参测绘局颁布实施了专业军用测绘标准CHB 1.4-2003《海洋测绘标准体系表》，系统梳理和规划了海洋测绘标准体系，形成了包括4类共186个标准的海洋测绘标准体系表，成为编制海洋测绘标准规划和标准制定的顶层文件。在海洋测绘标准的编制方面起到了积极的作用，较好适应了不同历史时期我国海洋测绘事业发展的需要。

现行的CHB 1.4-2003《海洋测绘标准体系表》是2003年颁布实施的专业军用测绘标准，该标准制订了海洋测绘所需技术标准的体系结构、标准名称和宜定级别等，对当时海洋测绘标准的制修订起到了积极的指导作用。自2003年以来，海洋测绘技术发生了巨大变化，有些标准已经过时，有些新的标准急需制订。一些急需的标准并未被列入该《海洋测绘标准体系表》，其指导作用明显下降。另外，海洋测绘作为国家测绘标准体系的重要组成部分，虽然《测绘标准体系》涉及了海洋测绘的一些标准，但毕竟颗粒度较粗，包含的海洋测绘领域的标准数量有限。为了更好地适应海洋测绘技术标准的发展，制订新的海洋测绘标准体系，急需开展这方面的研究。

海洋测绘标准体系建设虽然取得了长足进步，但与新时代海洋测绘的使命任务相比，还存在很多不足。主要表现在：①由于未能成立国家海洋测绘标准化技术委员会，因而难以在更高层次上统筹、规划和指导海洋测绘标准化活动。②海洋测绘法规建设方面仍存在“空白地带”，无法实现与国家、军队颁布的测绘法规配套衔接，造成了国家和军队赋予海军的主管国家海洋基础测绘的法律地位难以有效落实。③标准体系不够完备，标准的制修订工作滞后，影响了对海洋测绘活动的规范指导作用。④国际标准化活动参与度不高，对国际海洋测绘标准化工作动态研究不够。

三、海洋测绘标准体系需求分析

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随着我国海洋强国战略的实施，关心海洋、认识海洋、经略海洋活动对海洋测绘的需求急速增加，对海洋测绘获得的基础测绘数据资料的要求不断提高；海洋测绘技术和研究方法迅猛发展，摄影测量与遥感、无验潮水深测量、一体化制图等技术被广泛应用于现代海洋测绘；无人机和无人船智能测量、航空重力测量、航空磁力测量等技术逐渐引入到海洋测绘作业中；海洋测绘的要素、需求也发生了较大变化，海洋测绘产品正趋向专业化、多元化和综合化。面对海洋测绘领域发生的一系列变化，一方面需要制订相应的标准以满足新出现的海洋测绘技术与方法、测绘要素、测绘产品的需求，同时为厘清海洋测绘标准之间的关系，在全面、完整前提下尽量避免交叉重复，保持海洋测绘标准的统一性和协调性，急需建立海洋测绘标准体系。

海洋测绘标准体系是信息化海洋测绘技术体系的重要组成部分。随着当代科技的快速发展，海洋测绘新理论、新技术、新应用不断涌现。海洋地理空间信息获取实时化立体化、数据处理自动化智能化、服务保障网络化多样化已成为信息化海洋测绘的新特征。海洋测绘原有的要素种类、作业方式、作业内容、成果形式、产品种类、服务模式等都发生了一定的变化。海洋测绘标准体系必须与技术的发展进步紧密结合，建立动态更新与维护机制，及时调整标准体系的结构和内容，才能适应海洋测绘发展的新形势和新要求。

⑴强化海洋测绘归口管理的需要

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海洋测绘是一项非常重要的基础性、先行性、战略性的工作，任何海上活动都离不开海洋测绘信息的保证和支持。随着我国海洋强国战略、一带一路倡议等一系列重大战略和重大项目的实施，对海洋测绘的需求更加旺盛。然而海洋测绘法规不健全，导致海洋测绘活动难以监管、质量难以控制、标准难以统一、资源难以整合和成果难以共享等问题，要求我们必须加快推进海洋测绘法规建设，形成与国家现行测绘法规配套衔接的海洋测绘法规体系，从国家层面强化海洋测绘的归口管理，推动海洋测绘军地共建共享、有序发展。

⑵新型海洋测绘作业技术体系构建的需要

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天、空、岸、海、潜五位一体的海洋测绘立体式多要素信息获取，以及基于数据库的一体化海图制图生产等多种新型海洋测绘作业技术体系基本形成，暴露出相关标准明显滞后的问题。同时，目前的海洋测绘标准还不能有效覆盖全部海洋测绘作业活动，不能有效覆盖不同的数据采集平台和测量装备类型，仍然局限于岸基和海基为主，对其他的手段虽然有所兼顾，但覆盖领域和覆盖深度仍然偏弱，这在一定程度上制约了新型海洋测绘作业技术体系的拓展应用，迫切需要研究制订与之配套的海洋测绘标准体系。

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⑶信息化海洋测绘技术发展的需要

信息化海洋测绘技术的发展，对海洋测绘标准体系提出了更高的要求。但如何进一步构建以海洋地理信息获取立体化、实时化，处理自动化、智能化，服务网络化、社会化为特征的信息化海洋测绘技术体系，实现海洋测绘的跨越式发展，对海洋测绘标准体系建设提出了十分迫切的要求。相比较之下，与海洋测绘相近的领域已建有体系科学、内容完备、时效性强的标准体系，如《测绘标准体系》和《海洋调查标准体系》。这两个标准体系在指导相关标准的编制和修订方面发挥着重要作用，分别促进了测绘和海洋调查领域的信息化发展。同理，海洋测绘标准体系的构建也必然要涵盖海洋测绘信息化建设的相关标准，以满足未来海洋测绘的信息化建设需要。

⑷融入国际海道测量标准体系的需要

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海洋测绘是国际化特征非常明显的领域，国际海道测量组织已经出台了一大批海道测量方面的相关标准，并将不断出台新标准和修订已有标准，形成了比较完备的国际海道测量标准体系。因此，一方面要求我们及时将其中成熟可用的国际标准引进转化为我国的海洋测绘标准；另一方面，要求我们必须积极参与国际海道测量标准尤其是事关我国国际竞争力的国际标准的研制修订工作，以提高我国在海洋测绘相关领域的国际标准化事务中的话语权。

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四、相关领域标准体系分析

⒈测绘标准体系

为指导和统筹测绘标准的制定、修订工作，加强测绘标准的计划与管理，进一步提高测绘标准的系统性、协调性和适用性， 2017年原国家测绘地理信息局在已发布的《测绘标准体系框架》的基础上，结合测绘标准化的最新研究成果，经进一步的细化和完善，组织编制了结构化、系统化和可扩充的《测绘标准体系》（2017修订版）。它是目前和今后一段时间测绘国家标准、行业标准制定与修订的指导性文件，今后对测绘标准项目提案的提出与受理、立项审批及标准审查等，将主要依据该标准体系的内容和要求执行。

《测绘标准体系》（2017修订版）从信息化测绘技术的发展需求出发，以数字化测绘技术体系下标准的构成为主体，兼顾传统测绘技术对标准的现实需要，从信息流、测绘工程物理流程等多个视角对测绘标准的组成进行描述和构建。该标准体系共列入“定义与描述”、“获取与处理”、“检验与测试”、“成果与服务”、“管理”等5大类32小类标准，每一个小类中包含若干国家标准或行业标准，总计由约350余项标准构成，其中包括20余项海洋测绘领域的标准。5大类标准之间相互关联，各大类中的小类之间以及小类中的标准之间也相互关联、相互作用，从而构成一个覆盖整个测绘领域的测绘标准体系。

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该标准体系中共描述了5大类32小类标准，提出了各类标准的预计数量，并在各标准小类下，综合考虑当前的技术水平和对未来发展需求的预测，以标准化对象和各标准的主要内容与适用范围为主要依据，提出了具体标准的推荐名称，并根据《标准体系表编制原则和要求》（GB/T 13061-2009）对各标准大类、小类和具体标准进行了统一编号，其中所列标准的编号为该标准体系发布时已发布实施的标准的编号（含标准发布实施年代）；未列标准编号的标准为正在制定、修订的标准，或未来需要制定的标准。

体系中测绘标准的“相关标准”由与测绘和基础地理信息相关的地理信息标准、信息技术类、专业信息类、标准化管理类和质量管理类等基础性、通用性及专业技术标准构成，按国家相应的规定编制计划、审批、编号、发布、归口和管理，该体系仅描述了这部分标准的范围，不再列出具体的标准名称和标准编号。“工程测量”类标准，除国家标准外，由国民经济建设各部门根据其特殊需要制定的专业测绘技术标准构成，该标准体系也不再列出具体的标准名称和标准编号。

需要强调的是，《测绘标准体系》中所提出的标准分类、范围、标准数量、标准名称等，都是相对的、可扩充的和不断发展的，它将随着测绘与地理信息科学与技术、相关科学与技术的不断发展与广泛应用，以及测绘事业发展的需求和标准化研究成果的发展，不断地予以调整、补充和删减，并不断完善。

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⒉海洋调查标准体系

海洋调查是海洋经济、社会发展、环境保护与科学技术研究的基础，其快速发展对标准提出了新的需求。随着我国海洋强国战略的实施，海洋认知和开发活动对海洋调查的需求急速增加，对海洋调查获得的基础环境数据资料的要求不断提高；海洋调查技术和研究方法的迅猛发展，遥感卫星、无人机、海底地震调查系统（OBS）、自治无人潜器（AUV）、缆控水下机器人（ROV）、深海载人深潜器（HOV）、海底探测系统，新型水文气象观测采集系统、高精度自动化生化分析系统等被广泛应用于现代海洋调查；海洋调查的需求、要素也发生了变化，海洋调查产品也正向专业化、多元化和综合化方向发展。因此，一方面需要制订相应的标准以满足新出现的调查技术与方法、调查要素、调查产品的需求，同时为厘清调查标准之间的关系，在全面、完整前提下尽量避免交叉重复，保持调查标准的统一性和协调性，需建立海洋调查标准体系。

2018年, 自然资源部发布了《海洋调查标准体系》，并与包括11个分册的《海洋调查规范》（GB/T12763-2007），构成了我国海洋调查、观测和监测标准体系中最基础的技术标准，连同其他的海洋调查领域的行业标准一起，在规范调查活动过程和保证调查数据质量方面起到了重要作用。

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海洋调查标准体系是其纵向结构与横向结构的统一体。纵向结构代表标准体系的层次，横向结构代表标准体系的标准化对象领域。不同层次的标准互相制约、互相补充，构成一个有机整体。

海洋调查标准体系表分为3个层次。第一层次是海洋调查专业通用标准；第二层次是第一层次的下位类，即门类标准（二级目录），根据海洋调查工作的特点划分5个门类标准；第三层次为专业门类的下位类，按标准适用范围将门类再细分次级门类（三级目录）。

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根据标准的适用范围，该标准体系将海洋调查领域所需的标准安排在不同的层次上。为了尽量扩大标准的适用范围，标准尽可能地安排在较高的层次，确保标准在大范围内协调统一。具体做法是，大部分基础通用标准安排在第一层次，可使通用标准能在整个海洋调查领域内适用。其他标准根据其实际指导作用和适用范围，适当安排在第三层次。

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该标准体系以海洋调查相关法律、法规、规章和规范性文件为依据，以目前我国海洋科学技术的发展水平为基础，结合海洋调查工作的实际需要，列出了百余项标准明细，包括已批准发布的标准、作为计划项目正在制修订中的标准和今后需要研究制定的标准。按照标准预计包含的内容，初步给出了标准性质、标准级别和标准类别。

五、海洋测绘标准体系总体方案

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⒈标准体系编制原则

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编制海洋测绘标准体系遵循一下原则：

⑴标准体系和体系表的编制遵照内容全面、结构系统、层次恰当、划分明确、科学先进、简便易懂和实用有效的原则,保持标准体系的合理构成。

⑵符合有关法律法规规定，与有关文件、规章内容相互协调。体系表的编制工作方法和格式符合GB/T 13016-2009《标准体系表编制原则和要求》的规定。

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⑶标准体系表应包括以下几部分内容：

①一定时期内应有的全部标准；②各类标准以及各项标准之间相互连接、相互制约的内在关系；③标准的优先顺序；④继续使用的现有标准，一定时期内应制订、修订、更新的标准。

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⒉标准体系框架

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通过对相关领域标准体系的研究分析，并结合CHB 1.4-2003《海洋测绘标准体系表》，新的海洋测绘标准体系由层次、类别和项目构成。海洋测绘标准划分为定义与描述类、信息获取与处理类、检验与测试类、成果与服务类和管理类标准共5个类别。范围的包含关系依次为海洋测绘标准—标准类别—标准子类—标准项目，具体体系框架见图1。

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 图1  海洋测绘标准体系框架示意图

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标准明细表由标准项目组成，栏目内容依次为：序号、标准名称、标准代号和编号、宜定级别、采用国际国外标准的程度、采用的或相应的国际国外标准号、备注。

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根据海洋测绘标准体系框架的设计，结合海洋测绘标准化的实际，初步规划了海洋测绘标准共247项，其中：定义与描述类标准25项，信息获取与处理类标准83项，检验与测试类标准67项，成果与服务类标准48项，管理类标准24项。按照标准级别划分，可分为国家标准55项，国家军用标准23项，测绘行业标准25项，专业军用标准119项，海军标准23项，相关标准2项。

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六、结束语

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通过借鉴《测绘标准体系》和《海洋调查标准体系》的编制经验，系统梳理了海洋测绘标准化工作的需求和存在的问题，设计了海洋测绘标准体系框架和详细的海洋测绘标准明细表，为今后海洋测绘标准化工作奠定了基础。

海洋测绘标准体系规定了海洋测绘标准体系的结构框架图、标准明细表、宜定级别及有关要求，适用于制修订海洋测绘标准的规划和计划，也适用于该领域标准的制修订过程。

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海洋测绘标准体系是海洋测绘领域的标准按照其内在联系形成的科学的有机整体，是编制海洋测绘领域标准制、修订规划和计划的主要依据，是一定范围内包括现有、应有和预计制定标准的蓝图，将指导未来一个时期内我国海洋测绘标准化工作。

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【作者简介】文/翟国君 吴太旗 陆秀平 陆毅 滕惠忠 孙万民，来自92859部队；第一作者翟国君，1961年出生，男，山西临汾人，研究员，博士生导师，主要从事海洋测量技术及应用研究；文章来自《海洋测绘》（2020年第1期），参考文献略，用于学习与交流，版权归作者及出版社共同拥有。

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