海洋工程测量特点分析 -海洋测绘第二版

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福建作为海洋大省，早在改革初期，省政府就提出“念好山海经，建设海洋经济强省”的宏伟目标。而要建设海洋经济强省自然离不开海道测量成果的支持，因为海图成果的质量，既是航道船舶通航和正常航运安全的保障，又是各地交通港口的工程质量、工期进度、安全施工等总体开发建设效益的保证。

当今的港航建设正在不断向大型深水港转化，对海洋测绘产品的服务需求：一是高质量；二是高效益。这就要求作业单位不仅要增强测绘技术人员防范风险意识，还要强化他们发现问题的能力和处理技能，提高对潜在问题的纠错和全程监管能力，推动质量绩效不断取得新进展。由此可见，追求高质量与高效益是相互相承，前者是后者的出发点，后者是前者的落脚点。对内而言，高质量与高效益是海测项目的核心工作；对外而言，是测绘单位公开承若。

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为高效执行“二级检查一级验收”制度，提高产品质量和成果优良品率，作业单位应结合自身特点和管理体系要求，研究制定一套适合本单位质量控制的管理措施，在运行过程持续加以改进，才能最大限度满足市场和客户的需求。文章中的水深测量主要指单波束、多波束和激光测量等当前先进测深技术和方法，水深测量的质量元素主要包括数据质量、点位质量和资料质量三部分。

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一、数据质量

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⒈观测仪器

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主要检查仪器选择的合理性；仪器检查检验项目的齐全性；检验方法的正确性。

⒉观测质量

主要检查技术设计和观测方案的执行情况；数据采集软件的可靠性；观测要素的齐全性；观测时间、观测条件的合理性；观测方法的正确性；观测成果的正确性、合理性；海上具有引航作用的重要地物测量、地理要素表示的齐全与正确性；成果取舍和重测的正确性、合理性；重复观测成果的符合性。

⒊计算质量

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主要检查计算软件的可靠性；内业计算验算情况；计算结果的正确性。

二、点位质量

⒈观测点位

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主要检查工作水准点埋设、验潮站设立、观测点布设的合理性、代表性；周边自然环境正确性。

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⒉观测密度

主要检查相关断面布设及密度的合理性；观测频率、采样率的正确性。

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三、资料质量

⒈数据记录

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主要检查各种观测记录和数据处理记录的完整性。

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⒉附件及资料

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主要检查技术总结内容的全面性和规格的正确性；提供成果资料项目的齐全性；成图的图廓及分层规范统一性和编辑制图的正确性。

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四、质量控制管理办法

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综上质量检验要求，作业单位则可根据本行业的三大质量元素和针对海测质量检验的特征，以及作业依据的相关规范和质量管理体系要求等，制定适合各单位海测行业发展的质量控制管理办法。这些管理措施主要包括测绘资格管理制度、生产人员培训制度、质量管理岗位职责制、测绘仪器设备管理制度、技术设计书审批制、二级检查一级验收制、质量问题及缺陷管理制、测绘生产过程质量监督管理制度、外协单位质量管理制度、资料归档和保密管理制度、质量检验人员考核制、生产质量奖惩制、客户服务制度等，对产品服务质量的各环节和全过程制定出具体的质量管控措施。特别要依据行业特征，在“质量问题及缺陷管理”规定中，对各类缺陷做出明确规定，例对“严重缺陷”类规定为：凡违反规范强制性标准，造成不能施工，或在施工中引起返工、浪费，或影响用户正常使用、伤亡者的，或因重要质量因素严重不符，不经返修或返工不能提供使用的，均属重大以上质量问题及严重缺陷。即除对严重缺陷、重缺陷和轻缺陷的三级类别均做出规定外，并列出各级缺陷的质量评定的具体内容和条款，为水深测量质量评定提供考核依据和标准。并基于此三类缺陷的具体内容和条款，组成质量管理体系《作业指导书》中水深测量强制性的质量考核评定标准。为保证质检考核工作的实效性，应结合质量管理制度中有关配套文件，如“岗位职责”和“考核制度”等的规定，由单位质量考核领导小组统一对各阶段的质检情况、质量目标考核结果、用户质量投诉、工程质量问题等进行评定，严格落实各级质检工作责任，建立长效的检查、考核、问责机制。

五、质量评定

根据行业的规定，海测的质检工作执行过程检查、最终检查和验收，在各级的日常项目质检中，除按缺陷条款标准对发现问题进行质量评定外，应严格执行管理程序的职责和分工具体实施，独立进行。为提高检查工作实效性，一般先对成果水深做科学量化和直观表达，即先查成果水深和过程数据，再查原始资料。其次，对图面水深做详查和外业抽查，统计测深数据的内附合和外符合精度，分析是否隐含粗差、或系统差。其次根据缺陷类型和性质对发现问题逐一溯源其过程数据和原始记录，最终进行检验处理和跟踪确认，直至逐条闭合完成所发现的问题，并形成质量检验的过程记录。

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六、测量基准方面影响工程质量的特征探析

在海测施测过程及质检中，均存在其突出的专业特征和技术处理方法，文章就其在测量基准方面影响工程质量的主要三点特征分别进行探析。

⒈多样性与差异性

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因海测成果存在探测设备、作业平台、资料来源、不同验潮站组合、不同的深度基面算法和探测时段等多样性，以及水平和深度空间归算基准的差异性。即在质量检查评估时，首先应使平面和深度基准归一化，其次考虑数据多样性，即主、检测线等来源多样化，在位置交叉域应取精度高的水深成果进行统计评定。其平面基准的差异，因当前普遍采用GNSS 定位，一般是围绕高斯投影内部间的基准转换，只要投影转换参数精确就可保证质量。但在深度垂直基准的差异性会产生对水深成果拼接检查时可能存在显著系统性偏差或粗差。例如，2016年对福清兴化湾理基观测成果验收时，发现湾顶的“三江口验潮站”与原L值比较差0.72m，主要是岸边地形发生变化和L值计算方法不一致而引起潮汐规律发生变化所致。此时除可进行基准统一规化外，还可使用验潮站的当地理论最低潮面与多年平均海平面间的关系，将深度基准统一转换至多年长期平均海面（变化缓慢）的方法来分析和处理拼接问题，从不同角度对多源探测成果的水深拼接检查中分析处理其存在的质量问题。

⒉深度基准与高程基准

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海测专业在垂直高度基准上与陆地要求不统一，成图中存在海陆高程与深度无缝拼接技术处理，由于理基是曲面倾斜变化的，例如，兴化湾为强潮区，湾口至湾顶潮差达0.79m，平均海平面呈逐步上升趋势，差值0.42m。所以岸线的海陆拼接处不能将理基认为常数，应以相邻验潮站按距离分段进行线性内插改正，才能精确实现深度基准与高程基准间的转换和归化，提高海陆拼接质量。

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⒊RTK离岸的垂直高度理基改正

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RTK三维测深时，因沿岸GPS控制网的转换参数不适合远离岸区，由于深度基准面倾斜和高程异常影响，此时高程转换精度一般不满足水位改正要求，应采用海上临时站与邻近验潮站同步观测法及潮差比法计算离岸深度基准面和准确水位，才能对RTK水位按厘米级分段内插改正。

七、影响质量关键技术和难点解决方法

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海测专业除了存在其独特的这些质量特征外，还存在许多质量难点和关键技术，需作业技术人员加以总结、交流和探索。为了加强同行间的交流、共享和借鉴，提高产品质量，依据行业特征总结了以下关键点和影响质量的技术和方法，首先，因新开挖区水底地貌不规则或呈锯齿形，在1～2m内水深差可达米级，则用于评定测深精度的检查线应布设在挖槽边坡外。其二，因测深和定位系统间的延时，对海底凹凸不平水域影响较明显，特别是RTK 三维水深测量，应事先进行测试和校正。其三，当精确探测水下坡度变化大的地形和码头岸壁、坝体等水下隐蔽工程质量时，可利用多波束呈扇面状发射和接收信号的功能，将探头物理或电子倾斜一个角度，保证中央波束集中于目标区，实现对探测物高密度、精细化、全覆盖测量。

八、结束语

本文简要从海测质量管理制度、质检元素、质评标准、质检方法，以及海测行业质量处理特征等几方面进行有益探讨，作业单位可依据自身经营发展策略、市场需求和用户对象等，总结、改进和探索相关质量方面的风险防控措施。但要真正做到产品的高质量标准要求，除了综上探析的质量要点外，还存在其他在生产过程中必须持续加以关注和处理的质量、安全、效率问题，可包括以下几点控制方法。

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⒈先设计后施测

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每个项目必须根据技术要求、规范、合同等编制技术设计书，设计书必须审批后执行。施测前技术员应进行现场设计交底，熟悉作业流程和关键技术要点，并在检查表上记录技术交底情况。现场施测和质检应依据和严格按项目设计要求进行质量控制，不应以作业指导书等代替设计书。

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⒉施工重点区现场及时检测

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在港航施工检测中，当发现测区有严重冲淤变化时，应全力配合施工方进行施工过程质量检测。尤其对码头基槽的开挖回填区、浅滩施工区和航道边坡线、抛坝验方等施工质检，或遇到台风洪涝等异常天气影响时，应及时采集施工后的现场数据，否则，其冲淤影响会造成反复进场施工检测及严重误工等工程质量问题。

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⒊标明成图数据的选取方法

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对成图水深取点法，应严格按工程用途分为取浅点和等距法。否则，按取浅点法对疏浚方量计算影响较大。在图上应标注水深数据按等距或浅点选取法，以免产生误用成图数据而影响工程造价和发生经济责任纠纷等问题。

总之，要根据各作业单位的产品服务实际，由现场技术人员和各级质检员及时发现、总结和探索生产质检过程中存在的各种质量效益问题，推动海测产品高效益高质量发展。

【作者简介】文/陈友行，1962年出生，男，本科，福建省港航管理局勘测中心，高级工程师，从事海洋测绘工程专业；文章来自《经纬天地》（2019年第2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，转载也请备注由“溪流之海洋人生”微信公众平台整理。

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