海洋是人類發展的資源寶庫，海洋測繪是一切海洋活動的先導和基礎，其任務已由傳統的航海圖測繪發展為海洋地理空間信息保障與服務。

　　自然資源部在行使“兩統一”職責過程中，涉及海洋、海島、海岸帶領域的調查監測、確權登記、空間規劃、用途管制、開發利用、生態修復時，各個環節都需要海洋測繪的支撐。精準的海洋地理空間信息是維護我國海洋空間安全的基礎數據。

　　我國海洋測繪發展相對滯后，海洋測繪設備、人才和技術仍然落后于世界主要海洋國家，遠不能滿足海洋地理空間信息保障需求，發展海洋測繪任重而道遠。自然資源部海洋測繪重點實驗室（以下簡稱海洋測繪實驗室）依托山東科技大學、自然資源部海南測繪地理信息局、自然資源部第一海洋研究所等單位共建，旨在深化海洋測繪技術研究和技術實現，拓展海洋測繪地理信息社會化應用，培養海洋測繪領域人才，服務經濟社會發展。

　　突破關鍵技術難題

　　近年來，對高精度和高分辨率水下地形地貌信息的需求日益加大，相關探測技術的價值不斷顯現。海洋測繪實驗室致力研發海底地形地貌高精度探測數據自動化處理與分析應用技術，構建了多波束水深和海底反向散射強度精細處理技術體系，提出了高動態環境下的多波束聲吶測深精密波束歸位模型，解決了收發換能器獨立性引起系統性偏差的難題，解決了聲速誤差、潮位誤差對測深的顯著影響，研發了海底中央鏡面異常、波束入射角效應校正技術，實現了高精度海底地形地貌的精確表達。同時，針對海底底質探測需求，實驗室依據數據預處理、特征提取和分類器構建三個主要環節，開發了多元特征優選、深度學習分類模型構建和深海混合聲像元分類等關鍵技術，實現了海底底質高精度分類和監測。

　　基于以上技術創新，海洋測繪實驗室研制了具有自主知識產權的多波束測深精細化數據處理軟件和海底底質分類軟件，能夠處理當前主流格式的多波束數據，滿足了高精度、高分辨率海底地形地貌三維表達的迫切需求，為島礁測繪與大洋科考等國家重大科技工程項目提供了關鍵技術支撐。

　　隨著海洋強國建設的進一步深化，對海岸帶和海島礁區域高精度、高效率與全覆蓋的資源環境探測提出了更高的要求。為了實現海洋及其周邊區域的合理化管理，首先要借助測繪技術，以獲取水上水下全要素地形地貌數據。然而，海岸帶、海島礁等水體周邊地形變化劇烈、環境十分復雜，采用常規的測量方式效率低、成本高、難度大、風險高。如何快速、高精度測量復雜淺水海域，成為當前亟待解決的海洋測繪技術難題。為此，海洋測繪實驗室研制了船載水上水下一體化測量系統，集成多波束測深儀、三維激光掃描儀、定位定姿系統等，可滿足一些海岸或島礁區域測量需求，實現不登岸/島的水上水下無縫測量。

　　近年來，無人機激光雷達測深技術的出現與迅速發展，使其成為解決上述問題的一種新的有效手段。該技術同時具備水陸地形測量功能，具有測量效率高、覆蓋面廣、水陸兩用、機動性強等諸多優勢，特別適合于復雜淺水區域地形的快速探測，能夠同時獲取淺水區海底地形及近岸水上地形，解決不易到達的島礁的地形測量、海岸帶和灘涂地形測量問題。該技術最早在國外淺水及岸線地形測量中得到應用，近幾年我國也開始重視并開展無人機激光雷達測深技術與裝備研發，獲得了一批有價值的數據。

　　海洋測繪實驗室在無人機激光雷達測深技術與裝備研發方面取得了進展。該技術以數字為基礎，以模型為載體，將有效解決海洋測繪水陸一體化測量關鍵技術難題，助力海洋實景三維建設，提升海洋測繪數據精細化處理及應用水平。

　　瞄準國產化產業化

　　海洋測繪實驗室的海洋智能導航與感知團隊面向海洋工程、海洋探測、油氣管道安全等應用領域，研究海洋聲學定位、水聲探測和管道安全監測等關鍵技術，致力于推動高端海洋測量與定位導航裝備的國產化和產業化。

　　從2018年開始，該科研團隊圍繞水下智能導航與感知關鍵技術，展開了高端海洋測繪裝備關鍵技術研究。主要研究成果包括：獨立研制了淺地層剖面儀，并逐步實現產品化推廣；與中國科學院聲學研究所（以下簡稱聲學所）聯合研制了深海近底多波束測深儀，解決了近底多波束的海底水聲地形測量、聲學信號處理等關鍵技術，并成功應用到多個國家深遠海潛器重大項目中；參與聲學所中深水多波束測深儀研發項目等。此外，團隊正在開展全海深三維成像聲吶、全海深混合基線水下定位系統和水下組合導航系統等關鍵技術的研發。團隊已申請30多項發明專利和10多項軟件著作權。

　　針對海底基準站“放得穩”關鍵技術問題，海洋測繪實驗室提出了“流線錐型”海底基準方艙整體結構，采用了穩定著底、穩固重心、防淤積、防沖擊、防拖網等創新設計，模擬真實海洋場景，優化確定了海底基準站方艙參數；針對海底基準站“待得久”長期駐留服務問題，設計了6000米深海抗壓、防腐、防附著海底基準站方艙；針對海底基準站核心測量單元的“可回收、可維護”難題，提出了海底基準站方艙分體式框架設計，并采用雙釋放器等提高系統分體回收的可靠性。在海底基準站方艙設計方案基礎上，海洋測繪實驗室研制了我國首批淺海/深海海底基準站方艙，并成功實現了海底基準站布放、回收、標校等全流程技術驗證。

　　與此同時，海洋測繪實驗室構建了“粗勘”和“精勘”海底基準站址勘選技術，提出了海底基準站址可用性評價5級指標體系，解決了海底基準勘選成本控制問題和穩定性評價難題。受復雜海洋水文環境、海底地形、地質構造條件和海底沉積物等因素影響，海底基準站布放和建設面臨巨大技術挑戰和風險。海洋測繪實驗室構建了影響海底基準點穩定布放與長期工作的海洋環境特征指標集，涵蓋了海底起伏度、海底坡度、沉積物類型分布、構造穩定性、工程地質力學性質、地層沖淤特征與地層穩定性等20余項指標因子。構建了海底基準站址勘選與綜合評價的三層五級技術體系，有效降低了海底控制網勘選建設成本。

　　此外，海洋智能導航與感知團隊提出了融合洋底壓力和海面高的全球衛星導航系統-聲學定位方法，推導了基準點標定的最優走航軌跡，揭示了聲速水平梯度特性及其影響，構建了聲速三維時變模型，大幅提高了海底基準點的定位精度；研制了自主知識產權的水下精密導航定位軟件，并成功應用于我國首個3000米水深海底大地基準點定位，獲得厘米級精度坐標值，這是目前國際上同等水深的最好精度之一。此成果可為我國下一代綜合導航、定位和授時系統建設（海洋部分）提供重要技術支撐，可廣泛應用于海底精密工程建設、海底板塊邊界及內部的位移形變監測，以及斷層、地震、火山研究和地震海嘯的實時觀測網高精度數據處理預警等。

　　建設海洋實景三維

　　海洋實景三維建設是實景三維中國建設的一個重要組成部分。近年來，海洋測繪實驗室在海洋實景三維建設中取得了多項重要成果。該實驗室建立起海南島及近海島嶼比較完備的空間基準基礎設施，以及海南島似大地水準面模型等，獲取了我國南海區域衛星遙感影像成果，主要涵蓋西沙群島以及南沙群島的部分島礁和礁盤。依托自然資源海南省衛星應用技術中心，該實驗室可接收自然資源部國土衛星遙感應用中心、國家衛星海洋應用中心的高分、資源和海洋系列衛星數據。

　　此外，海洋測繪實驗室開展了海洋實景三維建設，獲取了陸海一體化采集數據。海洋實景三維精細模型數據包括海南海口主城區、三亞主城區、儋州主城區、澄邁主城區、五指山主城區以及博鰲地區等，面積約800平方公里。

　　該實驗室初步建成實景三維海南基礎平臺，集成海南島數字高程模型、遙感影像、傾斜攝影、精細模型、建筑信息模型等數據類型，依托實驗室技術成果，開展海洋環境數據、氣象數據的整合集成。同時集成國土空間規劃、土地利用現狀等專題數據，平臺已支撐海南省國土空間基礎信息平臺建設，以及海南省重大項目選址、工程建設項目審批等業務。

　　面向海陸一體化應用需求，海洋測繪實驗室開展了海圖與陸圖融合的技術研究，克服了海圖與陸圖重疊區域地物不一致的矛盾，實現海陸多尺度數據的融合制圖。通過該項技術，實驗室完成海南島周邊陸圖、海圖空間數據融合，制作完成海陸一體電子地圖，范圍涵蓋海南島及南海區域。相關成果已應用于海南省社會管理信息化平臺、海南省“多規合一”信息綜合管理平臺等，并與平臺業務相結合，提供陸圖海圖數據展示、業務上圖及地圖繪制等技術支持，在相關業務運行中發揮了重要地理底圖支撐作用。

　　服務海洋強國建設

　　山東科技大學作為海洋測繪實驗室依托單位，帶動和促進了測繪學科、海洋技術學科的發展。

　　實驗室另一共建單位——自然資源部海南測繪地理信息局拓展地理信息中心業務向海洋信息發展，構建了海洋信息中心。在實驗室科技支撐下，打造自然資源部海南測繪地理信息局國際海洋測繪專業隊伍，形成特色優勢。

　　實驗室共建單位——自然資源部第一海洋研究所基于國家海洋測繪業務，承擔國家海洋測繪重大工程，在實驗室海洋測繪科技支撐下，形成國際海洋測繪技術體系和標準體系；研發具有自主知識產權的海洋測繪裝備，實現產業化；逐步形成國際知名的海洋測繪科研機構。

　　“十四五”期間，海洋測繪實驗室將發展新型海洋測繪關鍵技術，達到國際一流海洋測繪技術水平，支撐海洋測繪“十四五”業務的開展，重點支持海洋基礎測繪專項的技術需求；組建國內和國際海洋測繪信息聯絡站點，交流海洋測繪技術信息；開展海洋測繪科技發展動態研究，形成年報機制，打造國家海洋測繪科學研究基地；針對海洋測繪儀器設備國產化短板，開展海洋測繪相關軟硬件設備研發，為測繪儀器設備國產化助力；積極開展實驗室與產業合作，推動海洋測繪技術產業化。

　　海洋測繪重點實驗室聚焦國家戰略，肩負引領海洋測繪科技發展重任。下一步，實驗室將聚焦國家戰略和社會需求，加強一流人才培養，與國內外海洋科研機構共同推進海洋測繪科技創新步伐，力爭在前沿探索中取得更具影響力的標志性成果，為建設海洋強國貢獻新的力量。