海岛礁测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室.docx

1、海岛礁测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室海岛（礁）测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室 “十二五”发展规划21世纪将是海洋世纪，随着世界人口的迅速增加、陆地资源的日益贫乏，开发海洋、利用海洋的战略意义越来越明显。而且，我国拥有18000千米的海岸线、广阔的大陆架和300万平方千米的海洋疆土，开发海洋资源将是实现我国经济可持续发展战略的重要基础。所以，海洋测绘已成为测绘科学技术的一个重要分支。随着卫星技术、通讯技术、计算机技术、数据处理技术等方面的发展,导致海洋测绘经历了一次跨时代的转变,突破了传统海洋测绘的时空局限,进入以数字式测量为主体、以计算机技术为支撑、以3S技术为代表的现代海洋测绘的

2、新阶段。一、 “十一五”实验室发展回顾（一）学术队伍实验室设3个研究室和1个办公室；有固定人员 55 名，其中教授13人，副教授 14人，高级工程师 9人，其中24人具有博士学位，8人具有硕士学位。通过建设，新增国家测绘局首批科技领军人才1人，山东杰出青年科学基金获得者1人，引进博士3人，新增教授2人，副教授4人，新增博士生导师2人。（二）条件建设“十一五”期间，建设了3个专用实验平台、2个实验鉴定场，包括3D综合实验场和海洋测绘实验场。3D综合试验场内设有室内精密控制场，室内定轨摄影测量系统，室内CCD相机检校场，激光扫描模型，以及条形码标志场。海洋测绘试验场设有消声系统、底质模型、行车、船

3、、水上卫星定位系统、测深仪、涌浪补偿器、姿态传感器等。研制了低空无人飞艇摄影测量系统、车载式近景目标测量系统等。目前拥有2600多平方米的实验和科研用房，专业图书资料102种，相关图书资料4万册。（三）科学研究科研平台建设方面，2011年5月，实验室组织申报海洋测绘山东省重点实验室。在依托单位的大力支持下，海洋测绘省级重点实验室获得了批准并重点强化建设。8月，又申报了青岛市海洋测绘重点实验室，正在审批阶段。这样就形成了青岛市、山东省以及国家测绘地理信息局三级的海洋测绘科技支撑平台。科研项目和论文方面，共承担包括国家科技支撑计划、国家863计划子课题、国家927专项课题、国家自然科学基金等省部级

4、以上科研项目10多项，其中国家科技支撑计划1项，国家863计划子课题4项，国家927课题1项，国家自然科学基金项目5项。承担横向合作课题50余项。总科研经费约1450多万元。获得发明专利授权2项。获得省部级等各项奖励6项。出版著作和教材4部，在国内外主要学术期刊和国内外重要会议上发表论文100多篇，其中SCI/EI索引论文42篇。标志性成果主要有：（1）病态系统分析理论及其在测量中的应用；（2）多波束测深精细处理关键技术研发及应用；（3）基于星载GPS的重力卫星精密定轨和地球重力场模型恢复研究；（4）海洋电子地图创作与发布；（5）海洋渔业服务地理信息系统等。（四）人才培养实验室调研了海军海洋测

5、绘研究所、国家海洋局第一和第二研究所、交通部天津水科院、天津海测大队、上海海测大队，长江水文局河口分局和下游分局等十多个单位。根据国内海洋科技、海洋工程以及海洋技术服务市场，根据测绘人才需求状况、本科专业人才的培养能力，申请了海洋测绘本科专业。2011年4月，教育部测绘教育指导委员会专门组织了申报海洋测绘专业论证会。2010年10月，我们从2009级测绘工程专业中选择部分学生，组成1个班，开办海洋测绘专业；2011年10月，我们从2010级测绘工程专业中选择部分学生，组成1个班；2011年正式招生1个班。这样我们就有一、二、三年级各1个班的海洋测绘本科生。2013年将有首届海洋测绘毕业生，奔赴

6、海洋科技第一线。2011年7月，我们学校组织了在测绘科学与技术一级博士学科下自设海洋测绘博士学位学科点论证会，与会专家高度评价了海洋测绘研究方向设置的科学性和合理性，强调了培养高层次海洋测绘人才的必要性和紧迫性。2012年，我们将正式招收海洋测绘学科的硕士、博士研究生。这样，我们就形成了从本科、硕士到博士研究生的海洋测绘高层次人才的培养体系。2009年，实验室在海南省开办了测绘工程专业工程硕士研究生班，参加学习的学员有25人。2010年经国家考试，录取12名；2011年，录取7名，还有8名随读。目前已经进入论文阶段，主要选题方向海洋测绘、数字城市等。（五）学术交流本实验室先后与国内大型企事业单

7、位联合建立了大学生和研究生就业和实践基地13个，与中国测绘科学研究院、武汉大学、香港理工大学、国家海洋局第一海洋研究所、澳大利亚新南威尔士大学、美国伍兹豪海洋研究所等国内外高校和科研院所建立了全方位、深入的交流和合作关系，接收国内外学者访问和学术交流30多人次，公派出国和出境访问25人次，国内访问30多人次，参加国际和国内学术会议40多人次。二、“十二五”实验室发展规划（一）重点研究方向及主要内容1、陆海基准的统一与传递的理论和技术平面和高程基准是测绘基础工作。由于陆海环境不同，陆地和海洋的平面基准、高程基准和深度基准不同，给国家和地区的整体测绘工作带来了不便，严重影响海洋经济建设、国防建设和

8、科学研究。（1）陆海平面基准统一与传递理论与技术主要研究陆海平面基准建立与维持理论与方法、海洋环境下的多模多频卫星定位关键解算技术、基准站/永久站分布不均匀的精密定位数据处理理论与方法、PPP和网络RTK在海洋大地测量中的应用，为实现陆海平面基准的统一提供理论和技术支撑，为海洋大地测量、海洋地球物理和海洋科学等提供基准保障。（2）陆海高程基准统一与传递理论与技术主要研究高程基准统一理论、陆海区域大地水准面精化、潮汐数据处理、卫星测高数据处理、船测和航空重力处理、区域海面地形模型精化、陆海高程传递方法等研究，重点研究陆海高程传递的新技术和新方法，为海洋工程建设、海洋资源勘探和开发、海洋科学研究等

9、提供基准。（3）海洋垂直基准统一理论与技术主要研究基于验潮、重力、卫星测高、遥感等多源数据的深度基准确定及其维持技术，研究平均海面高确定以及海平面变化监测技术，研究深度基准和高程基准转换方法，为实现深度基准和高程基准的统一提供技术支撑。2、不易/不宜到达海岛（礁）地形特征提取理论与技术实验室主要研究海岛（礁）测绘仪器检测技术，海岛（礁）潮间带、海岸带及近海海底地形快速采集及遥感反演技术、海洋测量异常数据的自动探测与剔除技术、海底地形数据综合误差处理理论与技术，消除或削弱海洋测量过程中多方面误差源影响，为海岛（礁）工程建设、资源开发、科学研究等提供基础数据支撑。（1）海岛（礁）测绘仪器检测与标准

10、化测绘的目的是获得测绘成果，而测绘成果的获取手段和工具则是测绘仪器。由此可见，作为海洋测绘成果获取设备和手段的海洋测绘仪器的质量是至关重要的。海洋测绘仪器的质量是靠计量检测来保证，计量检测是为确保海洋测绘仪器量值的准确、可靠和全国统一而对仪器所进行的检定、测试及校准活动，它是测绘仪器质量评判和监管的惟一可靠和合法的手段。计量检测所依据的技术标准是由国家质监总局颁布并实施的国家计量检定规程。本方向主要研究海岛（礁）测绘仪器检测平台体系，研究测深设备、姿态仪、电罗经、声速仪、验潮仪、ADCP、海洋重力仪、海洋磁力仪、侧扫声纳、超短基线系统、浅地层剖面仪等常见海洋测绘设备本身的观测精度和分辨率。通过

11、建立检校场，采用重复观测的方法检测设备的内符合测量精度，通过与已知值或更高精度设备比测的方法检测设备的外符合测量精度。（2）移动测图技术与系统移动测量技术是测绘领域前沿科技之一，它是一种基于移动载体、以微波、激光或光学成像测量方式、以卫星定位（GNSS）、惯性导航装置（IMU）进行定位与定姿的快速测量技术。移动测量装置是在移动载体上装配先进的传感器，在移动载体行进之中快速采集和存储目标区域地物、地貌的空间数据和属性数据的测量装置。采集的数据经专业软件处理，可形成各种有用的专题数据成果。在移动测量技术中，主要以现代先进传感器，如激光扫描仪、CCD相机、惯性导航装置、GNSS接收机等为主要组件，以

12、需求为目的进行空间组合，以现代空间标定技术建立传感器空间联系，以时间同步器为纽带，建立传感器时间联系，在控制、传输和存储等单元支持下，以移动载体为平台，构成有机的移动测量系统。本方向主要研究低空与地面移动测量一体化解决方案、船载激光与多波束移动测量系统，实现海岛（礁）、近海和海岸带地理信息的快速采集与处理，为地理国情监测提供技术支撑。（3）稀少控制点的海岛（礁）地形特征提取方法不易/不宜到达海岛（礁）的测绘是海岛（礁）测绘的主要困难之一。受各种条件限制，部分海岛（礁）不易/不宜到达，只能采用航空航天遥感测绘技术获取相应的地理数据。由于控制点稀少，或者无控制点，卫星影像定位精度难以保证。需要研究

13、稀少控制点的多源遥感影像精确几何纠正与匹配技术，研究相应的海岛（礁）地形特征提取方法。针对不易/不宜到达海岛（礁）测绘的特殊性，本实验室将主要研究：基于稀少控制点的遥感影像纠正递推模型；基于高分辨率遥感卫星影像和数字摄影测量数据的海岛（礁）地形特征提取技术；研究基于遥感影像海岛（礁）地物识别技术，区分不同地物类型；海岛（礁）类型及地物多光谱遥感特征图斑库建立。（4）海岛（礁）海岸带遥感反演与监测技术主要研究卫星遥感浅海水深反演的理论与方法；研究基于多源遥感数据测绘海岛（礁）海岸带地理信息，监测海岸带的时空演变及海陆变迁，研究陆海演变规律，研究近海陆地排污给海洋生态环境造成的影响，研究近海开发对

14、海洋生态环境造成的影响，为海岸带的可持续发展及蓝色海洋经济的发展提供基础数据和技术支撑。（5）海底地貌特征精细化处理理论与技术主要研究声纳图像处理理论与技术，通过研究地形和入射角对海床反向散射强度的影响，据此利用水深数据重新计算声照区面积和真实入射角并对原有图像数据进行改正；通过研究发射功率和接收增益改变对反向散射强度的影响，据此对原有图像数据进行改正；通过研究波束序列振幅曲线，通过典型区统计特征对中央附近波束记录的反向散射强度异常进行改正。最终达到海底声学底质分类的目的。3、海岛（礁）符号化特征表达与基础数据管理理论与技术鉴于海岛（礁）测绘成果数据的特殊性，研究和制定海岛（礁）空间元数据标准

15、，可为基础地理数据库的建立提供支持，也为后期基于地理空间数据仓库的数据挖掘提供信息驱动机制。由于海岛（礁）形体差异比较巨大，在实际的测绘过程中，会产生多种尺度的时空数据，大型岛屿可能会在一种宏观尺度下进行数据采集，而较小的岛（礁）会在一种细粒度的尺度下获取数据。尽管尺度不同，但两种尺度下的数据所代表的信息的重要程度是一致的，这与陆地多尺度数据的管理有些不同，不能简单的运用综合的手段将多种尺度下的数据统一到同一尺度空间下，因此海岛（礁）多尺度时空数据的管理、稀疏海岛（礁）制图、海岛（礁）符号化特征表达等问题将成为下一步重要的研究内容之一。海岛（礁）测绘数据具有很强的时空特征，这些数据不仅表达空间

16、实体的位置和几何形状（图形数据），同时也记录空间实体对应的属性。通过建立海岛（礁）空间数据仓库，管理和表达多源多时空数据。利用JDBC或ODBC技术以及元数据标准，抽取异地、异质、异构的海岛（礁）地理空间数据库、专题数据库和其它数据文件中的数据，将这些数据进行统一集成和管理，形成用户获取海岛（礁）测绘数字产品的统一模式、界面和标准。主要研究：（1）海岛（礁）符号化特征表达与稀疏海岛（礁）制图；（2）海岛（礁）多尺度时空测绘数据集成与管理技术；（3）3海岛（礁）多源、异构数据的抽取、转换的算法研究。（二）队伍建设与人才培养1、实验室规模和队伍结构紧紧围绕建设国内一流实验室的奋斗目标，根据实验室发

17、展和研究队伍建设的需要，通过引进和培养高层次、高水平人才，优化队伍结构，提高队伍的整体素质和水平，为实验室建设、创造高水平科研成果、培养创新人才提供智力和人才保证。 根据实验室发展和建设情况，实验室学术队伍拟设置4个关键学术岗位。引进具有博士学位的高水平科研人才4名左右，建设成为年龄结构和知识结构更加合理的高水平科研队伍。同时，采用实验室开放基金，吸引多方人才共同承担实验室课题，加速实验室人才建设。2、人才培养能力及培养计划目前实验室有教授13人，副教授 14人，高级工程师 9人，其中24人具有博士学位。其中，国家测绘局首批科技领军人才1人，山东杰出青年科学基金获得者1人，另有校外特聘教授3人

18、（其中院士2人），兼职博士生导师8人，形成了一支水平高、结构合理的学术梯队。实验室计划在“十二五”期间再培养或引进优秀中青年人才3-7名。研究和建立海洋测绘人才培养体系、开展教材建设，培养海洋测绘本科毕业生100名左右，培养硕士和博士研究生共计50人以上，招收博士后研究人员2人，培养工程硕士20左右。为我国沿海各省输送海洋测绘高层次人才。（三）建设规模1、建设经费概算、来源及落实计划表1 建设经费概算、来源及落实计划建设经费投入支出预算 经费单位（万元）经费投入总额主管部门投入依托单位投入实验室自筹吸引社会投入2011年160207550152012年160207550152013年16020

19、7550152014年160207550152015年16020755015合 计80010037525075经费支出预算仪器设备（软件）图书资料队伍建设学术活动对外开放金额%金额%金额%金额%金额%合计800万元52065%405%8010%8010%8010%2、主要购置、配备的仪器、设备表2 主要仪器设备编号 仪器设备名称单台套原值 (万元)计划购置时间数量1 侧扫声纳60201212 海洋磁力仪20201233 水下超短基线声学定位系统55201214 浅地层剖面仪60201215 双频测深仪16201216 多普勒流速剖面仪20201217 船载移动测图系统自研20138 多波束测深

20、系统150201419 ROV水下机器人802014110 合计50110为满足重点实验室的建设和发展需要，使实验室能够形成相对集中、管理先进，以利于发挥整体优势，提高效率，提高研究水平，规划将本实验室集中建设，同时，在水、电等动力设施和配套条件等方面保障供给。 “十二五”期间，实验室将投入520万元改进实验室的仪器设备，并将相继投入240万元用于实验室学术队伍建设和学术交流活动。（四）科研工作规划1、各研究方向的总体目标实验室明确研究方向，突出研究重点，通过强化科研、人才队伍和教学条件建设，在保持和发扬传统优势研究方向的基础上，加大各方面的投入，提高实验室的创新能力和学术水平，成为国内一流、

21、国际上有一定影响、具有明显特色的重点实验室，达到国际先进水平。（1）陆海基准的传递与统一的理论和技术在远距离跨海高程传递、垂线偏差仪、海平面监测、近海卫星测高数据质量改善等方面取得重要突破，获得2-3项标志性成果，达到国际先进水平，争取获得省部级及以上奖励1-2项。（2）不易/不宜到达海岛（礁）地形特征提取理论与技术在多波束测深系统检测平台、车载移动测图系统、船载移动测图系统、遥感水深反演、遥感岛礁测图等方面取得重要突破，获得3-7项标志性成果，达到国际先进水平，在国内有重要的影响，争取获得省部级及以上奖励3-7项。（3）海岛（礁）符号化特征表达与基础数据管理理论与技术在海岛（礁）和海洋数据库

22、建设、电子海图系统建设、海岛（礁）空间地理信息化平台建设等方面获得2-3项标志性成果，达到国际先进水平。2、科研项目、经费指标表3 科研项目及经费指标年度国家级省部级横向项目项数项数经费/万元数量经费/万元数量经费/万元2011130250715020125120350122002013515048012300201461704801240020156200510012450合计23670183605515003、学术论著指标争取5年在国际著名刊物上发表论文50篇以上，其中发表3-5篇有重要影响的、原创性论文；在国内外高水平刊物上发表SCI/EI检索论文35篇以上。力争在未来5年内发表著作和教

23、材6部，具体见下表：表4 学术论著指标年度学术论著著作和教材论文数量SCIEI2011061520121725201317342014283520152835合计63612244、专利指标力争在未来5年内申请发明专利8项，其他专利7项（包括外观专利和实用新型专利等），具体见下表：表5 专利指标年度发明专利申请数量其他专利申请数量201111201212201321201422201521合计875、成果获奖指标实验室在“十二五”期间，预计获国家级、省部级以上科技奖励5项以上，其中国家级科技奖励1项，省部级科技奖励4-5项，预期标志性成果包括：（1）海底地形地貌精细处理与可视化表达；（2）近海卫

24、星测高波形重定算法及其应用；（3）基于CORS的GNSS高精度快速导航定位和精密单点定位；（4）海岛（礁）测绘仪器检测平台体系；（5）低空与地面移动测量一体化解决方案；（6）船载激光与多波束移动测量系统。6、成果转化或采用情况指标“十二五”期间，实验室主要加强三个研究方向的发展与建设，进一步巩固和突出自身特点与优势，同时，采取有效措施，加强对外合作，增强基础理论研究和原始创新能力，力争在以下方面出3-6项高水平标志性成果，实现产业化：（1）海岛（礁）测绘仪器检测平台体系，预计2014年实现产业化；（2）低空与地面移动测量一体化系统，预计2013年实现产业化；（3）船载激光与多波束移动测量系统，

25、预计2015开始产业化。7、社会服务指标实验室通过多学科交叉联合与综合集成，在基础理论研究、应用基础研究、技术研发、高科技成果推广应用、高素质人才培养与重大科技攻关等方面，通过强化建设努力争取获得一系列标志性、具有鲜明特色的理论和高科技成果，为国家927工程乃至我国蓝色经济发展做出重要贡献：从2013起，每年为社会输送30名左右海洋测绘本科人才，从2012年起，每年为社会输送10名左右海洋测绘研究生（博士和硕士）人才。从2013年起，将研究成果产业化，为沿海省份海洋经济建设服务。8、学术交流与合作研究指标争取在未来5年内，参加国际大型学术会议21人次，国内大型学术会议30人次，5-10名研究人

26、才在国外大学或在重要国际会议上作报告，至少2名研究人员在国外进修（合作研究），承担3项国际交流合作项目、10项国内合作项目，具体见下表：表6 学术交流与合作研究指标年度国内学术会议国际学术会议国际合作项目国内合作项目2011311220125402201364122014860320158613合计3021310（五）配套措施1、稳定人才、引进人才的措施1）进一步加强学科博士点、博士后流动站建设工作等，用高水平研究平台支撑学科建设，吸引和稳定高层次人才；2）加大资金投入，提高实验室装备条件，改善研究生培养条件、学习条件；3）出台一整套改善学术骨干工作、生活条件的政策；尽可能解决学术骨干家属、孩

27、子等的后顾之忧问题。2、营造宽松学术环境工作措施1）人事制度和分配制度的改革：打破论资排辈和终身制，实行岗位聘任制，鼓励拔尖；2）放开政策：在科研人员完成学校规定的科研任务后，放开政策，将他们推向市场，使他们的知识能更快、更多地转化成生产力。3）建立竞聘机制：通过定量考核，建立重要岗位的竞聘机制，提高学术骨干待遇。4）对国内外优秀人才，在职称评聘等方面优先考虑。3、设置关键学术岗位的措施1）采用业绩从优和综合测评的方法，在实验室主任的统一部署下，竞选关键学术岗位带头人，在关键学术岗位带头人的部署下，选择学术骨干。2）设置各层面上的岗位津贴。3）年终对各岗位人员的业绩进行考核，优胜劣汰，确保优秀

28、人才脱颖而出。4、优化主要学术骨干知识结构的主要措施1）结合自身优势规划实验室发展方向，按方向的需要配备（或招聘）学术骨干和带头人。2）加强对外交流，派出优秀学术骨干到美国、德国、加拿大等国家和国内武汉大学、哈尔滨工程大学、中科院等重点大学或科研院所进修或攻读学位。3）优化研究队伍年龄结构、知识结构、技术职称结构。今后教师继续攻读学位或进修，其方向要符合实验室建设和发展的要求。（六）联合、开放设想本实验室已拥有一些国内一流的实验设备，并进一步购置一批相关的先进仪器设备。为更好的发挥这些先进设备的作用, 使实验室成为国内外海岛（礁）和海洋测绘研究领域的重要研究基地之一，本实验室将实行“开放、流动

29、、联合、竞争”的运行机制。我们将实验室的硬件、软件与信息平台对外开放，实验室主要大型仪器、设备已加入山东省大型科学仪器写作共用网并对外开放服务，为客座及校内外研究人员提供科研条件。实验室仪器设备统一管理、资源共享，校内外有关单位和课题组都可申请使用，实验室人员具体负责仪器设备开发、使用和管理，并为来室的研究人员和学生提供方便的使用条件。对大型仪器设备的使用实行合理收费，对可移动设备实行租赁使用，提高实验室设备的使用率。同时，研究人员必须服从本室仪器管理人员的指导，遵守仪器操作规程。有关联合、开放拟从以下几个方面具体工作着手进行：1、国内外学术交流会议：实验室积极开展高水平、高层次和实质性的国内

30、外学术交流，保证至少举办13次国内或国际性的学术研讨会，围绕实验室的研究工作进行实质性的学术交流。2、国内外交流与合作：实验室计划同目前已建立合作关系的国内外高校、科研院所、重点开放实验室等进一步加强定期学术互访、科研合作和研究生培养，逐步扩大研究领域。（1）拟与美国Woods Hole海洋研究所、夏威夷大学合作，进行海洋空间物理与基准、海洋探测和海洋遥感等方面的研究；（2）拟与中科院海洋研究所、国家海洋局第一海洋研究所、国家海洋局第二海洋研究所等，开展实质性的学术（技术）交流与合作；（3）聘请相关研究领域的国内外知名学者为本实验室客座教授或学术顾问，定期来实验室讲学，重视客座研究工作的开展；（4）互派留学生和高访人员进行交流与合作。3、对外开放课题：根据科研攻关的需要，针对某些基础性难题进行立项，设立开放性课题，并组织校内外公开竞标。4、实验室对外开放：吸引研究人员到实验室开展研究工作。5、产学研联盟：实验室已与青岛秀山移动