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摘要:隨著“一帶一路”倡議的實施，近年來涌現了越來越多的海外港口及園區概念設計項目。在這類項目的設計實踐過程中，經常遇到缺乏水深、地形、自然水文和人口經濟數據等問題，給設計工作帶來了較大困難。針對以上問題，歸納分析、搜集整理公開渠道可獲取的水深地形數據、自然水文數據以及人口經濟數據，給出數據的性質、來源和用途。建議建立專用數據庫，采購專業的軟件，建立完善的設計咨詢流程，以更好地完成海外工程項目前期概念設計工作。

關鍵詞:概念設計；水深；地形；水文；人口經濟

隨著國家“一帶一路”倡議的展開，近年來一帶一路沿線國家涌現了越來越多的港口及園區設計項目。這些項目有些處于未開發地區，委托方難以給出有效資料，現場調研不足，通常缺乏水深地形、自然水文和人口經濟數據，給設計工作帶來了較大挑戰。本文通過歸納分析，整理了公開渠道可搜集到的水深地形數據、自然水文數據以及人口經濟數據，介紹了數據處理方法，為此類項目設計實踐提供一定參考。

1水深地形數據

除傳統的水深地形測量技術外，項目水深地形數據的獲取一般根據制圖及設計需要，按尺度分為全球地形起伏數據、公開的衛星數字高程數據、高精度商業衛星遙感數據、海圖數據和無人機遙測掃描數據等。

1.1全球地形起伏數據

全球地形起伏數據一般是指同時含有陸地和海洋的大尺度地形，一般用于地球物理、海洋地震等基礎科學研究，主要來源于國外衛星遙感及反演計算，其分辨率一般在1km以上，可用傳統的GIS軟件或新興的Python繪圖工具包進行投影和數據處理，主要全球地形起伏數據見表1。

1.2公開的衛星數字高程數據

公開的衛星數字高程數據(表2)，一般是指初步具有工程意義的陸地地形高程數據，多用于公鐵路選線和大區域規劃等，主要來源于國內外衛星遙感。衛星數字高程數據分辨率一般在30m以上，其中航天飛機雷達地形任務(SRTM)數據在經過一系列不同處理后也被廣泛應用于GoogleEarth2、ArcGIS和GlobalMapper等軟件作為基礎地形數據。較多國內公司利用這些軟件的應用程序接口下載并調用衛星影像及地形數據進行二次開發，提供專業的地理規劃軟件供國內用戶使用，可同時下載高清衛星圖和水深地形數據，例如奧維互動地圖和水經注等。除以上數據，國內的高分衛星、資源衛星、環境衛星和風云衛星，國外的美國航空航天局、地質調查局、國家海洋和大氣管理局、歐洲航天局哨兵、日本宇宙航空研究開發機構和印度航天研究組織等衛星均有較多免費數據可供下載研究。

1.3高精度商業衛星遙感數據

高精度商業衛星遙感數據一般是指分辨率為0.3~30m、有相對精確的影像坐標的光學雷達衛星影像，這些數據需要購買。高分辨率影像起購面積多為25km2，中低分辨率影響則按景數來計算，每景范圍為32.5km×32.5km。這些衛星遙感數據一般用于地勢平坦、植被規律且較少、比尺超過1􀏑10000的測量任務。

1.4海圖數據

海圖具有重要的工程意義，目前可獲取的海圖主要包括紙質海圖、互聯網電子海圖和系統電子海圖，其中后者可以離線使用并導出數據。紙質海圖一般可通過海圖銷售機構購買并掃描，個別網站也有免費的電子版紙質海圖可供下載，可部分下載的電子版紙質海圖見表3?；ヂ摼W電子海圖一般指可在手機App或電腦瀏覽器里直接瀏覽的海圖，通常用于承載AIS或導航服務，作為底圖的海圖被廣泛采用于前期設計工作，主要互聯網電子海圖見表4。系統電子海圖一般是指S575、S63、C￣MAP海圖等，其中S57標準000格式的官方電子海圖可導出shp∕dwg數據；MIKEC￣MAP按區域購買后也可以導出數據供工程設計使用。這些系統電子海圖見表5。1.5無人機遙測掃描數據隨著無人機技術的不斷發展，無人機測繪測量在遙感測繪中占有非常重要的作用。無人機可以機載多種遙感設備，如單鏡頭數碼相機、五鏡頭數碼相機和激光掃描儀等獲取信息，并通過相應的軟件對所獲取的圖像信息進行處理。這些圖像信息按照一定精度要求可制作成陸域航拍及地形圖、傾斜攝影三維模型和水深測圖等。這些無人機數據一般用于1􀏑5000以上的傳統測量以及特殊的三維測量。傾斜攝影可采用較為成熟的多旋翼無人機方案，拍攝的照片可采用自動批量建模軟件進行三維場景還原，但需要較高的硬件支撐。

2自然水文數據

隨著眾多海洋衛星的成功發射及遙感反演算法的逐步發展6，目前各種各樣的區域性和全球性海洋水文參數數據產品應運而生，并在海洋環境監測、海洋環流動力學研究等多個方面得到了較為廣泛的應用。除海洋深度產品(全球地形起伏數據)外，波浪模型、衛星高度計、風場數據和海表洋流產品可在表6所列數據庫中獲得。

3人口經濟數據

國內項目所需的人口經濟數據，一般可以通過國家統計局的統計年鑒和歷史核算資料、«中國經濟社會統計»«中國經濟信息網»«人民日報數據庫»«中國自然數據庫»和其他商業收費數據庫查詢。海外項目所需的經濟數據，取決于所在國信息化水平及公開程度，網絡免費資源參差不齊，一般主要參考國際機構的數據庫以及專業的商業數據庫，見表7。以上人口經濟數據需要經過加工處理以便符合項目需要，除傳統的Office工具外，還可通過各類數據可視化工具進行處理，甚至采用日益豐富的Python編程制圖模塊進行定制，以更專業地表達工程訴求。

4項目應用

海外工程前期概念設計所需的地形圖，根據其地理位置和精度要求，可先采用較為流行的空間數據處理工具GlobalMapper直接訪問前述地形高程數據服務源，下載對應區域的TIFF格式的DEM數字高程數據，并在軟件內進行數據處理；也可在修改投影后將數據轉換為KML、SHP、IMG、DXF等數十種交換格式，以導出至其他專業軟件中，常見的有ArcGIS、GoogleEarthPro、AutoCAD和奧維互動地圖等。若只是下載高精度衛星地圖和對應范圍內的地形圖，國產的奧維互動地圖可以較好地完成任務。柬埔寨某大型臨港工業園的整體規劃即分別采用了上述兩種途徑得到了高精度DEM數據，并在ArcGIS里進一步進行規劃分析，包括高程分析、坡度分析、流域分析等，取得了良好效果。在工程前期踏勘測量時，可通過GlobalMapper將含有正確坐標的設計圖紙轉換為KML等交換格式，在設定好投影坐標后，可導入奧維互動地圖PC版和移動版，用于踏勘放樣。目前正在執行的阿爾及利亞某項目的勘察測量工作即采用了此途徑，取得了良好效果。須注意的是，國內的地圖類產品均按國家測繪局要求進行了非線性偏移處理，因此用于國內項目時需要糾正偏移。

5結論

1)全球衛星遙感技術及互聯網技術的發展為海外工程的前期概念設計帶來了巨大的變革。越來越多的數據可通過公開渠道獲取，例如水深地形數據、自然水文數據和人口經濟數據等。2)本文詳細列明了這些數據的性質、來源和用途，并建議采用專業的GIS軟件及編程工具進行處理，結合一些海外項目的前期概念設計實例，解決了項目數據缺乏的問題。3)建議國內設計企業重視上述海外工程設計數據的搜集整理工作，建立專用數據庫，采購專業的軟件，建立完善的設計咨詢流程，以更好地完成海外工程項目前期概念設計工作。

參考文獻:

1滕飛.印尼近海潮汐潮流的數值模擬D.青島國家海洋局第一海洋研究所2013.

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6吳桂平劉元波.海洋重要水文參數的衛星遙感反演研究綜述J.水科學進展2016271139￣151.7.

作者：周野 龔春發 單位：中交第四航務工程勘察設計院有限公司