测深学

测深学，是对海底（海底地形）、湖底或水下深度的研究 河流地板。 换句话说，水深测量相当于测高或地形的水下测量。 最早记录的水深测量证据来自 3000 多年前的古埃及。 测深（或水文）图通常用于支持水面或水下航行的安全，并且通常将海底地形或地形显示为等高线（称为深度等高线或等深线）和选定的深度（探测），并且通常还提供水面导航 信息。 测深图（一个更笼统的术语，其中航行安全不是问题）也可以使用数字地形模型和人工照明技术来说明所描绘的深度。 全球测深有时会与地形数据相结合以产生全球地形模型。 古水深测量是对过去水下深度的研究。

海底地形，是指陆地（地形）与海洋交界时的形状。 这些形状在海岸线上很明显，但它们在水下也以重要方式出现。 海洋栖息地的有效性部分由这些形状决定，包括它们与洋流相互作用和塑造洋流的方式，以及当这些地貌占据越来越深的深度时阳光减弱的方式。 潮汐网络取决于沉积过程和流体动力学之间的平衡，然而，人为影响对自然系统的影响比任何物理驱动因素都大。

海洋地形包括从沿海河口和海岸线到大陆架和珊瑚礁的沿海和海洋地貌。 在更远的开阔海洋中，它们包括水下和深海特征，例如海隆和海山。 淹没表面具有山地特征，包括横跨全球的洋中脊系统，以及海底火山、海沟、海底峡谷、海洋高原和深海平原。

海洋的质量约为 1.35×1018 公吨，约占地球总质量的 1/4400。 海洋面积为 3.618×108 km2，平均深度为 3,682 米，估计体积为 1.332×109 km3。

最初，测深涉及通过深度探测测量海洋深度。 早期的技术使用预先测量好的粗绳索或电缆，降低到船的一侧。 该技术一次仅测量一个奇异点的深度，因此效率低下。 它还会受到船舶运动和水流的影响，使线路偏离真实，因此不准确。

今天用于制作测深图的数据通常来自安装在船下或船侧上方的回声测深仪（声纳），在海底发出一束向下的声波，或来自遥感 LIDAR 或 LADAR 系统。 声音或光在水中传播、从海底反弹并返回到发声器所需的时间量会告知设备到海底的距离。 LIDAR/LADAR 测量通常由机载系统进行。

从 1930 年代初期开始，单波束测深仪被用于制作测深图。 今天，通常使用多波束回声测深仪 (MBES)，它使用数百个非常窄的相邻波束（通常为 256 个）排列成通常 90 到 170 度的扇形条带。 紧密排列的窄单个光束阵列提供了非常高的角分辨率和精度。

一般来说，与深度相关的宽条带允许船只通过更少的通过次数，在比单波束回声测深仪更短的时间内绘制更多的海底地图。 波束每秒更新多次（通常为 0.1–50 Hz，具体取决于水深），允许更快的船速，同时保持 xxx 的海底覆盖率。 姿态传感器允许校正船在海面上的横摇和俯仰，陀螺罗盘提供准确的航向信息以校正船的偏航。 （大多数现代 MBES 系统使用集成的运动传感器和定位系统来测量偏航以及其他动态和位置。）船载全球定位系统（GPS）（或其他全球导航卫星系统（GNSS））定位 相对于地球表面的探测。 由于温度、电导率和压力等不均匀的水柱特性，水柱的声速剖面（水中的声速与深度的函数）修正了声波的折射或射线弯曲。 计算机系统处理所有数据，校正上述所有因素以及每个单独光束的角度。