水下地形测量需要那些设备？有个工
系统的工作原理
下水地形测量的基本原理是利用声波反射时间来计算该点的水深。早期的产品有当前我国仍在大量使用的单波束回声测深仪。而目前国际先进的产品是多波束测深仪，这两套系统虽然工作原理相同，但单波束回声仪每次只能发射一束声波，只能得到一个水深数据点。 如利用单波束回声仪测量一个区域的水下地形，须先根据出图比例和规范要求，预先确定测点和测线的间距，再用水文船逐点进行测量，以此画出地形等高线图或断面图。当前，我国不少单位将单波束回声仪与GPS技术相结合，并开发了相应的现场数据采集与后处理软件，这已大大提高了水下地形测量的效率。 但是，由于单波束回声仪的声波发射角一般为15º×15...全部
系统的工作原理
下水地形测量的基本原理是利用声波反射时间来计算该点的水深。早期的产品有当前我国仍在大量使用的单波束回声测深仪。而目前国际先进的产品是多波束测深仪，这两套系统虽然工作原理相同，但单波束回声仪每次只能发射一束声波，只能得到一个水深数据点。
如利用单波束回声仪测量一个区域的水下地形，须先根据出图比例和规范要求，预先确定测点和测线的间距，再用水文船逐点进行测量，以此画出地形等高线图或断面图。当前，我国不少单位将单波束回声仪与GPS技术相结合，并开发了相应的现场数据采集与后处理软件，这已大大提高了水下地形测量的效率。
但是，由于单波束回声仪的声波发射角一般为15º×15º，这导致水下声波覆盖面太宽而大大降低了测量的精度，使之无法适应林比例尺要求精细的水利工程测量。
随着近几年来水下地形测量技术发展，单波束回声仪已不能满足需求，进而开发了多波束测深仪。
SeaBat8101是由声学仪器、GPS、姿态及航艏数字传感器、计算机及功能强大的软件组成的高技术设备。多波束换能器以一个较大的开角（如150º）向水下发射声波，同时接收几十束或上百束声波（如101束），那么每发出一个声波，便可在垂直于航线上得到一组水深数据。
当测船连续航行时，便可得到一个宽带的水下地形资料。SeaBat8101系统每次接受101个波束，每个波束开角15º×15º，总开角为150º，测量的覆盖宽为水深的7。
4倍（水深小于70m时）。与单波束回声仪相比，多波束测深仪最大的优点是测点多，全覆盖、精度高，而且能够准确全面地反映水下地形起伏变化情况。
SeaBat8101中配有侧扫声纳，可在进行水下地形测量的同时观察测区的水下地形起伏变化。
侧扫声纳主要用天对水下地貌、地物、物体进行目标搜索和监测。当安装在船上的换能器发射一个声波脉冲后，声波发球面波的方式向远方传播，碰到水底后产生反射波或反向散射波，并沿原路线返回到换能器。从回波反射信号的强弱来看，硬的、粗糙的、凸起的水底回波信号强；软的、平坦的、下凹的水底回波信号弱；被凸起物遮挡部分的水底则没有回波信号。
回波信号幅度的高低就包含了水底起伏变化和软硬的信息。每发射一次声波信号，便可得到垂直于船航行方向的一条线上的水下地貌信号，当船连续航行，换能器按一定时间间隔做发射/接收信号，经过信号处理后，便可得到一条带状水下二维地形地貌声像图。
根据接收设备的配置，声像图可以是彩色的，也可以是黑白的。因此也有人把侧扫声纳比作医学上使用的CT机或B超。
系统的主要优缺点分析
在近两年的实际运用过程中，我们不断摸索不断总结经验，发现SeaBat8101系统与传统水下测量手段相比主要有以下优点：（1）测量以带状方式进行，波束连续发射和接收，测量覆盖程度高，对水下地形可百分之百地覆盖。
与单波束比较，多波束的波束角窄，对细微地形的变化都能完全反映出来，也就是说单波束是点、线的反映，而多波束则是面上的整体反映。（2）由于是对地形的全覆盖，其大量的水深点数据使生成的等值线真实可靠，而单波束是将断面数据进行摘录成图以插补方式生成等值线，在数据采集不够时，将导致等值线存在一定偏差。
（3）多波束系统同步记录船体姿态信息，即，起伏、纵摇、横摇、航向等，由Caris后处理软件对测量结果进行校正，使测量结果受外界不利因素影响减小到最低限度。对于单波束而言，未进行这些校正，其测量结果相比受外界因素影响较大。
（4）Caris后处理软件功能强大，能对测量资料进行多种成图处理，可生成等值线图、三维立体图、彩色图像、剖面图等，同时还能对同一测区不同测次进行比较以及土方计算等，这大大简化了我们的工作。（5）由于野外测量记录的是未经任何校正的原始数据，测区是全覆盖，因此在后处理时Caris软件可对同一测区生成不同比例尺的测图，以满足不同的需要。
（6）直观性强，可以在现场直观地看到水下的地形起伏、冲淤情况，以及护岸工程的效果，利用软件的回放功能，不仅在现场而且在室内也能演示。
综上所述，SeaBat8101系统优点很多，但系统也存在一些不足，主要有：（1）测量时数据需要全覆盖，加大了外业的工作量。
（2）声纳探头在测量时必须首先满足其安全水深，这就意味着无法采集到水深较浅位置的数据，目前我们采取的办法只有在水位高出所需测量范围最大高程2~3m时进行测量。（3）测量过程中，船急转弯时容易出现GPS跳点的情况，此时若处于采集数据过程中，将出现断数据的现象，须重新跑线。
（4）Caris软件成图图式不完全符合我国国际要求，但经过我们的改进已基本克服了这个缺点。
系统的应用前景
该系统适用于内河、水库、湖泊及海洋等水域的水下地形测量，水下目标物的搜寻及监视，探头的发射功率可调，适用于不同浊度和含沙量的水体。
系统具有广泛的应用前景，应用范围包括：江河、水库、湖泊、海洋水下地形测量，特别是大比例尺（1：2000以上）、大范围的测量；江岸堤防及险工险段水下监测；水下工程检测（如抛石护岸等）；河道疏浚及港口、码头、桥梁工程测量；水下管线、电缆等监测；沉船、水下物体打捞搜寻。
多波束系统在防洪减灾中的应用具有有巨大的经济效益和社会效益。由于多波束系统具有实时监测功能，可以现场，可以现场监测水下地物地貌的细微变化，因而在堤防安全、溃口、崩岸监测、水下物体摸探及打捞等方面，具有其他方法不可替代的作用。
多波束水下测量系统以其全覆盖、无遗漏的测量方式，在效率、精度、分辨率及水下地形成图质量上有了大幅度提高，整个系统从外业到内业全过程真正实现了自动化、智能化和数字化，彻底改变了传统的水下测量手段，具有广阔的应用前景。
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