海岸带区域大地水准确定的几个关键问题研究

Coastal zone is a transitional region between continent and ocean. The geoid in coastal zone is not only one of the important prerequisite for economic construction and development along the coast and island but also an important guarantee for marine exploitation. Precise geoid could help the government manage the marine resources and grasp the overall layout of marine strategy, to ensure and push forward the sustained, rapid and healthy development of marine economy. But the determination of the geoid of the coastal zone is faced with several key problems, such as the scarcity of data and blank, the resolution of the data is not uniform, and the multi-source data fusion. To solve these problems, the following studies will be carried out in this proposal. 1) using satellite altimetry waveform retracking technology to improve the gravity anomaly near coastal area; 2) study the spectrum information of low resolution of DBM and analysis the RTM reduction effect from DTM/DBM with different resolution; 3) improve the Stokes kernel function to avoid the effect of the far zone; 4) study the IOST fusion method of multi-source data, especially the signal and its error estimation method of PSDs; 5) study the contribution of airborne gravity data to the geoid of coastal zone. After these key problems of coastal geoid determination are solved in this proposal, it could provide spatial information for coastal and island construction, to provide technical support for the construction along the "Maritime Silk Road".

海岸带是陆地与海洋的过渡地带，海岸带大地水准面是沿海及海岛礁经济建设与发展的前提，更是海洋开发的重要保障。精确的海岸带大地水准面信息，有利于国家对海洋国土资源的管控，科学把握海洋战略的整体布局，推动海洋经济快速、有序、可持续发展具有深远的影响和重要的战略意义。海岸带大地水准面的确定面临着数据稀少及空白、数据分辨率不统一、多类数据融合处理等几个关键问题。项目针对这些问题，研究利用卫星测高波形重跟踪技术改进近海重力；研究低分辨率DBM的频谱信息，分析不同分辨率的DTM与DBM对RTM归算影响；研究改进Stokes核函数，避免远区无重力影响；研究多源多类数据融合处理的IOST方法，重点研究信号及误差的PSDs估计方法；研究航空重力数据对海岸带大地水准面的贡献。通过本项目的研究，解决海岸带大地水准面确定中的关键问题，为海岸带及岛礁建设提供地理空间信息，为“海上丝绸之路”沿线建设提供技术支撑。

海岸带是陆地与海洋相互作用的地带，是地球表面最为活跃的自然区域，也是资源与环境条件最为优越的人类生活区域。海岸带大地水准面是海岸带与海岛礁地理空间信息的基础，是海岸带及海岛礁经济建设与发展的前提条件之一，更是海洋开发的重要保障。精确的海岸带大地水准面信息，有利于加强国家对海洋国土资源的宏观调控能力，有利于科学把握海洋强国战略的整体布局，对促进海洋资源科学合理分配、推动海洋经济快速、有序、可持续发展具有深远的影响和重要的战略意义。.本项目针对海岸带大地水准面的确定中面临的数据稀少及空白、数据分辨率不统一、多类数据融合处理等几个关键问题，开展四个方面的研究内容，包括①利用波形重跟踪技术改进近海测高重力的研究，②核函数和地形对海岸带大地水准面确定影响的研究，③多源数据确定海岸带大地水准面的理论方法研究，④航空重力数据改进海岸带大地水准面的分析与研究。通过项目的实施，①提出了近海测高波形重跟踪改进方法（DW-TR），提高近海测高数据使用效率；②完善了Stokes核函数算法，克服了远区重力数据影响；③基于等效岩石地形概念，压缩海水构建岩石等效地形，并联合陆地地形和海洋深度数据，重构陆海一致的RTM地形模型，解决陆地DEM和海域DBM不一致问题。④在美国近海岸、巴基斯坦信德省区域高程基准面试算分析的基础上，联合EIGEN-6C4模型和构建的剩余地形模型（RTM）构建青岛及附近海岸带区域基准面。⑤提出利用GPS/水准数据进行多面函数拟合改进高程基准面的方法，最终构建了青岛及周边区域海岸带高程基准面，外部检核精度为3.4cm，达到了项目的预期目标。.通过本项目的实施，发表刊出学术论文9篇，培养研究生7人，开发软件模块4项，部分成果参与国家级奖项申报3项。本项目成果为后期开展全球性陆海高程基准统一积累了经验和技术基础，为海岸带及岛礁建设提供了统一地理空间信息，为“海上丝绸之路”沿线建设提供技术支撑