[科普中国]-大陆架地形测量

大陆架地形测量是按一定的程序和方法，将海水覆盖下的大陆架地形及其变化记录在载体上的测量工作。包括：海水深测量、海上定位测量、海洋底质探测和大陆架地形图绘制等。

简介测量大陆架区域地物和海底起伏形态的工作。海底地形测量的一种。

测量内容包括地貌、地物，海底沉积层厚度和分层结构，露出水面、悬浮水中或固定于海底的各种藻类、海草、珊瑚和贝类等海洋生物的分布区界，以及水文要素等。不同深浅的海域，进行全覆盖测量。测量原图的比例尺系列、投影、分幅、编号、坐标系、高程基准等与陆地地形图相一致，以利于海、陆地形图衔接使用。日本于1967年开始大陆架地形测量，比例尺为1：20万，采用兰勃脱正形圆锥投影。美国于1973年起在东经180°以东、北纬45°以南的北太平洋和整个北大西洋海域进行大陆架地形测量，比例尺为1：25万。1974年起，苏联在波罗的海、黑海、里海、鄂霍次克海等海域的大陆架进行了海底地形测量，编制成大陆架海底地形图。广泛应用于自然地理研究、地球物理调查、部署海上防御体系。70年代以来，随着海洋权益的争夺，大陆架地形测量发展异常迅速，测量方法逐步趋向自动化。1982年《联合国海洋法公约》，对沿海国确定大陆架规定了新的标准，促进了大陆架地形测量工作的开展。1

测量内容海水深测量测定水面点至水底垂直距离和水面点平面位置的工作。海道测量和海底地形测量的主要内容之一。为舰船安全航行、水中武器使用等提供准确的深度资料。工作分三个阶段：①测前准备。根据技术设计书所确定的测区范围、图幅比例尺准备图板，在图板上层绘控制点及相应定位格网；布设主测深线和检查线；确定验潮站、验流点、水文点和底质点位置；检查和校正测量仪器；领取各种图件资料等。②外业实施。用运载体(船或飞机)上的测量仪器沿预定测(航)线连续测深，并按一定时间间隔定位；同时各验潮站观测水位；观测礁石、沉船等航行障碍物的位置、最浅深度或高度和水下延伸范围(见障碍物探测)；观测水文和调查底质。测深工作根据任务及使用不同测深仪器设备，分点、线、面测深三种。

在局部浅水区可使用测杆或水砣；较大面积的测区通常用回声测深仪测深。在海底地形、水下施工、潜艇训练区等的高精度测量中，用多波束、遥感和电磁测深系统测深。水面点的定位，亦称海上三维定位，视觉能分辨岸上目标时，可用光学仪器，如经纬仪、六分仪、平板仪以交会法定位；对于精度要求高的大比例尺测图，可用激光(红外)测距仪配合经纬仪以极坐标方法定位，或微波测距仪以圆一圆法定位；在近海或大洋上使用无线电的测距差(双曲线)或测距(圆一圆)法定位，或用全球定位系统(GPS)以伪距、载波、相位法或差分GPS定位。定位点采用解析法或图解法记人图板，或连同水深等数据存人磁带(盘)中。③成果整理。主要是对所测数据进行各项改正，对成果进行质量检查，绘制成果图，并对资料进行整理和整饰。1

海上定位测量传统的海洋测量主要是在沿岸海域进行。沿岸海域在天气较好、风浪较小的时，通常使用光学仪器，利用陆地目标定位测量。这与陆地测量定位有些相似，但是在水上测量，测量船也是摇摆不定的，因而海洋测量定位精度要比陆地测量定位精度低得多。现代微波测距、激光测距等仪器的使用，对海洋测量定位精度的提高十分有利。随着航海、海洋开发事业逐步向远海发展，海洋测量也由沿岸逐步向远海发展。使用光学仪器和陆地目标进行定位已不能满足要求。为此，研制出了多种无线电定位仪器，近程的如无线电指向标、无线电测向仪、高精度近程无线电定位系统等；中远程的如罗兰、台卡、奥米加、阿尔法等双曲线无线电定位系统。这些定位系统定位距离都比较远，但精度一般都比较低。由于中远海海底地形都比较乎坦，精度略低不会影响测量成果的使用，因此仍能满足航海等的需要。

但是，现代海洋开发事业已远远超出交通运输、对海洋的资源调查勘测、海洋工程建设、海洋科学的研究等，需要更精确的测量成果。为此，现在已研制了水声定位系统和卫星定位系统，尤其是已将全球定位系统引入海洋测量中。目前利用GPS进行海洋测量定位的精度已可达到米级，甚至分米级，并且还在进一步研究提高。2

特点大陆架作为一个全球性的地形要素，位于大陆边缘的大陆一侧，在地形、沉积方面有一系列全球共同的特征，谢帕德(1973)在他的“海底地质学”中，对大陆架地形特征作了如下归纳：

1)全球大陆架平均宽度为75 km。

2)陆架边缘(坡度变陡处)平均水深为130 m。

3)陆架最平坦部分的平均水深为60 m。

4)陆架地形较平坦，大约在60%的地形剖面上有20 m左右幅度的隆起地形。

5)有35%左右的地形剖面上，有深达20 m的凹地，大多数是盆地状凹地，另一些为纵向谷地。

世界陆架上，还普遍存在以下几种特征地形：

1)世界各地宽广的大陆架上，往往存在数级不同深度的海底阶地，从滨外向外海逐级下降。世界陆架较明显的阶地面有水深15 m，32 m，52 m，68 m和100 m等五级；日本经过精密测量得出主要为三级，水深20 m以上为现代形成，水深30～50 m的为晚更新世末次冰期后形成，水深100～130 m阶地面为末次冰期最盛期形成。

2)沉溺河谷和冰川谷等海底谷地。世界上研究较详细的陆架上沉溺河谷是美国东岸外长岛以南大陆架上的水下谷地，从长岛岸外开始直至陆架外缘水深80 m处分叉，并堆积了一个出口扇而消失，未与陆坡上的海底峡谷相连，谷地宽由7 kmg大到出口处25 km，谷底最深处达100 m，这是典型的沉溺河谷。3

相关概念大陆架大陆架范围自海岸线(一般取低潮线)起，向海洋方面延伸，直到海底坡度显著增加的大陆坡折处为止。陆架坡折处的水深在20米～550米间，平均为130米，也有把200米等深线作为陆架下限的。大陆架平均坡度为0～0.7，宽度不等，在数千米至1500千米之间。全球大陆架总面积为2710万平方千米，约占海洋总面积的7.5%。陆架地形一般较为平坦，但也有小的丘陵、盆地和沟谷；上面除局部基岩裸露外，大部分地区被泥砂等沉积物所覆盖。大陆架是大陆的自然延伸，原为海岸平原，后因海面上升之后，才沉溺于水下成为浅海。

大陆架是地壳运动或海浪冲刷的结果。地壳的升降运动使陆地下沉，淹没在水下，形成大陆架；海水冲击海岸，产生海蚀平台，淹没在水下，也能形成大陆架。它大多分布在太平洋西岸、大西洋北部两岸、北冰洋边缘等。如果把大陆架海域的水全部抽光，使大陆架完全成为陆地，那么大陆架的面貌与大陆基本上是一样的。在大陆架上有流人大海的江河冲积形成的三角洲。在大陆架海域中，到处都能发现陆地的痕迹。泥炭层是大陆架上曾经有茂盛植物的一个印证。泥炭层中含有泥沙，含有尚未完全腐烂的植物枝叶，有机物质含量极高。黑色或灰黑色泥炭可以作为燃料而熊熊燃烧。在大陆架上还能经常发现贝壳层，许多贝壳被压碎后堆积在一起，形成厚度不均的沉积层。大陆架上的沉积物几乎都是由陆地上的江河带来的泥沙，而海洋的成分很少。除了泥沙外，永不停息的江河就像传送带，把陆地上的有机物质源源不断地带到大陆架上。大陆架由于得到陆地上丰富的营养物质的供应，已经成为最富饶的海域，这里盛产鱼虾，还有丰富的石油天然气储备。大陆架并不是永远不变的，它随着地球地质演变，不断产生缓慢而永不停息的变化。

大陆架有丰富的矿藏和海洋资源，已发现的有石油、煤、天然气、铜、铁等20多种矿产；其中已探明的石油储量是整个地球石油储量的1/3。大陆架的浅海区是海洋植物和海洋动物生长发育的良好场所，全世界的海洋渔场大部分分布在大陆架海区。还有海底森林和多种藻类植物，有的可以加工成多种食品，有的是良好的医药和工业原料。这些资源属于沿海国家所有。4

大陆架划界(1)自然延伸原则。大陆架必须是沿海国陆地领土在海底的自然延伸，这与1958年《大陆架公约》规定的“邻接”标准实质上一样，明确了大陆架的地质学渊源和沿海国大陆的密切关系。

(2)大陆架的外部界限可以一直延伸到大陆边外缘的海底区域的海床和底土，即如《联合国海洋法公约》第76条第3款所规定，“大陆边包括沿海国陆块没入水中的延伸部分，由陆架、陆坡和陆基的海床和底土构成，它不包括深洋洋底及其洋脊，也不包括其底土。”这一规定明确了大陆架的法律概念与地理概念的区别。

(3)大陆架外部界限的距离可扩展到200海里，这是对自然延伸原则的一个补充，这样做的目的就是为了照顾大陆架外部界限不足200海里的窄大陆架国家，并与专属经济区的规定相衔接。

(4)为限制宽大陆架国家，《公约》规定了在沿海国的大陆架从领海基线量起超过200海里时划定大陆架的外缘的方法。也就是在任何情况下，沿海国的大陆架的外部界限不应扩展到从领海基线量起350海里，或不应超过2500米等深线100海里以外。5

本词条内容贡献者为:

胡启洲 - 副教授 - 南京理工大学