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中国海洋报、连云港发布、连网:推动高校海洋测绘走向“无人化时代”——记江苏海洋大学测绘与海洋信息学院教授周立
2019-12-27 10:54 陈晓艳 杨平  中国海洋报   (点击: )
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中国海洋报2019年12月26日教育版、连云港发布2019年12月26日、连网2019年12月26日

“你可以尝试研究无人船舶、无人舰,利用传感器检测信息……”天色渐暗,江苏海洋大学海洋工程技术中心二楼依然亮着灯,测绘与海洋信息学院教授周立正在与学生谈论着水下探测机器人传感器运用的设计方向。

周立长期从事海洋测绘领域的教学研究工作。近期,由他主持的“港口航道地理空间基础数据集成分析与信息共享服务关键技术”项目通过专家成果评价,达到国内领先水平,并荣获了2019年度中国测绘科学技术进步二等奖。周立表示,该项目是对海洋测绘无人化的有益尝试,未来,海洋测绘技术将迈向“无人化时代”。

用脚丈量,摸清“家底”研究方向从陆地转向海洋

2002年以前,周立一直从事测绘地理信息科学技术的教学与研究工作,参与的项目以测绘工程和城市测绘为主。

2003年,江苏海洋大学调整了办学方向,“具有鲜明的海洋特色”作为办学目标写进了校党代会报告。当时,周立所在的空间系是全校规模最小的,如何争取更多的资源,迅速增强空间系办学实力,是时任系主任周立最迫切的愿望。

“谁搞海洋,我就支持谁!”在中层干部大会上,校领导的一句话瞬间激起了周立的斗志:“为什么不能向海洋测绘转型?”

2004年,适逢国家海洋信息中心在全国范围内开展海域使用权第一次普查,连云港被确定为首批试点城市。周立争取到了参与此次调查的机会,主要负责测绘连云港海岸线的地理空间信息。

当时,海洋测绘尚属于起步阶段,技术水平相对滞后,也没有专用的仪器设备。周立就按照高标准的陆地测量方式,对连云港海岸线进行测量。由于大多数测量点都远离城市,交通不便,周立索性手拉肩扛测绘仪器,北起绣针河,南到燕尾港,连云港170多公里的海岸线,他用脚丈量了一遍,“虽然是个笨办法,但保证了测量数据的准确性。”周立觉得所有的付出都是值得的。

那次是连云港市海域使用现状第一次权属调查,周立的测量数据为当时全市海域使用情况摸清“家底”提供了重要支撑。也是从那时起,他的研究方向逐渐转向海洋,“下海,势在必行。”周立坚定地说。

连云港是一座山、海、港、城相依相拥的城市。作为全国首批沿海开放城市之一、新亚欧大陆桥东方桥头堡,连云港市在“一带一路”建设中承担重任,发展海洋经济需要大量的人才支撑、科技支撑。“江苏海洋大学与生俱来就与连云港市有着亲密的地缘关系。为地方经济建设助力,我们义不容辞。”周立说。

智慧港口,测绘先行“时空一体图”让数据“自己说话”

“一带一路”建设和长江经济带建设对江苏沿海港口的发展提出了更高目标,港口需要进一步加快建设,继而充分发挥在区域经济和产业发展中的支撑和带动作用。

海港规划建设需要对海区的地形、地貌、地质、气象、水文、波浪、泥沙等自然条件,城市供电、供水、通信、施工条件,以及社会、人文情况等进行勘测和调查分析。因此,勘测数据与调查资料是进行港口规划建设的先决条件和基础。

2011年,周立参与连云港30万吨级深水航道建设项目,这是迄今为止国内外开挖厚度最大的人工航道。他认为,自然数据集成共享和空间信息决策支持服务是建设数字港口、智慧港口的基础。针对传统港口航道地形、地质、水文等资料标准不一、管理分散、共享困难等问题,他申请了“港口航道地理空间基础数据集成分析与信息共享服务关键技术”课题,创新性地提出了“时空一体图”理念,建成了“纵向多层、横向多库”的共享服务体系,建立了核心数据库、信息资源仓库、服务功能仓库,研发出港口航道规划设计、施工管理、安全营运和公众服务应用平台以及规范建设标准,整个流程可以准确记录港口航道开发建设周期中各个阶段的信息。

一图胜过千言。航道水文、海底地形地质等自然因素和动力过程的多种复杂因素叠加在“时空一体图”三维地理模型上,航道施工动态环境、施工全流程性能指标、边坡稳定性以及港口设施安全监测预警等数据信息一目了然,为连云港30万吨级航道建设指挥部的12个航道工程管理科学化、信息化提供了支撑与保障。

周立的研究成果对填挖工程量计算、航道剖面分析、航道形变分析及适航水深等关键环节的设计施工提供了重要决策依据,成功解决了淤泥质海岸建港的布局优化等技术难题,有效降低了建设风险,精准优化了航道设计,提质增效,降低成本,直接经济效益达数十亿元。

无人测绘,行将致远 提出海洋测绘新体系新理念

周立主持的项目“港口航道地理空间基础数据集成分析与信息共享服务关键技术”其实也是一次无人化海洋测绘的有益尝试。

海洋测绘是海洋保护开发的“眼睛”,无论是海洋权益维护、海洋经济发展,还是海洋科学研究,都需要高精度的海洋空间基础地理信息。目前,海洋测绘面临诸多问题:现有的海洋船舶测绘平台作业成本高、效益低;数据采集自动化程度低、实时性差;数据不能智能化处理,工作效率低;视觉图像、声学图像,对目标物的判别尚需人工判读等等,“若改变现状,必须在海洋测绘行业进行一场颠覆式的革命,而无人化技术的潮流给海洋测绘带来了新的发展机遇。”周立表示,“进行无人化海洋测绘研究,江苏海洋大学有基础、有实力、有信心。”

近年来,学校积极组建无人艇团队,致力于研究探测型水下机器人等海洋探测高端装备。基于无人艇和水下机器人的共同合作,逐渐形成水面水下立体化自动化动态数据采集体系。

“借助云计算、物联网、人工智能和地理空间信息技术等,可以完成海洋空间大数据采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用等一系列工作,这是一种前所未有的无人化海洋测绘新体系。”展望自己的研究前景,周立说,“智慧海洋的建设离不开顶层设计和技术支撑,在海洋测绘领域,无人化是大势所趋,摆在测绘人面前的课题还很多,必须竭尽全力。”



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