中華人民共和國地質礦產行業標準2022-08-24發布中華人民共和國自然資源部發布IDZ/T0408—2022前言 Ⅱ1范圍 12規范性引用文件 13術語和定義 14總則 24.1調查比例尺與測網密度 24.2時間基準 24.3定位要求 25技術設計 25.1資料收集 25.2設計書編寫 35.3測線布設 36海上作業 46.1準備工作 46.2設備安裝與試驗 56.3直拖式側掃聲吶測量 66.4壓載式側掃聲吶測量 76.5班報記錄 96.6數據記錄及備份 96.7施工現場質量監控 6.8野外測量報告 7數據處理與解釋 7.1數據處理 7.2資料解釋 8成果編制與資料提交 8.1成果編制 8.2資料提交 附錄A(資料性)側掃聲吶測量比例尺與測網密度 附錄B(資料性)側掃聲吶測量記錄表 Ⅱ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件由中華人民共和國自然資源部提出。本文件由全國自然資源與國土空間規劃標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本文件起草單位：中國地質調查局廣州海洋地質調查局、中國地質調查局發展研究中心。1側掃聲吶測量技術規程本文件規定了拖曳式側掃聲吶測量的技術設計、海上作業、數據處理與解釋、成果編制與資料匯交等方面的技術要求。本文件適用于海洋、湖泊、河流等地質調查中的拖曳式側掃聲吶測量工作，其他拖曳式側掃聲吶測量工作可參考使用。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本GB/T18314全球定位系統(GPS)測量規范DZ/T0069地球物理勘查圖圖式圖例及用色標準3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。利用回聲測深原理探測海底地貌和水下物體的設備，又稱旁側聲吶或海底地貌儀，其換能器可裝在船殼內或拖曳體中。通過拖纜拖曳和傳輸數據，進行測量的側掃聲吶。主要包括直拖式和壓載式兩種類型的側掃直接拖曳聲吶水下拖體，進行測量的側掃聲吶。水下單元由聲吶拖體和壓載裝置兩部分組成的拖曳式側掃聲吶。該類型的聲吶拖體通常為正浮力設計，通過一條臍帶纜與壓載裝置連接，壓載裝置通過數據拖纜與甲板單元連接。24總則4.1調查比例尺與測網密度調查比例尺與測網密度參見附錄A。4.2時間基準時間基準采用格林尼治時間(GMT)或當地時間。4.3定位要求4.3.1基本要求側掃聲吶測量的定位要求應按照GB/T18314的有關規定執行，同時應滿足以下要求：a)根據調查區位置、項目定位精度要求選擇適宜的定位系統，確保定位信號和誤差校正信號覆蓋整個作業區域；b)定位系統的靜態定位精度應優于2m;c)定位系統接收機的數據更新率不低于1Hz;d)出航前對定位信號接收機應進行至少25h的穩定性試驗，試驗結果應符合4.3.1b)的要求；e)坐標系采用2000國家大地坐標系統(CGCS2000)。4.3.2水下拖體定位要求4.3.2.1當調查區水深小于100m時，采用纜長計數裝置記錄拖纜的長度，拖體定位的準確度應優于拖纜長度的10%。4.3.2.2當水深大于或等于100m、小于1000m,使用水下定位系統時，要求如下：a)使用符合工作水深要求的定位信標；b)定位精度應優于定位信標至調查船距離的0.5%;c)準確測量水下定位系統換能器相對于水面導航定位參考點的三維偏移距；d)提供系統安裝和校正報告。4.3.2.3當水深大于或等于1000m時，應采用壓載式側掃聲吶，宜配備水下慣性導航系統。5技術設計5.1資料收集設計書編寫前應全面收集和分析調查區資料。收集和分析的資料應包括：a)調查區的最新海圖；c)調查區的實測水深地形圖；d)調查區的海底底質資料；35.2設計書編寫5.2.1項目設計書編寫項目設計書編寫應依據任務進行，由委托方審批后實施。如果設計發生變更，需要履行報批手續。a)調查項目(課題)任務、目的與要求；b)調查海域以往工作程度(概況、成果、存在問題),調查區及鄰區地質、地球物理基本特征等；d)海上作業方法及其質量要求；f)預期成果；h)經費預算；i)管理及安全保障。5.2.2施工設計書編寫施工設計書編寫應依據項目設計進行，由承擔單位組織專家審查后實施。如果設計發生變更，需要履行報批手續。施工設計書主要內容包括：a)任務與目的；b)調查區概況(自然地理、水文氣象、地形地貌等);d)調查船、調查設備以及具體的技術指標；e)技術要求和工作方法；f)作業參數試驗；g)施工部署；h)人員配置及責任分工；i)質量控制措施；j)資料驗收要求及上交資料目錄；k)附件：調查區施工安全評估報告(應包含調查區施工危險源評估及其對策的內容)。測線布設應按照以下規定執行：a)應根據最新版本的海圖或實地踏勘情況，避開島礁、漁業養殖區等障礙物；b)參見附錄A的要求布設測線，聯絡測線與主測線應垂直相交；c)主測線的方向應充分考慮調查區內盛行的海流方向，尤其是在強海流海域，測線方向應盡量與水流方向平行；d)測線編號應體現項目名稱，并具有唯一性和可延續性；e)全覆蓋測量時，應確保相鄰主測線之間的圖像重疊率大于或等于50%;f)調查區全覆蓋測量時，在施工單位發生變動、使用了不同型號的設備、測量間隔時間超過1年等情況下，均應布設重疊檢查區，并在重疊檢查區內至少重復測量1條測線；g)必要時，應對海底目標特征物或目標區布設加密測線，同時采用更小的量程對其進行重復測量。46海上作業6.1準備工作6.1.1設備選擇a)聲吶換能器的最大耐壓水深值應大于調查區的最大水深值的1.2倍。b)聲吶換能器水平波束角小于或等于2°。c)針對海底特征物的最高分辨率優于1m。d)量程分級可調，且滿足工作頻率小于或等于100kHz時，最大量程大于或等于400m或工作頻率大于或等于400kHz時，最大量程大于或等于75m。e)調查區水深大于或等于1000m時，應使用壓載式側掃聲吶系統。f)遠海作業時，應準備足夠的備品和備件，其中關鍵的備品和備件如下：1)拖纜纜端承重裝置及制作工具；2)適用作業工區水深的水密接插件，拖纜使用光電復合纜時，應準備相應的光纖水密纜件；3)適用作業工區水深的固化密封材料及模具等。6.1.2輔助設施的配備根據6.1.1選擇的設備，對配備的輔助設施規定如下：a)調查船舶須配備符合所使用側掃聲吶設備要求的絞車，以及配套的供電、通信電纜，起吊裝置，纜長計數器等，如使用拖纜的長度不超過100m,可不使用絞車；b)使用直拖式側掃聲吶時，配備的拖纜總長度應大于調查區最大水深的4倍，一般建議配備的拖纜總長度為調查區最大水深的5倍及以上；c)使用壓載式側掃聲吶時，配備的拖纜總長度應大于調查區最大水深的2倍，一般建議配備的拖纜總長度為調查區最大水深的3倍及以上；d)近岸淺水作業時，要求在船尾船舷側方配置臨時拓展支架，用于安裝拖纜懸吊點，以減少或避免船舶尾流的影響。6.1.3人員配備海上作業人員配備的基本要求如下：a)儀器操作組：每個班次至少配備側掃聲吶甲板單元操控人員和導航定位操控人員各1名。b)絞車操作組：1)每個班次至少配備絞車操控人員1名；2)若使用起吊裝置，每個班次還需配備起吊裝置操控人員1名。c)后甲板操作組：1)使用直拖式側掃聲吶時，每個班次至少配備聲吶拖體收放人員2名；2)使用壓載式側掃聲吶時，每個班次至少配備臍帶纜收放人員1名、脫鉤操作人員1名、拖體止蕩人員2名、現場指揮1名。d)質量監控組：每個航次至少配備質量監控人員1名，負責作業過程及數據質量的監督和控制。5e)上述人員上崗前應進行充分培訓，培訓內容包括：工作原理、操作方法、工作職責、班報記錄、質量監控、注意事項、安全及緊急情況處理等。6.2設備安裝與試驗6.2.1設備安裝設備安裝的基本要求如下：a)側掃聲吶的甲板單元應固定安裝在儀器房內，儀器房溫度范圍一般要求為20℃~30℃,相對濕度范圍一般要求為10%～90%;b)拖纜絞車在安裝前，應充分考慮其質量、幾何尺寸等，要求安裝后不影響調查船舶的安全航行；c)布設甲板電纜時應避開其他有源線纜，如無法避開，甲板電纜應與其他有源線纜方向垂直；d)側掃聲吶系統的地線應與船舶地線牢固連接。6.2.2碼頭測試6.2.2.1絞車系統測試絞車系統測試要求如下：a)新制作的承重纜端拉力測試：直拖式側掃聲吶拖體連接纜端耐拉力一般測試至10kN,壓載式側掃聲吶拖體連接纜端耐拉力一般測試至30kN,持續耐拉時間應不少于0.5h,要求測試后的承重纜端無損傷、無變形；b)纜長計數器測試：通過測量收放拖纜的長度，測試纜長計數器的準確度，要求纜長計數器誤差范圍為分米級；c)拖纜使用光電復合纜時，需要對光電復合纜的光纖衰減性能進行測試，要求其滿足通信功能的正常使用。6.2.2.2電源測試電源測試要求如下：a)輸入電源：側掃聲吶系統通電前，應對其輸入電源進行測試，要求輸入電源的規格與系統要求的一致；b)輸出電源：側掃聲吶拖體通電前，應對側掃聲吶系統的輸出電源進行測試，要求輸出電源的規格與拖體要求的一致。6.2.2.3聯機測試聯機測試要求如下：a)將導航定位數據輸入側掃聲吶甲板單元，要求導航定位數據顯示、記錄均準確無誤；b)通過絞車系統將聲吶拖體與側掃聲吶甲板單元連接，要求信號通道、信號控制、數據傳輸、數據顯示、數據存儲等功能或模塊工作狀態正常；c)壓載式側掃聲吶需檢查或測試的內容參見附錄B的規定，并完成相關記錄(見表B.2至表6.2.2.4通信設備測試對駕駛臺、儀器房、絞車操作間、后甲板等作業人員使用的通信設備進行測試，要求通信設備工作狀6b)壓載式側掃聲吶測量應完成附錄B規定的內容，并完成相關記錄(見表B.2至表B.b)量程選擇：目標區全覆蓋測量時，相鄰測線間聲吶圖像重疊率大于或等于50%;d)拖體距離海底的高度：控制在使用量程的10%～20%,海底地形復雜的海域可適當調整量程，但全覆蓋測量時，調整后應確保相鄰測線間的聲吶圖像重疊率大于或等于50%;e)偏航距：目標區全覆蓋測量時，以確保相鄰測線聲吶圖像重疊率大于或等于50%,否則應加密f)漏測長度：連續漏測長度不超過制圖圖上1mm,每條測線累計漏測長度不超過該測線長度a)安裝水下定位信標(如有需要);d)纜長計數器置零，聲吶量程設置為最大值，打開聲吶發射和接收裝置，同時將拖體放至水面7g)當拖體距離海底的高度達到選用量程的20%時，逐級降低放纜速度，直至拖體距離海底的高度范圍穩定在使用量程的10%～20%,停止放纜，準備上線。6.3.2.3在線操作在線操作流程如下：a)在拖體到達測線首端前，開始數據記錄；b)當拖體距離海底的高度范圍超出6.3.1d)規定時，應及時收放拖纜，使其符合6.3.1d)的規定；c)班報記錄參見附錄B(見表B.1)執行。6.3.2.4下線操作下線操作流程如下：a)在聲吶拖體駛離測線末端后，結束數據記錄；b)船舶保持航向和航速，逐級加速回收拖纜；c)當拖纜回收至長度小于水深時，停止收纜；d)班報記錄參見附錄B(見表B.1)執行。6.3.2.5轉線操作轉線操作流程如下：a)船舶轉彎時，轉彎半徑應大于拖纜長度的2倍；b)船舶轉彎過程中，應密切觀察懸吊滑輪的狀態，若滑輪偏角過大，應及時通知船舶駕駛人員調整c)執行6.3.2.2a)的規定；d)執行6.3.2.2e)f)g)的規定。6.3.2.6拖體回收拖體回收流程如下：a)船舶保持航向和航速，拖纜回收至長度小于水深時，船速降至3kn;b)拖纜回收至長度小于100m時，操控絞車逐級降低收纜速度；c)聲吶拖體出水前，停止聲吶發射，以最低的回收速度將聲吶拖體回收至甲板；6.3.2.7拖纜保養海上施工結束或階段性工作完成后，對下水的鎧裝拖纜完成沖淡水、上油脂等保養工作。6.4壓載式側掃聲吶測量6.4.1施工要求壓載式側掃聲吶測量海上施工時，應滿足以下要求：a)船舶航行：航行方向與測線方向一致，航速一般不超過4kn;b)量程選擇：按照6.3.1b)的規定執行；c)拖體定位：按照4.3.2的規定執行；8d)聲吶拖體距離海底的高度控制在時，調整后應確保相鄰測線間的聲吶圖像重疊率大于或等于50%;b)當聲吶拖體距離海底的高度明顯偏離109c)執行6.4.2.2a)的規定；d)執行6.4.2.2e)f)g)h)的規定。b)拖纜回收至長度小于100m時，絞車收纜速度控制在20m/min,停止聲吶發射，關閉拖體供電d)參見附錄B的規定進行回收后檢查，并記錄時間為1h;d)班報格式參見附錄B(見表B.1)。b)專業負責人每天進行數據備份并檢查數據記錄是否完整，發現數據丟失或不完整時應立即上6.7施工現場質量監控施工現場質量監控包括如下內容：a)導航定位數據：差分信號穩定；若使用水下定位時，水下信標跟蹤穩定；b)聲吶拖體的姿態數據；c)聲吶拖體距離海底的高度；d)聲吶拖體的偏航距；e)聲吶圖像噪聲情況；f)測線漏測情況統計；g)檢查測量數據的完整性；h)補測或重測情況：連續漏測長度超過制圖圖件上1mm,對漏測部分進行補測；累計漏測長度超過該測線長度的5%,該測線需重新測量；全覆蓋測量時，應對所有漏測進行補測。6.8野外測量報告野外測量報告應真實地反映野外工作的過程和方法、完成的工作量、獲得的資料質量等情況，內容包括：a)任務來源；b)調查區概況；c)測區范圍與調查比例尺；d)測線布設與實際工作量；e)調查儀器設備的主要技術參數及調查船的情況；f)儀器設備試驗情況；g)工作方法和野外施工；h)原始資料質量評價；i)初步成果或認識；j)結論和建議；k)相關附件(如定位系統接收機的穩定性試驗報告、資料質量自檢表、儀器設備相對位置圖、測區施工航跡圖等)。7數據處理與解釋7.1數據處理7.1.1數據格式轉換聲吶測量原始數據一般情況下為XTF格式；若原始數據為其他格式，應轉換為XTF格式。7.1.2導航數據處理應對導航數據進行平滑處理，剔除數據跳變點，將處理后的導航數據重新寫入聲吶數據文件中。7.1.3海底線跟蹤應根據聲吶數據的實際情況準確提取海底線；對于不能自動提取或自動提取效果不佳的數據，應手7.1.4斜距改正根據提取的海底線，剔除聲吶圖像中的水柱影響，合并聲吶左右通道圖像，同時消除圖像的橫向幾何7.1.5速度校正應對拖體的速度進行校正，消除或削弱由非勻速運動引起的聲吶圖像縱向幾何畸變。7.1.6灰度均衡化一般采用時變增益(Time—VaryingGain)對聲吶圖像兩側邊緣的弱反射信號進行補償，使得聲吶圖像盡量均衡化。7.1.7地理編碼根據拖體的定位坐標信息，計算聲吶回波的地理坐標。若未使用水下定位系統，則首先應根據拖纜7.1.8聲吶圖像鑲嵌經上述處理后，應生成地理坐標框架下的側掃聲吶圖像：a)對于全覆蓋測量作業，生成整個測區的鑲嵌聲吶圖像；b)對于非全覆蓋測量作業，可生成單個條帶的鑲嵌聲吶圖像；c)在鑲嵌過程中，可根據野外采集參數及所使用聲吶性能設置生成聲吶圖像的分辨率；d)聲吶圖像的輸出格式根據需要設定，一般應為GeoTIFPNG、TIF等標準圖像格式。7.2資料解釋7.2.1定性解釋分布區域等。7.2.2定量解釋8成果編制與資料提交8.1成果編制8.1.1測量成果報告測量成果報告內容應包括：e)成果圖件編制；f)結論與建議；g)參考文獻8.1.2成果圖件要求成果圖件要求如下：a)成果圖件比例尺應與調查比例尺及技術設計規定比例尺相同；b)圖示圖例按照DZ/T0069執行；c)圖件格式應為通用格式。8.2資料提交按照資料管理部門的規定提交項目資料，內容應包括：a)項目任務書(或合同書);b)技術設計(項目、施工設計)及其審批意見；c)測量記錄班報；d)測量原始數據；e)野外測量報告；f)處理后的數據；g)測量成果圖件；h)測量成果報告；側掃聲吶測量比例尺與測網密度側掃聲吶測量比例尺一般包括：1:250000、1:100000、1:50000、1:10000、1:5000,根據海洋地質調查任務選擇適合的比例尺和測網密度，見表A.1。表A.1側掃聲吶測量比例尺與測網密度mm如果項目要求實現調查區少于1條聯絡測線；聯絡測線一般與主測線垂直，且與所有主測線相交(資料性)側掃聲吶測量記錄表側掃聲吶測量記錄表見表B.1至表B.6。其中，側掃聲吶記錄班報見表B.1,壓載式側掃聲吶及配件外觀檢查記錄表見表B.2,壓載式側掃聲吶傳感器和硬件接口檢查記錄表見表B.3,壓載式側掃聲吶甲板測試記錄表見表B.4,壓載式側掃聲吶下水測試記錄表見表B.5,壓載式側掃聲吶回收后檢查記錄表見表B.6。表B.1側掃聲吶記錄班報測線名定位點號時間航向mmm記錄文件名表B.2壓載式側掃聲吶及配件外觀檢查記錄表1.拖曳載體慣性導航單元(如有)同步單元記錄人(簽字):檢查人(簽字):審核表B.3壓載式側掃聲吶傳感器和硬件接口檢查記錄表釋放器能否釋放，平時磁鐵是否插入；釋放器上的拖曳卸扣及牽引編織繩是否牢固水下定位應答器及釋放器接頭是否鎖緊；聲學定位應答器的開關是否打開，電池電力是否足夠表B.3壓載式側掃聲吶傳感器和硬件接口檢查記錄表(續)光纜是否連接牢固電源接頭電源接頭是否鎖緊檢查高度計是否連接正確、牢固接頭是否連接正確、牢固慣性導航單元(如有)記錄人(簽字):檢查人(簽字):表B.4壓載式側掃聲吶甲板測試記錄表