人类对海底的了解甚至比不上对火星和月球表面的了解，然而，对于沿海地区规划和应急管理以及用于船舶导航的近海水域最新精确航海图，对于全球商业具有至关重要的作用。

测深（bathymetry）和海道测量（hydrography）虽然经常被互换使用，却是两个截然不同的学科。

测深学是测量和绘制水体深度的科学，用于确定湖泊、河床或海底地形。几个世纪以来，水手们依靠铅线、圆规、六分仪和基本航海图完成测深作业。

测深是“海道测量”的基础，而海道测量的研究范围包括水体物理特征（包括海岸线）；潮汐、涌流和波浪特征；以及水自身的物理和化学特性。今天的海道测量内容包括开发高分辨率海底数字地形模型、开展支持海底工程的勘测项目，以及收集数据建立完整的水柱与海洋学数据库，以期为多种用途提供支持。

重要性

全球40％以上的人口和75％的城市中心聚集在沿海或附近地区。受沿海地区人口增长以及气候变化引起的海平面上升的影响，沿海地区规划和应急管理亟须采集海洋测深数据。另外，90％以上的全球贸易依靠海运。因此，用于船舶导航的近海水域最新精确航海图对于全球商业具有至关重要的作用。

然而，人类对海底的了解甚至比不上对火星和月球表面的了解－－目前只有10％的海底得到了正确调查和测绘。

1980年代，多波束系统的出现推动测深技术得到长足发展。今天，由于海洋商业活动的发展、气候变化和相关技术的进步，测深学正在迎来第二次复兴。多数深水研究工作要么以科学研究和地质学为基础（如石油工业勘探），要么以电缆勘测为目的。而浅水区的研究多以生物栖息地为目标。在更浅的水域，研究主题转向基础设施（港口与码头）与海运导航。在不足30米的海域，导航与疏浚成为最重要的研究课题。

挑战

在陆地，测量人员面临着崎岖地形、人类活动和恶劣天气等因素带来的挑战。但在陆地，三脚架下方的地面不会移动，测量人员与测量目标之间的空气也是透明的。相比之下，由于波浪、涌流和风力的作用，测深工作人员乘坐的船只则在不断起伏、颠簸、偏离航线、左右摇摆。因此，测深绘图需要校正船只姿势、潮汐数据，以及水中声速的变化（取决于盐度）。

此外，测深人员与海底之间还隔着数十、数百甚至数千英尺的海水，有时还混浊不堪，令GNSS信号望洋兴叹。因此，水下测量严重依赖惯性数据进行定位和导航（由船只拖曳的水下设备除外，此类设备可以使用超短基线系统确定其相对于船舶的水下偏移量）。

另外一项挑战在于，能够携带大型声纳系统的船只不能在极浅水域航行，而能够在浅水航行的小型船只又无力携带大型设备。

解决方案

在深海区域，人们使用运行于极低频率的大型多波束回声探测器收集深度数据。随着深度减小，人们会使用体积更小、频率更高，因此分辨率也更高的设备。在靠近海岸的区域，大陆架的斜坡切断了设备的声音信号，此时机载绿色激光LiDAR传感器就成为更有效的深度数据采集手段。多体船是浅水测深作业的首选，因为它们能够提供稳定平台，而且吃水较浅，使它们能够更靠近海岸线。

为创建详细而精确的水下物体模型（如沉船），需要将多波束扫描声纳、海底激光雷达（LiDAR）和潜水员便携式声纳组合起来，用于创建声纳和激光雷达点云。

太空测深利用卫星测高技术，结合高分辨率海洋重力信息与可用深度测量数据，科学家根据这些数据推断海底形态，分辨率在1公里到25公里之间。不过，最精细的海底地图测绘仍然需要船舶发出的回声。

无人机（UAV）、无人驾驶水下航行器（AUV）以及滑翔机的出现加速了测深传感器小型化的进程。

今天，多波束已成为海道测量人员在海道测量中经常使用的海洋设备，能够生成高度准确的海底地图数据。利用GNSS辅助惯性定位系统POS MV对这些据进行地图补偿，是最先进而准确的海底测绘解决方案。Applanix POS MV产品针对海洋应用进行优化，融合了TrueHeave?等技术。POS MV可以安装于专用测量船只，也可部署于承担特殊测量任务的船只。

展望未来

目前，我们还缺乏使用船舶和无人驾驶器得出的足够的系统性海洋调查数据，无法与我们所拥有的详细陆地测绘知识相比。希望未来水文学将拥有更大规模的调查船队、无人平台、永久性海底设施、卫星遥感技术，以及由商业船只等可靠来源收集的大量数据。

事实上，所有商业船舶都配备功能强大的GPS接收机和回声测深仪，因此测深作业实际上比任何其他作业都更适合众包。此外，水文数据能够为商业船只带来既得利益——确保安全航行，商业船只在海上航行的过程中能够收集大量数据，有些商业船只已经开始在数据收集目标区域航行，从而大大降低了数据采集成本。

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