摘要: 垂直基准-地球高程参考框架¶ 来自美国宇航局Grace Mission的大地水准面-图片由NASA/JPL提供 什么是垂直基准?¶ 当联邦应急管理局(FEMA)评估100年一遇洪水的可能性,并指出洪水将上升25英尺… “25英尺”到底指什么? 我们...
垂直基准-地球高程参考框架¶
来自美国宇航局Grace Mission的大地水准面-图片由NASA/JPL提供
什么是垂直基准?¶
当联邦应急管理局(FEMA)评估100年一遇洪水的可能性,并指出洪水将上升25英尺…
“25英尺”到底指什么?
我们需要一个一致的起点来比较洪水和地面高程。输入 垂直基准 .
测量员、大地测量学家和保险公司使用垂直基准面作为零高程面,高度可参考。
潮汐基准与垂直大地基准¶
当你谈论垂直基准时,你可以把它们分成两部分:
TIDAL DATUMS 反映了水和陆地之间的界面,由潮汐变化定义。例如,潮位计在水中测量 平均海平面。潮汐基准是局部的,因为基准类型之间的转换可以快速移动。这也取决于时间。
安装验潮仪图片来源:NOAA
GEODETIC DATUMS 是指高度在很大地理范围内所指的零高程基准面。这些基准用于测量平均海平面以上和以下的高度(高度)和深度(凹陷)。北美常用的垂直基准是 1929年国家大地垂直基准(NGVD29) 以及 1988年北美垂直基准面(NAVD88)。
(垂直)大地基准面通常与潮汐基准面联系在一起。大地基准参考可以使用潮汐基准作为起点。如果你考虑一下,一个社区的高度系统应该和潮汐基准保持一致,因为那是水流的地方。
参考高度类型¶
当参考垂直基准时,需要注意不同类型的高度。这是3种主要的高度类型,尽管存在其他类型的高度:
ORTHOMETRIC 表示特定点处地球表面和大地水准面之间的高度距离。测量员通常指的是正位高度。当你登上山顶的时候。它是一个以表面和大地水准面之间的距离来测量的正射高度。
GEOID 与平均海平面一致,就好像你把它想象成陆地下的延伸。大地水准面是重力正常的等位面,接近平均海平面。这是因为地球上不同地方的密度不同。存在重力异常,各个位置的波动不同。
陆地和山脉阻止我们看到 geoid surface on the Earth。地球内部的密度到处都不一样。这意味着重力在地球上的任何地方都会发生变化。这就是我们测量重力或重力等位面的原因。然后我们可以推断,这就是水是如何沉淀的,并用数学建模。然后大地水准面给出了一个测量高程的真实零平面。
REFERENCE ELLIPSOID 是 reference ellipsoid 是地球形状的数学模型,长轴沿着赤道半径。它近似大地水准面,但大多与点坐标的大地网计算相吻合。是指 (`latitude and longitude <../index.html?p=10349>__)。
1929年国家大地测量垂直基准(NGVD29)¶
北美常用的垂直基准是1929年的国家大地垂直基准(NGVD29)和1988年的北美垂直基准(NAVD88)。
这个 1929年国家大地垂直基准(NGVD29) (之前题为 平均海平面基准 )采用26个长期验潮站和一级水准测量站,将其限制在平均海平面。这26个验潮仪设在美国东海岸和西海岸(以及墨西哥湾)的港口。21个车站在美国,5个在加拿大。
图片来源:NOAA
从1877年开始的20年期间,整个美国都在调查“水平线”。随着全国水准线网的扩大,这就成为垂直基准的基础。
NGVD29是20世纪大部分时间测量员、工程师和制图员使用的系统。但它被更精确的 1988年北美垂直基准 因为它在漫滩管理中的重要性。
1988年北美垂直基准¶
改变NAVD88的主要原因之一是,国家大地测量局(NGS)发现海洋实际上根本没有水平。由于风、洋流和海床的地形,有局部变化。
这些数字不合适,因为同一地点的平均海平面比其他地方高。最终,卫星技术发现这些扭曲是由重力造成的。
来自美国国家航空航天局Grace Mission的大地水准面-图片由NASA/JPL提供
这个 1988年北美垂直基准面(NAVD88) 基于全国水准观测的调整。一种高度精确的测量技术 大地水准测量 被用来测量全国的身高差异。1988年的垂直基准是基于60多万公里的控制水准测量。它还利用卫星技术改进了早期的垂直基准。
多年来,使用水准杆和观测仪器测量两点之间的高度差,精确测量高程的工具也保持相当一致。今天,激光可以代替望远镜,但方法仍然是一样的。
最终,Grace、Goce等卫星与GPS技术结合发现,这些变形是由重力造成的。这些卫星系统解释了不同地区引力的差异。
垂直基准面的洪泛区映射¶
你家发生洪水的可能性有多大?
这是由像这样的组织 Federal Emergency Management Agency (FEMA) 负责的。
如果我们说洪水会涨25英尺,那么“25英尺”究竟指的是什么?我们需要一个一致的起点来比较洪水和地面高程。这就是为什么 一致的垂直基准 平均海平面非常重要。有效的漫滩管理有赖于精确的测量。
在新的施工过程中,FEMA测量了建议的结构标高。他们比较了基础洪水高度,以确保新建筑在洪水中的安全性。
NGVD29与NAVD88
重要的是 所有测量点在整个测量过程中必须使用相同的垂直基准。 . 垂直基准面的差异可能在洛矶山脉的3英尺或3英尺以上,那里的重力很高……到其他地区的几英寸。
NAVD88修正了NGVD29的许多问题。1988年的垂直基准是基于1929年以来进行的60多万公里的控制水准测量,反映了可能改变基准高程的地质地壳运动或沉降。
如果你要为漫滩地图进行调查,直到最近大多数洪水保险地图都使用了NGVD29。然而,联邦应急管理局已将开关切换至NAVD88。