水路測量

水路学は応用科学の一分野であり、海洋、沿岸地域、湖沼、河川の物理的特徴の測定と記述、およびそれらの経時的変化の予測を扱う。主な目的は航行の安全と、経済発展、安全保障と防衛、科学研究、環境保護を含むその他すべての海洋活動の支援である。^[1]

水路測量の起源は、個々の船乗りが新しい海域に航海する際に航海の補助として海図を作成したことでした。海図は通常、商業的または軍事的な利益のために使用した個人の私有財産であり、極秘に扱われることもありました。大洋を越えた貿易と探検が増加するにつれて、水路測量が独自の権利として実施されるようになり、調査の委託は政府や特別な水路測量局によって行われることが増えました。国家組織、特に海軍は、この知識の収集、体系化、配布が組織的および軍事的に大きな利点をもたらすことを認識しました。こうして、海図や航海指示書に組み込まれた水路測量の収集、組織化、出版、配布を専門とする国家水路測量組織が誕生しました。

英国水路部が設立される前は、英国海軍の艦長が自らの海図を用意する責任を負っていた。実際には、これは船舶が安全な航行に不十分な情報を持って航海することが多く、新しい地域が調査されたとき、そのデータが必要な人全員に届くことはほとんどなかったことを意味していた。海軍本部は1795年にアレクサンダー・ダルリンプルを水路測量士に任命し、海図を集めて英国船舶に配布する任務を与えた。1年以内に過去2世紀にわたる既存の海図が照合され、最初のカタログが出版された。^[2]海軍本部の指示で作成された最初の海図は、ブルターニュのキブロン湾の海図であり、1800年に登場した。

トーマス・ハード大尉の指揮下で、水路部は最初の専門的なガイドラインを受け取り、最初のカタログが出版され、一般の人々や他国にも公開されました。1829年、水路技師であったフランシス・ボーフォート少将が同名のスケールを開発し、1833年に最初の公式潮汐表、1834年に最初の「水路通達」を導入しました。水路部は19世紀を通じて着実に拡大し、1855年までに海図カタログには全世界を網羅する1,981枚の海図が掲載され、年間13万枚以上の海図が制作され、そのうち約半分が販売されました。^[3]

「ハイドログラフィー」という言葉は、古代ギリシャ語の「水」を意味するὕδωρ ( hydor ) と「書く」を意味する γράφω ( graphō )に由来しています。

大規模な水路測量は、通常、精密な調査によるデータ収集を後援し、航行目的の海図や説明資料を発行する国内または国際組織によって行われます。海洋学の科学は、部分的には古典的な水路測量の発展です。多くの点でデータは互換性がありますが、海洋水路測量データは特に海洋航行とその航行の安全に向けられています。海洋資源の探査と開発は水路測量の重要な応用であり、主に炭化水素の探索に重点が置かれています。

水路測量には、海洋物理学の潮汐、海流、波の情報が含まれます。これらには海底測量も含まれ、特に、岩、浅瀬、岩礁、船舶の航行を妨げるその他の地形など、航行に危険を及ぼす海洋の地理的特徴に重点が置かれます。海底測量には、効果的な錨泊に関連する海底の性質の収集も含まれます。海洋学とは異なり、水路測量には、航行に役立つ自然および人工の海岸地形が含まれます。したがって、水路測量には、船の位置を固定するのに役立つ丘、山、さらには灯台や塔の正確な位置と表現、および海と海底の物理的側面が含まれる場合があります。

水路学は、主に安全上の理由から、海図上のデータの表現に影響を与えるいくつかの慣例を採用しました。たとえば、水路図は航行に安全なものを描写するように設計されているため、通常は最小深度を維持し、水深図に描写される実際の海底地形を軽視する傾向があります。前者は船乗りが事故を回避するためのツールです。後者は、科学およびその他の目的のために、地形図のように実際の海底を最もよく表現したものです。2003～2005 年頃からの水路学の実践の傾向により、この差は縮まり、より多くの水路事務所が「最もよく観測された」データベースを維持し、必要に応じて航行に「安全な」製品を作成するようになりました。これは、多目的調査の好みと相まって、海図作成の目的で収集された同じデータを水深図の描写にも使用できるようにしています。

場所によっては、水路測量データが十分に詳細に収集され、一部の海域の海底地形を描写できる場合もありますが、水路図には安全な航行に関連する水深情報しか表示されず、実際の海底形状を正確に描写する製品とは見なされません。生のソース水深データから選択された測深は、安全な航行のために選択され、安全な航行に関連する最も浅い水深を主に示すよう偏っています。たとえば、浅瀬に囲まれているために到達できない深い領域がある場合、その深い領域は表示されないことがあります。浅瀬のさまざまな範囲を示す色付きの領域は、地形図の等高線と同等ではありません。なぜなら、それらは、描写される実際の最も浅い水深よりも海側に描かれることが多いからです。水深図は、海洋の地形を正確に示します。上記の制限の詳細については、Bowditch の American Practical Navigatorの第 1 部に記載されています。安全な航行に影響を与えるもう 1 つの概念は、高解像度のソナー システムからの詳細な水深データの希薄さです。より遠隔地では、鉛線で収集された深度情報のみが入手可能です。この収集方法では、重り付きの線を一定間隔で海底に下ろし、手漕ぎボートや帆船から深度を記録します。沈没船や珊瑚礁などの危険が船員の一日を台無しにするような危険がそこにないことを保証する測深間または測深線間のデータは存在しません。収集ボートの航行は、今日の GPS 航行の精度と一致しないことがよくあります。水路図では入手可能な最良のデータが使用され、その性質は注意書きまたは図の凡例で示されます。

水路測量は、いくつかの重要な点において水深測量と大きく異なります。特に、前者の安全要件と後者の地形学的記述要件により、最小深度に偏っている点が異なります。歴史的には、これには最小深度に偏った設定で実施されるエコーサウンディングが含まれますが、現代の実践では、水路測量は、通常、観測された深度を最適に測定しようとし、航行の安全のための調整は事後に適用されます。

河川の水路測量には、河床、流れ、水質、周囲の土地に関する情報が含まれます。流域または内部水路測量では、河川と飲料水に特に注意を払いますが、収集されたデータが船舶の航行用ではなく、科学的使用を目的としている場合は、より一般的には水文測定法または水文学と呼ばれます。

河川や小川の水路測量も水管理の不可欠な部分です。米国のほとんどの貯水池では、貯水池への流入量と、灌漑地区、水道自治体、その他の貯水池利用者への流出量を決定するために、専用の水路計測および評価表を使用しています。河川/小川の水路測量士は、手持ち式および岸に取り付ける装置を使用して、セクションや流れを通る流水のセクション流量を計測します。

無人水上船（USV）は水路測量によく使用され、何らかのソナーを装備していることが多い。シングルビームエコーサウンダ、マルチビームエコーサウンダ、サイドスキャンソナーはいずれも水路測量によく使用される。これらの調査から得られる知識は、災害計画、港湾の維持管理、その他さまざまな沿岸計画活動に役立つ。^{[4] [5]}

ほとんどの国では、水路測量業務は専門の水路事務所によって行われており、水路測量の国際的な調整は国際水路機関が担っています。

英国水路局は最も古い組織の 1 つであり、地球を網羅するさまざまな海図を他国、同盟軍組織、および一般の人々に提供しています。

アメリカ合衆国では、水路図作成機能は1807年以来、米国商務省および米国陸軍工兵隊傘下の海洋大気庁沿岸測量局によって行われている。^{[6] [7]}

• 水深図 – 水域の水没地形を示す地図
• 沿岸地理学 – 海と陸の間の地域の研究
• チャレンジャー号遠征 - 海洋学調査遠征 (1872–1876)
• 水文学 – 地球上の水の動き、分布、水質に関する科学
• 水文測定 – 水循環の構成要素の監視
• 世界水路測量の日 – 水路測量士の重要性を広める

海洋水路学に重点を置く協会

• 国際水路協会連盟（旧水路協会）
• ジョージア州水路サービス
• アメリカ水路協会
• オーストラリア水路協会

河川や湖の水文地理学に重点を置く協会

• オーストラリア水路協会
• ニュージーランド水文学協会
• アメリカ水文学研究所

• Hydro International Lemmer、オランダ：水路情報ISSN  1385-4569]
• 水路測量とは？国立海洋局