水位改正是水深测量中一项重要的工作,其目的是获得待求点在测深时刻的真实海面位置,并将其归算至指定深度基准面上。现阶段,测深仪器和手段已有了较大突破,以多波束系统为代表的高分辨率、高精度测深方法在工程中得以广泛应用,而水位改正仍旧停留在传统方法上,成为了制约测深精度的主要因素之一。本文针对传统水位改正方法存在的问题进行了深入分析,并使用区域精密潮汐模型和余水位结合的方法实现了近岸复杂海域的水位改正。在此基础上,针对余水位的特性提出了利用集合经验模态分解和BP组合模型进行短期预报的方法。论文的主要工作如下:(1)构建了杭州湾区域1.2’×1.2’精密潮汐模型。详细阐述了区域潮汐模型的构建方法和关键步骤,包括利用实测水深构建区域水深模型;针对全球潮汐模型调和常数精度过低的情况,使用验潮站调和常数内插法优化开边界条件;通过对验潮站的检核表明,基于水动力方程和“blending”同化法的POM模式可有效改变传统水位改正法线性内插的局限性,各分潮调和常数的符合程度较高,主贡献分潮M2的潮波传播规律与NAO.99jb模型基本一致,振幅误差仅占整体的2.75%,优于传统水位改正法。(2)分析了传统水位改正法的主要误差来源。通过两种不同验潮站组合实验发现,双站水位改正法的精度很大程度上取决于验潮站的分布。与传统观念不同,验潮站与待求点的地理距离并非是决定水位改正精度的唯一条件,若两验潮站的连线平行于主要分潮的等振幅线,此时计算得到的水位与待求点所处位置关联较小。最优的情况是,两验潮站与待求点的距离较为接近,且验潮站连线垂直于主要分潮等振幅线;提出了使用逐半日滑动法进行最小二乘曲线拟合的方法,与逐月和逐日滑动法相比,很大程度上消除了水位中半日潮和全日潮的影响。此外,通过B、H、A站水位传递实验发现,潮汐传递参数的内插是造成最小二乘曲线拟合法误差的主要来源。(3)研究了余水位主成分、分布规律和短期预报的方法。对各站实测水位移去9分潮后的余水位进行频谱分析,结果表明,浅水分潮、半日潮是余水位的主要组成,其振幅由湾口向湾顶递增。值得注意的是,湾内还存在着非天文潮的周期性振荡,这种振荡幅值约为8 cm;使用余水位订正法获得的余水位中误差为6.9 cm,叠加区域潮汐精密模型的天文潮位和平均海面后,模拟水位与实测水位的中误差为9.5 cm,优于传统水位改正法;在余水位分析的基础上,提出了一种余水位短期预报方法,通过哥伦比亚下游河口处3组典型验潮站的余水位数据,采用EEMD—BP神经网络组合模型预测了未来不同时段内的余水位值。实验表明,该组合模型在6 h、12 h时间段内的各站余水位预测精度均达到了厘米级,在24 h时间段内的预测精度接近厘米级,证明了该方法的可靠性。