海洋工程测量中海底电缆的磁探测法

建立了海底电缆的磁场模型，仿真计算了海底电缆产生的磁异常空间分布特性，讨论了海底电缆的磁探测和识别方法。仿真计算与实测磁异常曲线的一致性验证了海底电缆磁场模型的正确性。实验表明，采取合理的探测方法，可以对海底电缆进行探测和识别。     

磁梯度张量系统的非线性集成矢量校正

磁梯度张量系统测量精度受到单磁传感器系统误差与传感器阵列间非对准误差的严重影响。为了获得精确的张量测量输出，建立了单磁传感器零漂、标度因子与非正交角等系统误差和多传感器轴系间非对准误差的集成数学模型，提出了基于十字磁梯度张量系统最小二乘非线性集成校正方法。相比两步标量校正，利用建立的集成数学模型能够一次性估计出十字形张量系统的48个误差参数，以"人造"平台输出为参考实现低成本矢量校正，极大提高了校正效率和参数估计准确率。仿真和实测表明，张量系统误差参数仿真估计准确率高于99.75%，实验校正后总场输出均方根误差（root mean square error，RMSE）小于2 nT，张量分量RMSE小于50 nT/m，参数估计具有较高的鲁棒性。     

海底地形高次项对海面重力信息影响分析

为了尽可能利用海面重力数据所含地形相关信息,提升依据重力数据反演海底地形结果质量,选择南中国海为试验海区,详细研讨了频率域不同阶次海底地形正演恢复海面重力异常和重力异常垂直梯度在不同海底地形环境下的影响。数值分析试验结果表明,一次项海底地形正演结果对重力信息贡献起主要作用,随着海底地形阶次的增加,相应阶次海底地形正演海面重力信息的幅度不断减弱;海底地形起伏剧烈且起伏幅度较大海区,高阶次海面重力异常和重力异常垂直梯度变化明显,而地形平坦海区正演的海面重力信息变化微弱;重力异常垂直梯度相比重力异常对海底地形高频部分更加敏感,在试验海区依据海面重力数据反演海底地形过程中,若输入数据源为重力异常,建议顾及至二次项海底地形,若输入数据源为重力异常垂直梯度,建议顾及至三次项或者四次项海底地形,从而尽可能利用海面重力数据所包含信息。     

一种不同平台磁力数据精细化融合方法

针对不同测量平台下的地磁异常数据具有不同的特点,而通过一定的方法使得它们取长补短可以提高数据的质量和综合使用效率的问题。该文分析了航磁数据和船磁数据的内在关系,以船磁为基准,通过磁异常特征匹配创新性地提取得到控制点对坐标精度较低的航磁数据进行橡皮页校正,然后将校正后的航磁数据与船磁数据进行融合,实现了局部地区磁力数据的精细化。航磁数据校正的结果有了更高的坐标精度,而融合结果既能体现区域磁异常特征,又能反映出局部的细节变化,提升了数据的利用价值。     

海底管道检测数据平面偏差与管道状态分析研究

当前海底管道研究内容主要集中在检测方法、管道三维模拟和系统建设方面,对检测数据分析与方法讨论较少.本文介绍了海底管道检测数据来源及其内容,讨论了海底管道节点平面偏差分析原理,对不同测次管道平面偏差比较的采样点选取展开研究,并分析了海底管道状态成果数据编制与历次管道状态比较内容,对管道状态区间跨度计算存在的情况进行详细讨论,同时给出相应的解决方法.本研究成果已应用于杭州湾海底管道检测数据分析,为其他海底管道检测数据分析提供借鉴与参考.     

海洋磁力测量中测线方向的选择方法

采用测线间磁异常插值精度分析了测线方向对磁测的影响;探讨了测线方向的选择方法,结合我国不同海区磁异常分布特征给出了不同海区测量时测线方向的选择详细方案。结论表明:海洋磁力测量中,测线方向对磁异常插值精度的影响不大,但是为了获得更高的磁异常插值精度,测线方向应尽量沿磁异常梯度方向布设。给出的测线方向的选择方法和我国不同海区测线方向选择详细方案可供作业人员参考。     

海洋磁力测量中测线方向的选择方法

采用测线间磁异常插值精度分析了测线方向对磁测的影响;探讨了测线方向的选择方法,结合我国不同海区磁异常分布特征给出了不同海区测量时测线方向的选择详细方案.结论表明:海洋磁力测量中,测线方向对磁异常插值精度的影响不大,但是为了获得更高的磁异常插值精度,测线方向应尽量沿磁异常梯度方向布设.给出的测线方向的选择方法和我国不同海区测线方向选择详细方案可供作业人员参考.     

利用扰动重力数据反演海底地形的高斯曲面函数估计方法

利用2017年1月—2020年12月的SARAL卫星测高数据反演得到南海海域1′×1′格网扰动重力数据,通过与船载重力数据比较,精度达到5.5 mGal。提出了利用重力数据及高斯曲面函数求解区域特征参数进而估计海底地形模型的方法,利用SARAL卫星反演获得的重力数据在南海海域开展了计算试验。结果表明,利用ETOPO-1先验模型,在10×10格网一组划分条件下估计得到的1′×1′海底地形精度相对于先验模型提高了约10 m;利用DTU18先验模型,在9×9格网一组划分条件下估计得到的1′×1′海底地形精度相对于先验模型提高了约9 m。计算结果表明,利用卫星测高反演得到的重力数据,通过高斯曲面函数解算获得的5个特征参数,可以在一定程度上代表相应区域海底地形的曲面特征,进而可在不依赖外部实测数据条件下对先验海底模型进行精化。对于曲面估计而言,格网划分越小,曲面函数就越能反映区域变化特征。因此,对于未来卫星测高技术发展而言,更高分辨率的重力场探测技术有望继续提升海底地形细节的反演能力。     

海洋磁力测量垂直空间归算中曲面延拓迭代方法的改进

海洋磁力测量中，由于受到海流等因素的影响导致磁力仪传感器（拖鱼）的入水深度起伏变化，测得的海洋磁场数据并不在固定的平面上。为了满足不同用户对海洋磁场数据的应用需求，必须采取合理的“曲化平”，实现整个测区磁场数据垂直空间上的统一。针对位场曲面延拓积分方程的迭代解中高阶垂向导数对高频噪声的放大问题，尝试引入Tikhonov正则化方法对其进行改进，以抑制高频噪声的影响。仿真分析表明，在选择合适的正则化参数后，改进的延拓方法可将延拓精度提高1.6 nT。实测数据分析表明，采用改进曲面延拓迭代方法，将磁测成果数据归算到曲面最低平面时，归算后交叉点磁异常不符值精度可提高2 nT，进一步验证了海洋磁力测量数据垂直空间归算的必要性。     

重磁技术在河南师灵地区铁矿调查中的应用

师灵工作区位于豫东平原的西南部,属伏牛山系余脉。工作区重力、磁法相结合,通过分析重磁异常展布、强度和形态特征进行重磁反演,发现DC8异常埋深在1.2 km左右接近水平状磁性地质体;对磁异常进行钻孔验证,其由磁铁矿角砾的角砾状安山岩引起,结合区内的岩性物性,含磁铁矿安山岩为寻找铁矿床的重要信息是该区的重磁找矿特征、寻找铁矿的主要方向。     

IGRF12和WMM2015模型在中国区域的精度评估及其适用性分析

利用中国大陆区域35个地磁基准台站2008~2015年的观测数据,结合高精度的地壳磁场模型NGDC-720,计算各台站观测值和地磁场模型值7个要素之间的差值。通过引入均方根误差,评估最新的国际地磁参考场模型IGRF12和世界地磁模型WMM2015在中国区域的精度及其适用性。结果表明,IGRF12模型与台站年均值的一致性吻合较好,但对于不同台站,IGRF12模型误差相差较大。WMM2015和IGRF12模型误差具有相似的空间分布特征,且地磁各要素差值的最大值、最小值和均方根误差十分接近,其中地磁偏角和总磁场强度的均方根误差优于16'和100 nT。因此,在研究中国区域地磁异常时,IGRF12或WMM2015模型均可作为主磁场改正的参考背景场。     

磁浮交通试验线压力管道直线度的测量方法研究及应用

目前，国内外对于磁浮交通真空压力管道直线度测量问题的研究较少。本文结合西南交通大学在建的真空磁浮高速列车试验装置，提出了一种真空压力管道直线度测量方法。该方法在管道内建立高精度三维控制网，依据三维控制网测量采用圆曲线拟合方法确定各节管道的圆心坐标，并采用直线拟合方法分析整个管道的直线度。最后依据上述方法编制程序对实测数据进行了处理分析，验证了方法的可行性和正确性，可为今后真空磁浮压力管道的建设提供技术参考。     

基于GIS的海底管线应急系统关键技术

根据当前海底管线建设和发展的形势,分析了目前海底管线系统存在的不足,并结合海底管线管理业务的实际,基于二维GIS和三维仿真技术,研究建设二三维一体化的海底管线系统的关键技术,并实现了原型系统。     

海洋采油平台海底勘测调查及成果分析

为了给海洋采油作业平台提供安全保障,需要进行海洋采油平台海底勘测,该文研究了采油平台海底勘测调查的技术路线,对海底勘测的数据处理及成果分析进行了阐述,最后得出海底勘查的技术结论。     

利用航空重力梯度反演Kauring试验场三维密度结构

相对于传统的重力测量手段，重力梯度测量能够以更高的灵敏度和分辨能力反映出地下密度异常体的结构特征。由于拉格朗日经验参数在实测数据反演中存在不确定性，对预条件共轭梯度反演算法加以改进，利用L曲线的拐点值代替原反演算法中的拉格朗日经验参数作为正则化参数；为改善反演中存在的病态性问题并减弱核函数的快速衰减，将地下模型改进为不等间隔模型；为改善反演中解的非唯一性，利用重力梯度的5个独立分量进行联合反演；通过对澳大利亚Kauring试验场航空重力梯度张量进行联合反演，得到该地区异常体的三维密度分布，将重力梯度联合反演结果与之前的重力反演结果对比分析，发现在中心异常体附近沿线还分布着多个异常块体。结果表明，改进后的算法能够有效地利用实测重力梯度数据反演出密度异常体的分布信息。     

顾及多空间相似性的地下管线数据匹配

综合地下管线与专业地下管线是同一管线地物的两种表达形式。综合地下管线数据精准、概括;专业地下管线数据表达范围广、属性信息翔实。本文以天然气管线数据为例,选取管点关联管段分布形态作为衡量依据计算管线结构相似性,从管点本体概念名称和属性两方面计算管线语义相似性,以两管点间管段分布形态为特征计算管线形状相似性。以此空间相似性构建管点特征向量,采用SVM(support vector machine)支持向量机的分类方法及管点唯一匹配原则实现管点实体匹配。试验表明该算法能够有效解决管点匹配问题。     

地球化学的空间自相关异常信息提取方法

针对地球化学数据存在的空间分布相关性特征,该文提出了一种基于空间自相关统计的地球化学异常提取方法。以内蒙古浩布高矿床外围的土壤地球化学数据为例,通过对Sn、Cu元素地球化学数据在不同空间间隔上的全局自相关计算,测算其空间聚集的程度,选取聚集程度最高时的间隔距离作为局部空间自相关的参数,通过局部Moran’s I值研究元素的空间分布特征,分析空间聚类和异常值,从而提取地球化学异常。结果表明,局部空间自相关分析可以揭示Sn、Cu地球化学数据的空间分布特征,能够更好地提取地球化学弱缓异常,说明空间自相关是一种有效的地球化学异常识别方法。     

一种基于DEM的城市平面坐标系统建立方法

随着城乡一体化进程的推进,城市建设提出了将全市域作为一个整体进行规划设计的理念。传统的基于控制点高程以及基于各县(区)建成区范围建立独立坐标系的方法,并不能全面和准确的反映全市域的投影变形情况。文中利用DEM规则格网便于读取计算的特点,提出一种适用于高海拔城市平面坐标系统建立的方法。通过遍历城市不同投影带、投影面进行变形计算,再利用GIS空间分析进行不同方案的分析和统计,最终可视化输出计算结果。该方法便于计算机批量计算,计算结果能够直观的展示,较传统方法更加有效和可靠。