海洋油气资源遥感综合勘查技术研究

依据油气藏烃类微渗漏理论, 利用遥感方法为主要探查手段, 结合航磁和重力异常等地球物理信息和地质信息, 在油气资源信息系统的支持下, 研究了海洋油气资源远景靶区勘查的遥感综合方法技术, 以期为加速中国油气资源的勘探开发建立一种经济、快速、有效的遥感综合勘查和评价方法。该方法应用于中国近海渤海湾盆地和珠江口盆地, 分别对两个研究区进行了油气资源远景的遥感综合勘查和评价研究, 相关的结果表明,该种方法具有很好的应用成效。     

2012—2019年南海南部海洋油气资源开发活动时空变化

南海南部油气资源蕴藏丰富,但开发态势异常复杂。研究油气资源开发活动时空变化是分析南海南部油气资源开发态势的基础。本文基于2012—2019年的VIIRS月度夜光遥感影像数据,采用卷积阈值分割结合时序频次统计方法提取了南海南部海域油气开发目标分布,在此基础上使用空间统计分析方法揭示了2012—2019年南海南部海域油气开发活动时空变化特征。结果表明：1)南海南部油气开发目标数量逐年增长,由142个增长到199个;2)近海海域油气开发目标数量呈间歇性增长,而远海海域呈持续性增长;3)近海油气开发目标空间分布密度高于远海,但远海空间分布密度增长态势显著;4)各油气盆地内油气开采空间重心正逐步由浅海向深海方向转移。该研究结果能够为我国掌握南海油气开发态势,制定南海油气开发战略提供参考。     

中国科学院兰州地质研究所

该所构造地质学研究室建有资源遥感研究组,开展了资源与环境遥感地质的应用基础研究和应用研究,而以油气资源遥感研究为重点,先后参加过腾冲航空遥感试验、长春净月潭航空遥感试验和宁—芜航空遥感试验等研究项目;承担过油气信息的遥感探测机理研究项目;目前正在进行“塔里木盆地形成演化及寻找大油气田方向”、“天然气运移、储集及封盖条件”、“西北诸盆地天然气赋存条件及资源预测”和“遥感技术在新疆地质找矿中的应用”等,还     

卫星热红外图像与震兆异常——澜沧地震前热红外图像的启示

本文基于1988年11月6日21时澜沧7.6级地震前的气象台站地面观测温度与相近时刻卫星热红外资料,分析了热红外图像与构造、岩性、地貌及气象等的关系,阐述了震兆增温异常与正常情况下的区别,初步总结了利用热红外图像的时、空动态变化特征捕捉地震临震前兆的方法和体会。     

昆仑山Ms8.1地震前后大气温度垂直分层变化特征研究

研究引潮力的相位变化周期与发震的关系,进而确定地震大气温度增强异常识别的背景指示时间,采用大气分层技术,处理美国国家环境中心的NCEP大气温度数据,分析了昆仑山MS8.1地震前后不同高度层的大气温度垂直分布动态演化,结果显示:地震发生时引潮力值所处最大振幅相位附近,反映引潮力对本次地震的发生具有触、诱发的作用;孕震区地表及其上附多层大气热变化经历震前起始增温,震后消亡的连续时间演变过程,增温区集中在地震活动断裂带及其附近区域,呈现出与构造紧密关联的非均匀加热,与岩石受力,由形变—破裂过程中向外热辐射变化过程相吻合,表明大气增温与昆仑山地震活动相关;热增强表现出自下而上的从地表开始增温,并随大气运动抬升扩散,在一定高度的高空逐渐消亡的过程,符合地面对大气加热导致大气升温、抬升、扩散、消亡的大气热动力学特性,表明下垫面构造运动是本次温度异常变化的主控原因;大气增温过程与引潮力(低值—高值)的变化过程具有一定的同步性,显示引潮力为地震大气温度异常识别过程中,背景温度选择提供具有力学含义、可预先计算获得的时间指示,而通过引潮力周期获得的大气温度变化反映了临震构造应力的变化,将引潮力变化与大气温度垂直分层分析结合,将有助于区分地震热异常与非震热异常。     

利用时空内插及数据正规化辅助方法监测地震前热异常

应用卫星热红外遥感图像提取震前温度变化信息,会碰到云干扰以及信息提取方法的科学性等课题.为了减少云干扰,本研究使用时空内插法来填补或复原受云影响的网格温度; 为了客观监测及记录增温现象,研究设定正规化标准值与阀值,使计算机半自动监测相对高温区,并利用不同时期图像云影移动及影像镶嵌技术,还原被云遮蔽的增温区,以期能科学反映地热异常现象,利于后续震前增温异常前兆研究的进行.     

基于ALI数据的柴达木油气区含铁矿物制图

烃类微渗漏造成的油气藏上方红层褪色是遥感间接找油气的重要标志之一，因此，在油气遥感勘探中，含铁矿物的分布制图和铁异常信息的提取至关重要。作为新一代的多光谱图像，ALI（Advanced Land Imager）和ETM+图像相比，光谱分辨率有了很大提高，它在0.4~1.3 μm波长范围内有7个波段，可以有效地反映出不同含铁矿物在此波长范围内独特的光谱特征，可以用于含铁矿物制图和铁异常信息提取。本文选取有天然气分布的柴达木盆地东部三湖地区为研究区，对ALI图像运用光谱角度制图方法进行含铁矿物分布制图。     

红外遥感油气资源勘探技术及其有效性评估

油气资源的遥感勘探,可分为“直接”和“间接”两大类。红外遥感油气资源勘探技术属于“直接”勘探范畴。本研究基于工业油气藏烃类微渗漏理论,利用烃类特有的2.27—2.46μm波谱双峰吸收带,以土壤烃组分异常为标志实施探测,并从理论上排除了各种地物目标的干扰,建立了一套航空遥感计算机图像处理及油气遥感信息异常提取方法。三次大面积试验表明,与已知油流区块的符合率达70％,在未知区的油气遥感异常中,一些已被钻探证实含有油气性,业已正式列入油气勘探生产计划。     

热红外遥感找油的时效性研究

油气藏烃类微渗漏所造成的热异常信息，是油气遥感勘探中最直接和最具普遍意义的标志，对该标志的识别和时效性的研究，具有广泛的实践意义，并可以发挥出巨大的经济效益。在中国内蒙古二连盆地已知油田上方，选择了勘探开发前期二个时相和勘探开发后期一个时相的遥感数据与该区油气化探数据进行定性和定量的复合分析，指出了热红外遥感找油的最佳时机。     

柴达木盆地烃蚀变矿物高光谱遥感识别研究

高光谱遥感识别烃蚀变矿物可用于探测油气烃类微渗漏和定位地下油气藏.以有天然气分布的柴达木盆地东部三湖地区为研究区,对Hyperion高光谱数据进行重采样处理,克服了目标识别矿物不明显和传感器低信噪比的影响.通过确定烃蚀变矿物高光谱遥感探测的指示标志,采用线性光谱(SAM)拟合与光谱匹配(SAM)相结合的方法确定了影像端元对应的矿物组分.识别结果表明,合理缩减影像波段数和确定影像端元的方法,能有效提高烃蚀变矿物的高光谱遥感识别精度.     

联合卫星测高、GRACE、海洋和气象资料研究南海海水质量变化

首先利用重力恢复与气候实验（gravity recovery and climate experiment,GRACE）卫星重力、卫星测高和海洋温盐数据分析了2003-2012年间南海海水质量的变化特征,进而结合海洋和气象资料探讨了厄尔尼诺和南方涛动（El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO）、净淡水通量、海水体积输送和陆地径流在此期间对南中国海海水质量变化的影响。研究结果表明,南海海水质量变化主要受海面净淡水通量和海水体积输送的联合调制影响,周边陆地径流对其影响有限。南海海水质量季节性变化显著,且具有明显的长期增加趋势;ENSO通过改变降水和黑潮自吕宋海峡流入南海的水量影响南海海水质量,使得南海海水质量存在着显著的具有ENSO特征的年际变化。     

MODIS数据的海洋表面温度反演

以黄海及东海海域为对象,研究用MODIS数据提取我国海域海洋表面温度的方法,建立了适合于我国海域的MODIS海洋表面温度遥感实用模式。研究表明,此算法的反演精度比较高,用这种模式计算的海面温度可较真实地反映海洋表面温度分布状况。由于同一天可以获取同一地区的上午和下午两景MODIS数据,因此MODIS数据在探测海洋现象方面具有独特的优势。     

皮山6.5级地震前地表MODIS热红外异常与气象台站记录对比

利用2015年皮山6.5级地震前半年的MODIS影像,通过劈窗算法对震中周边地表温度进行反演,通过对比地表反演温度和震中周边气象台站气象记录,研究发现震中附近在震前80 d和15 d左右出现明显的热异常,但在震前1个月左右存在短暂的温度低异常现象。另外,根据近22年的气象记录,震中及周边在震前半年气温明显偏高,这种气象异常或可视为地震前兆。     

运用MODIS遥感数据评测南海北部区域机载激光雷达测深系统参数

为研究中国南海北部海域在CZMIL海道测量模式下的最大可测水深的空间分布情况,首先探讨了现有的南海北部海域漫衰减系数K_d（490）反演算法,运用南海北部海域水色实测数据建立了漫衰减系数K_d（490）和K_d（532）之间的数值关系,总结了漫衰减系数K_d（532）和CZMIL系统最大可测水深之间的关系。通过2014年Aqua-MODIS遥感光谱数据得到了南海北部海域1月、6月、10月的海水漫衰减系数K_d（532）参数,研究发现6月份时该区域平均漫衰减系数相对较小,于是进一步合成了该月份的CZMIL系统测深能力空间分布图。结果表明：CZMIL系统在南海北部海域的可测水深约为0~71.18 m;6月份比1月、10月更适合激光测深作业。该研究为南海北部海域开展激光测深作业的时间选择和飞行方案的制订提供了参考。     

中国东海叶绿素浓度变化分析及其海水温度响应

海洋叶绿素浓度时空格局分析及与海水温度的响应研究对于海洋资源的开发和保护及赤潮的预防具有重要意义。本文基于2004—2018年东海叶绿素浓度和海水温度数据运用趋势分析及ArcGIS10.2软件，对东海叶绿素浓度作了时空分析研究，并结合海水温度进行了回归分析，以探究叶绿素对海水温度变化的响应机制。结果表明：①东海叶绿素浓度在2004—2018年间没有明显的年际变化特征。年内则随时间上下波动，冬季为波峰，夏季为波谷。离海岸带越近，叶绿素浓度越高。②东海海域海水温度在年际尺度上呈波动式起伏变化。在季节尺度上夏秋两季温度较高，春季次之，冬季最低。从沿海到外海海域海温逐渐升高。③就空间相关性而言，东海海域叶绿素浓度与海水温度整体呈负相关，在不同海域相关程度不同。长江口和外海区域叶绿素浓度与海水温度具有很强的相关性；在沿海区域，由于受到城市环境、经济发展及人类生产生活的影响，海水温度与叶绿素浓度的相关性不明显。     

Jason-2高度计数据在中国四大海域的波形重跟踪与分析

在Brown-Hayne模型基础上,利用迭代最小二乘算法实现了回波波形参数的重跟踪,同时利用重心偏移算法(OCOG)、阈值算法对Jason-2 卫星的波形数据在中国渤海、黄海、东海、南海4个海域开展了波形重跟踪试验。试验表明,在4个海域,Brown-Hayne模型法获得的波形重跟踪结果相比较于阈值法、OCOG算法与法国空间局(CNES)公布结果最为一致,相互较差的标准差约2 cm左右。50%阈值算法获得的波形重跟踪结果相比较于其它阈值精度更优,与CNES比较其标准差在3~6 cm,但存在4~10 cm的系统偏差。OCOG算法获得的结果存在较大误差,但其结果可作为Brown-Hayne模型解算的初始值。当卫星地面轨迹靠近大陆时,波形重跟踪获得的海面高改正量会较宽阔海域增大,其中南海区域的海面高改正量最大,可达1 m,其原因可能是卫星地面轨迹经过了西沙群岛,雷达回波波形受到了一定的影响。     

Determination of Geoid over South China Sea and Philippine Sea from Multi-satellite Altimetry Data

A new computational procedure for derivation of marine geoid on a 2.5′×2.5′grid in a non-tidal system over the South China Sea and the Philippine Sea from multi-satellite altimeter sea surface heights is discussed. Single-and dual-satellite crossovers were performed, and components of deflections of the vertical were determined at the crossover positions using Sand-well's computational theory, and gridded onto a 2.5′×2.5′resolution grid by employing the Shepard's interpolation procedure. 2.5′×2.5′grid of EGM96-derived components of deflections of the vertical and geoid heights were then used as reference global geopotential model quantities in a remove-restore procedure to implement the Molodensky-like formula via 1D-FFT technique to predict the geoid heights over the South China Sea and the Philippine Sea from the gridded altimeter-derived components of deflec-tions of the vertical. Statistical comparisons between the altimeter-and the EGM96- derived geoid heights showed that there was a root-mean-square agreement of ±0.35 m between them in a region of less tectonically active geological structures. However, over areas of tectonically active structures such as the Philippine trench, differences of about -19.9 m were obtained.     

多卫星传感器南海叶绿素a浓度遥感数据融合

利用平均法、生物光学模型法和最优插值法3种数据融合方法对卫星传感器MODIS-Aqua、MOIDS-Terra及MERIS获取的南海叶绿素a浓度的数据进行了融合,通过比较融合产品的质量,对3融合方法进行了评价。(1)利用现场测量的南海遥感反射率和叶绿素a浓度数据建立了南海叶绿素a浓度的反演模型,并应用于MODIS-Aqua、MOIDS-Terra及MERIS Level 2反射率数据,获取南海叶绿素a浓度。(2)将平均法、生物光学模型法、最优插值法分别应用于上述3颗卫星的叶绿素a数据进行数据融合,并用现场测量的同步叶绿素数据对融合后的产品进行了印证。(3)利用3种融合方法分别对南海2011年MODIS-Aqua、MODIS-Terra和MERIS等3个传感器的叶绿素a数据进行了月融合,分析了融合的南海叶绿素a浓度的时空分布特征。结果表明,融合数据大幅度提高了空间覆盖率,且具有较高可信度。平均法、生物光学法和优化插等3种融合方法性能有较大的不同,生物光学法具有高的运行速度,但有时空间覆盖率仍不能满足要求;优化插值法具有高的空间覆盖率,但其运行速度较慢。因此,在具体应用中,应根据需求选择合适的融合方法。     

应用全张量重力梯度组合识别并提取中国南海断裂

断裂构造研究是重力解释的一项重要工作,与构造单元划分密切相关。全张量重力梯度数据以其信息量大、含有更高频的信号成分,能更好地描述小的异常特征等优点在地球物理领域中得到广泛应用。基于全张量重力梯度组合研究中国南海断裂识别及提取方法。首先,比较多种重力梯度边界识别方法,包括直接利用重力梯度三分量法和全张量梯度组合法,分析它们的优缺点。通过对比分析,传统重力梯度三分量方法不能有效地均衡深浅异常的振幅,当异常中同时出现正负异常可能产生假的边界结果。全张量重力梯度组合法不仅可以有效地避免传统方法的缺陷,而且获得的边界还具有良好的连续性和收敛性。其次,利用改进的边缘检测计算理论边界提取法确定断裂的精确平面位置,得到了与全张量梯度组合法一致的结果。由此推断,南海断裂以北东走向和北西走向为主,北东东、北西、东西和近南北走向为辅。     

Subsidence in the Kathmandu Basin,before and after the 2015 Mw 7.8 Gorkha Earthquake,Nepal Revealed from Small Baseline Subset-DInSAR Analysis

Land subsidence in densely urbanized areas is a global problem that is primarily caused by excessive groundwater withdrawal. The Kathmandu Basin is one such area where subsidence due to groundwater depletion has been a major problem in recent years. Moreover, on 25 April 2015, this basin experienced large crustal movements caused by the Gorkha earthquake (Mw 7.8). Consequently, the effects of earthquake-induced deformation could affect the temporal and spatial nature of anthropogenic subsidence in the basin. However, this effect has not yet been fully studied. In this paper, we applied the SBAS-DInSAR technique to estimate the spatiotemporal displacement of land subsidence in the Kathmandu Basin before and after the Gorkha earthquake, using 16 ALOS-1 Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) images during the pre-seismic period and 26 Sentinel-1 A/B SAR images during the pre- and post-seismic periods. The results showed that the mean subsidence rate in the central part of the basin was about ?8.2 cm/year before the earthquake. The spatial extents of the subsiding areas were well-correlated with the spatial distributions of the compressible clay layers in the basin. We infer from time-series InSAR analysis that subsidence in the Kathmandu basin could be associated with fluvio-lacustrine (clay) deposits and local hydrogeological conditions. However, after the mainshock, the subsidence rate significantly increased to ?15 and ?12 cm/year during early post-seismic (108 days) and post-seismic (2015–2016) period, respectively. Based on a spatial analysis of the subsidence rate map, the entire basin uplifted during the co-seismic period has started to subside and become stable during the early-post-seismic period. This is because of the elastic rebound of co-seismic deformation. However, interestingly, the localized areas show increased subsidence rates during both the early-post- and post-seismic periods. Therefore, we believe that the large co-seismic deformation experienced in this basin might induce the local subsidence to increase in rate, caused by oscillations of the water table level in the clay layer.