海底三维可视化技术及应用

海底地形地貌能表现海洋世界重要的空间信息,也是常规光学和电磁手段难以探测的水下区域。应用侧扫声纳技术可以反演海底地貌,同时多波束测深技术得到的水深数据重建数字水深模型,二者结合创建三维海底空间景观。利用海洋探测技术和三维可视化技术进行海底地形地貌三维仿真和分析,并对其应用进行探讨。     

构造活动对海底峡谷地貌形态的影响

海底峡谷是大陆边缘最重要的地貌形态之一,是沉积物和陆源有机质向深海搬运的主要通道,在深海重力流沉积、全球碳循环、生物多样性、油气-水合物资源勘探及海底工程设施安全运营等方面的研究中具有重要意义。大量研究发现,海底峡谷常发育于构造活动较强烈的地区,其形成和演化与构造变形之间存在密切的关联。在文献调研基础上,着重就构造活动对海底峡谷地貌的控制作用进行综述。总结了5种与构造变形有关的海底峡谷平面分布端元模式,分别为限制型、转向型、偏转型、阻挡型及横向切穿型海底峡谷。分析了局部坡度变化对峡谷内部地貌特征的影响:构造变形引起的局部地形坡度增大会导致海底峡谷内部侵蚀作用的加剧与裂点的形成;局部地形坡度减小容易引起天然堤和决口扇的形成;坡度的变化还会引起峡谷弯曲度的动态响应。     

基于GEBCO的海底热液区地形复杂度分析方法研究

海底热液区地形复杂度是热液活动场的重要指标数据,获取地形复杂度指标数据,为系统研究全球海底热液区分布特征具有重要意义。阐述了地形复杂度和GEBCO数据的基本应用情况,介绍了基于数字地形模型数据进行地形复杂度计算的基本方法,提出了海底热液区地形复杂度计算的窗口序列分析法和基本步骤,实例分析了伊豆—小笠原海底热液活动亚带的地形复杂度情况。     

基于海底地貌分类的海底地名通名分类体系研究

海底地名通名的分类与命名是地名命名研究的重要内容,而海底地名通名实际上是海底地貌类型的名称。在总结国内外已有陆地和海洋地貌分类研究成果的基础上,提出了基于地貌分类的海底地名通名分类体系。     

南海北部海底沙波研究

南海北部水深100~250 m的陆架和陆坡斜坡海底分布着大片沙波地貌,本文采用底形相图参数近似计算和泥沙起动流速2种计算方法,结合海底微地貌的实际形态,研究了沙波的沉积特征及其成因机理。研究认为,区内的沙波为现代沉积地貌;控制沙波形成发育的主要水动力因素是潮流与风暴条件下风海流的叠加;区内泥沙颗粒粒径适宜,海底坡度平缓,有利于海底沙波的发育。     

多种数字海洋地理环境信息的融合与可视化的局部实现

以潮汐、潮流和海浪数值的计算技术和数字海底地形模型的构造方法为基础,应用层次细节模型和三维渲染技术,完成了近岸海洋环境保障的多种数字海洋地理环境信息的融合与可视化的局部实现,为今后此领域的研究提供了理论和经验基础。     

海底地形图上海底地貌的表示

本文提出了海底地形图上表示海底地貌的一般原则与方法。针对目前海底地形图上描绘海底地貌存在的问题,探讨了一些用于实际作业的技术规则和措施。     

海底地形图表达方法探讨

为实现海底地形多样化表示与服务,丰富海底地形图表示样式,分析了海底地形图的主要内容,研究了海底地形图可视化表达机制。结合多源海底地貌与底质数据的特点,提出了基于颜色扩展联合图形符号、可灵活组合的海底地形图表示策略,给出了水深注记、等深线、深度区、海底底质这4类主要海底地形要素的具体表达方法。试验表明,设计的可视化表达方法能实现不同类型、不同来源、不同质量差异的多类型海底地形数据的有效表达,为海底地形数据的多样化表达提供参考。     

海洋热点纵横

我国首次完成"数字南海"我国首次完成的"数字南海"项目近日通过教育部组织的专家鉴定。"数字南海"是我国外交部批准立项的大型数字海洋和地理信息系统项目,其目标是通过数字地球、三维空间可视化等高新技术手段,对南海水深、地形、海底地质、地貌结构与地层组成等三维空间信息,资源矿产分布信息,海洋波浪潮汐海流时空变化信息,历史、     

基于BP神经网络的海底地形复杂度自动分类方法研究

针对海底地形复杂程度分类问题,在考虑传统水深均值的基础上引入坡度和起伏度两个地形因子作为表征海底地形复杂程度的分类指标并进行量化,对水深数据空间分辨率进行统一,建立包含18种典型海底特征的海底地形复杂度分类库,利用BP神经网络对建立的分类库进行训练学习。为验证该方法的有效性和适用性,选取地形复杂度不同的4块实验区分别采用统计学方法和BP神经网络算法进行海底地形复杂度进行分类,对比发现该方法可以实现海区海底平坦、一般、复杂三种地形的自动识别与分类,并保留实验区海底地形复杂度细节信息。     

关于海底摩擦问题的探讨

海底摩擦不仅涉及海洋环流、潮汐和风暴潮的能量耗散等海洋动力学的主要问题,而且还与海底冲蚀、沉积等海洋地质、地貌问题有关。此外,对于长期以来盛行的用全流方程研究海洋动力学问题,底摩擦的正确描述和表达是必不可少的。这个问题归结为海底     

基于DEM数据的菲律宾海典型区地貌类型划分

深远海海底地质环境复杂,地貌形态多变,目前没有形成统一的地貌类型划分量化标准。本文主要针对这一问题,选择菲律宾海中南部典型区作为研究区,结合已有规范、标准和区域构造演化特征,提出了海山、海丘、海底裂谷、山间谷地、山间洼地、山间盆地6种四级地貌单元的量化划分标准。利用ArcGIS平台对DEM数据进行深度处理,提取高程、坡度、坡度变化率、地形起伏度等关键地貌因子,对研究区海山等地貌单元进行了定量化划分,明确了其分布特征。结果显示:受控于形成时期不同的构造背景,研究区西部与东部具有显著的构造走向差异,西部海岭呈近EW向雁式排列,东部海丘呈近NS向雁式排列,东部海丘相较于西部海岭更为狭长;海山、海丘和山间盆地等大规模地貌单元的形成往往受控于强烈的构造、岩浆活动。本次研究成果能够丰富深远海海底地貌类型划分和成因研究领域,为今后相关标准规范的制定奠定基础。     

大西洋中脊热液场的构造位置

在俄罗斯科学院地质研究所的海底地貌和构造实验室中,进行着建立中大西洋数字构造图的工作。为此,必须建立相应的数据库和分析各种各样的资料。在研究过程中,作者进行了热液观测,这可能对海洋热液体系领域专家感兴趣。在７０年代末发现了高温热泉。在现代的世界海洋中...     

基于 Biot-Stoll 模型声速反演中的参数选择——以南海南部沉积物为例

研究海底表层沉积物性质对海洋矿产资源探测、海洋工程建设等有重要的意义。Biot-Stoll模型可以模拟预测海底沉积物的物理性质,但采用不同的参数模拟的效果不同。Stoll参数是各种海洋环境下模型达到最佳预测的单一数值的形式;Schock参数则是对渗透率、孔隙大小、沉积物孔隙曲折度等修改后的函数表达式形式,更接近沉积物实际情况。采用Stoll参数和Schock参数分别计算了南海南部海区海底沉积物纵波速度,并对南海南部沉积物样品进行了计算和实测对比,结果表明,采用Stoll参数计算误差较大,平均为3.962%;采用Schock参数计算误差较小,平均为0.847%。因此,在南海南部海区采用Schock参数预测海底表层沉积物物理性质更准确。     

海底沙波地貌演变及其对管道工程影响研究进展

海底沙波是一种常见近似规则的起伏地貌形态,通常具有较强的活动性,能引起海底管道的裸露和悬空,进而造成管道的疲劳失效甚至断裂等重大危害。根据近几年海底沙波领域的最新研究成果,介绍了当前海底沙波的主要研究方法,包括现场实测观测、稳定性模型分析和数值计算模拟等的适用性和局限性以及未来发展方向。对海底沙波的成因和迁移机制进行了归纳分析,明确了多种主要的水动力环境因素,以及对于极端天气因素的考虑。从海底管道施工期和服役期分别讨论了海底沙波对于海底管道工程的影响,并建议将沙波活动和局部冲刷两种不同尺度的海床地貌改变耦合分析,以评估海底管道稳定性,最后提出了悬空海底管道的一些有效治理和维护手段。     

海底沙波特征线的最优方向剖面自动识别方法

海底沙波是发育在近海陆架上的一种常见海底地貌类型,海底沙波特征与运动规律的研究具有重要的科学意义与工程应用价值,沙波脊线与谷线是表征海底沙波的最基本特征,也是精确描述沙波运动的基本参量。本文提出了一种基于复合数字水深模型的沙波特征线自动识别方法——最优方向剖面法,基于水深曲面归算得到最优剖面方向,再依据最优剖面方向求导并判定极值,自动提取沙波形态特征点,最终形成沙波脊线和谷线。以台湾浅滩复合型沙波为例进行对比实验研究,结果表明,该方法能基于不同分辨率的数字水深模型自动准确地提取海底沙波脊线与谷线,勿需设置阈值,地形自动化识别程度得到进一步提升,具有重要的实际应用价值。     

MPEG4在海底彩色电视监控系统中的应用

研发深海电视监控系统使海洋调查人员能够对海底微地形、地貌和地质特征进行直接的观察,配合其他海底勘查装备可实现探测对象的定点探测和采样,从而大大提高海底地质勘查的能力和效果,提高工作效率。不同的视频编码方式,直接影响图像清晰度、数据存储量及稳定性,文章介绍了MPEG4在海底彩色电视监控系统中应用的成功经验。     

福建省近海海底麻坑的地貌特征及其与海洋工程的联动效应

为科学开发利用海洋资源、防范海底地质灾害和保护生态环境,文章梳理福建省近海海底麻坑的类型和成因,并分析海洋工程与灾害性地貌的联动效应。研究结果表明:受板块挤压和海平面波动等的影响,福建省近海海底地形和沉积环境复杂多变,流体活动形成的海底麻坑主要包括单元麻坑、圆形麻坑、拉长形麻坑、链状麻坑和复合麻坑5种类型,在北部泥质区、南部砂质区、河口区和海湾区有不同分布,其成因主要包括海相生物气、生物气和海陆生物混合热解气;应高度重视海洋工程与海底麻坑等灾害性地貌的联动效应,避免发生海底地质灾害和破坏海洋生态环境。     

海洋测绘工作的新进展

随着海洋开发国际竞争的日趋激烈,海洋本身的战略地位也越来越重要,人们更迫切地要求获得有关海底状况的更进一步的情报资料。精确的卫星定位系统、全影海底覆盖率和高分辨率的多声束测深仪、船用计算机增幂计算技术、先进的数字资料处理和图像显示方法等先进技术促进了高分辨率海洋测会事业的发展。     

灵山湾地貌调查与制图及主要地貌类型

一、海底地貌调查方法 (一)传统调查方法与相关学科的关系海底地貌学是从海底地质学和地形学基础之上发展起来的边缘科学。因此,依据“1∶10万海洋测绘”以大陆架海底地形和重磁测量为主(本次试点后项暂缺)、以底质和地貌调查为辅的要求,利用上述相关学科同步调查的成果,基本上可以满足传统海