多波束测深海底数字地形模型的建立

针对多波束测深数据集,采用改进的距离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型（DTM）。结果表明：本方法具有较高的精度和效率,可以满足不同分辨率要求的DTM应用。     

顾及海底地形变化的狄洛尼三角网构建

数字水深模型是对海底表面形态的数字化表达,传统的网格数字水深模型存在不能根据海区水深变化情况自动调节内插水深间隔的不足,提出了以深度极限误差作为判断标准,顾及海底地形变化的补深补浅方法,并在此基础上构建了相应的狄洛尼三角网。 实验证明:与传统的最浅点抽稀规则格网方法相比,所提方法更能合理的反映出海底地形的实际变化情况,并明显改善 DDM 精度。     

浅地层剖面仪GeoChirp Ⅱ图像中风浪变形效应的校正方法初探

当海面风浪较大时,测量船的摇摆会引起浅地层剖面图像的畸变,因此有必要研究风浪对浅地层剖面图像的影响及图像中风浪效应的校正方法,其中的关键问题是区分风浪效应和真实的沙波等海底床面形态。本文利用浅地层剖面仪GeoChirpⅡ在长江口所获得的浅剖图像对校正方法进行了研究。在所研究的实例中,海底周期性起伏的地形不是沙波,而是风浪效应引起的,用带阻滤波的方法可有效消除浅剖图像中的风浪效应,从而恢复真实的海底地形和地层形态。     

浅海域在新编竖版世界地势图上的表达

新编竖版世界地势图摒弃以往的传统模式,采用全数字化高程数据计算生成陆地和海底地形,生动地表达了世界地势的总体地貌格局。讨论了浅海域在世界地势图上的表达方式,介绍了世界浅海域在新编世界地图上的表达特征,统计了世界主要浅海域的基本信息,并给出了"世界浅海域一览表"。     

高频浅地层剖面技术在海底管道探测中的应用

在海底管道的探测中,为获知海管在海底的真实赋存状态,确定其埋藏深度或悬跨高度,多使用高频浅地层剖面仪等传统声学设备。但在海底斜坡、凹坑、凸起等不平整地层处,由于设备自身原理造成的地层探测界面偏移、图像失真及资料多解性问题仍困扰着工程人员。通过正演模拟的方法探究高频浅地层剖面仪在海底特殊地层处海管检测的波场传播特征,探讨资料的解释陷阱,并提出了解决方案。研究结果表明,利用浅地层剖面仪探测管道在海底的赋存状态,应将探测图像与海底地形、地貌、沉积物运移等因素结合起来综合考虑,把探测图像回归到真实海底环境中,以准确评价海底管道的安全状态。     

基于浅地层剖面仪的连云港航道地质 稳定性研究

随着声学探测技术的不断提高,浅地层剖面仪具有高效、经济、穿透性强等特点,在海洋工程勘察中得到了广泛应用。基于浅地层剖面仪的工作特点,结合连云港海底航道的实际情况,对获得的浅地层剖面数据和图像进行分析和判读,得到海底航道地质结构的特征、边坡及剖面变形情况,由此判断连云港海底航道的稳定性,并分析影响数据精度的因素,为航道疏浚维护提供依据。     

JFR 海底热液区多波束声纳数据处理与分析

基于收集到的东太平洋海隆北段Juan de Fuca Ridge热液活动区的高精度多波束声纳数据,应用加权移动平均算法, 生成典型的高精度海底DTM;应用声纳图像处理技术,生成高分辨率海底声纳镶嵌图,并对其海底地形及海底声学图像进行 处理和分析。通过处理与分析,对JFR热液区海底地形地貌特征有了初步认识,对于我国大洋调查和海底热液区探测具有一 定的借鉴作用。     

海底管道的浅地层剖面图上反射特征与判读方法

海底管道具有掩埋、出露、悬空三种空间状态。在浅地层剖面图上,海底管道具有较强能量的弯月形绕射特征。但管道空间状态不同,其反射特征也不同。另外,施工中会产生涌浪、船舶噪音等干扰波,这些干扰波叠加在浅地层剖面上,影响对管道反射的识别。较详细叙述了不同空间状态的管道在浅地层剖面图上的反射特征和干扰波特征,以便在海底管道检测中更好地识别管道反射,提高解释精度。     

多波束数据的海底数字地形模型构建

提出大批量多格式原始多波束数据的DTM构建方法，以满足大区域、大比例尺海底地形制图的需要。在多种格式原始多波束数据接口和系统内部标准数据结构的基础上，通过对数据文件、数据种类和数据运算量的有效组织管理，实施边读入、边权重配赋的网格插值，分析了高斯、指数和距离平方反比权重函数的适用性，及最小值、最大值和平均值的实用性。在权重配赋网格插值基础上，提出分形fBM和张力样条配合使用的方程式插值方法，保证DTM数据的有效外延和地形分辨。整套算法效率高，并能有效保证DTM的精度，对存储在外部介质的数据遍历一次即可完成网格插值。     

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。     

海底DEM结构与精度分析

介绍了DEM的原理与构建方法及其在海底地形表征中的应用，对现有海底DEM的精度进行分析，针对数据传递而引起的精度损失，提出改进方法，即建立基于原始测线的海洋DEM，进行了理论分析并利用实例验证。     

九州-帕劳海脊两侧深海盆地浅部地层结构特征与分析

由于欧亚板块、澳大利亚板块与太平洋板块运动的作用,菲律宾海盆形成了全球最为复杂的海底地形地貌.以九州-帕劳海脊为界,西菲律宾海盆与帕里西维拉海盆呈现不同的构造走向与地形特征,海脊两侧发育丰富的深海地质现象与地貌特征.参量阵浅地层剖面仪因其差频窄波束的发射特点,能够获得深海海底浅地层的高分辨率剖面.本文利用参量阵浅地层剖...     

海底管道在位状态调查实践

根据调查设备搭载器的不同,将海底管道在位状态调查方法归为船载、自治水下机器人搭载(AUV 搭载)和无人遥控潜水器搭载(ROV搭载)三类;在浅水段采用船载调查,在深水段采用AUV搭载调查,在此基础上进行重点关注区域筛选,开展ROV调查,最后进行整体评价和分析对比,这种^“(船载/AUV)+ROV^”组合模式很好地实现了多种调查方法的优势互补。实际上,采用AUV搭载进行海底管道在位状态调查在国内业界尚属首次。调查所取得的管道位置、埋深、周边障碍物的分布以及管道人工处理情况等成果,为后期开展管道维护工作提供了重要的基础数据。此次成功实践可为以后从浅水到深水的管道在位状态调查提供经验和借鉴。     

基于重力梯度的潜艇探测方法研究

提出了一种基于重力梯度探测潜艇的新方法。借助计算机代数系统Mathematica,计算了模拟潜艇在不同位置产生的重力垂直梯度,分析了其变化情况,结果表明如果现有的重力梯度仪精度为10-4E,即使下潜深度达300m,在海面上100m范围内也能够探测到;当重力梯度仪的精度达到或超过10-6E时,可在海面上1000m范围内实现探测。     

台湾海峡南部海底地形的新发现

我们于1975年对台湾海峡南部进行海底地形和底质调查研究时发现:1.台湾浅滩发育着水下沙丘群。2.陆架地形受现代环境的作用,正经历着冲刷、侵蚀和堆积的再改造过程。3.陆架边缘曾发生了巨大的滑坡。其原因是陆源物质供应严重缺乏,在风浪和各种流系作用下,使沉积物不断进行分异作用,再加上自1938年以来多次发生5—7级海底地震而导致滑坡,滑坡又促使沉积物向深水搬运,加速陆架地形的冲刷。     

Shallow-water longshore drift-fed submarine fan deposition (Moisie River Delta, Eastern Canada)

Submarine canyons and associated submarine fans are in some cases located at the end of a littoral cell where they act as conduits for the transfer of eroded terrigenous sediments to the marine environment. Such fans are generally found in deep-water settings at >500 m water depth. Offshore the Moisie River Delta (NW Gulf of St. Lawrence, Eastern Canada), high-resolution multibeam bathymetry and seismic data led to the discovery of an unusually shallow submarine fan (≤60 m) located at the end of a littoral cell. Sediment is transported westward on the shallow coastal shelf, as demonstrated by the downcurrent displacement of oblique nearshore sandbars where the shelf narrows to less than 1 km. The steep slope near the end of the littoral cell is incised by a channel that feeds a submarine fan composed of smaller channels and depositional lobes. According to existing Holocene evolution models for the region, the fan formed within the last 5,000 years. Its evolution is largely due to the transport of sediment by longshore drift. Multibeam echosounder and seismic data also reveal that the gravity-driven accretion of the submarine fan is characterized mainly by two processes, i.e., frequent small-scale, downslope migration of sandwaves on the slope, and more episodic slumping/turbidity-current activity in the deeper part of the fan. This study documents that, besides their common deep-water location, smaller-scale submarine fans can occur also in very shallow water, implying that they could be more frequent than previously thought both in modern environments and in the rock record.     

南海北部湾海洋工程地质特征

根据地球物理、声学探测及海底取样等实测资料详细分析,发现北部湾油气勘探开发区具有近岸、水浅等优越自然条件以及复杂的海洋工程地质特征。海底地形地貌较为复杂,存在潮流沙脊与潮沟、海底沙坡、埋藏古河道、浅层气、埋藏古陡坡、滑塌断层及可能的砂土液化层等潜在灾害地质因素,对海上构筑物存在直接或潜在的危险性。尤其在东部,海底坎坷不平,活动性的潮流消脊、侵蚀沟槽、海底沙波及浅层气等很发育,是海底工程建设的危险区,应引起高度重视。     

檀头山海底电缆路由工程地质条件及评价

在浙江象山檀头山海底电缆路由勘察中获得的地形测量、侧扫声纳和浅地层剖面探测、工程地质钻探等资料基础上,结合其他自然环境资料对路由勘察区工程地质条件进行了详尽的分析和研究。结果表明,该区域工程环境较适合海缆的铺设,海缆可铺设于勘察区的南部,登陆点附近基岩裸露区和砾石应进行清理、开挖和采取防护措施,海底和冲刷槽边坡稳定,檀头山附近水下浅滩地层中浅层气上冲至海底面以下最浅不足5m,对海底电缆影响不大,但要在开挖施工时引起注意。     

海底边坡稳定性分析中波浪力的求解

针对浅水区波浪的非线性特性,提出了在海底边坡稳定性分析中应用椭圆余弦波理论来研究波浪力的问题,利用非线性弥散关系建立了新的适用于整个水深范围的椭圆余弦波的近似求解方法.结合工程实例,确立了海底边坡波浪力的计算步骤,并编制了计算程序.     

高精度和高分辨率水下地形地貌探测技术综述

为提高我国水下地形地貌探测技术水平,促进对海洋的科学认知和高效开发利用,文章综述高精度和高分辨率水下地形地貌探测技术研发进展,并分析关键技术发展方向。研究结果表明:采用机载激光、多波束、侧扫声呐、浅地层剖面、双频识别声呐、合成孔径声呐和水下三维扫描声呐等探测技术以及无人船、水下机器人和海底观测网等探测平台,可获取高精度和高分辨率水下地形地貌信息;应在提高设备性能、减小探测误差和完善数据算法等方面加大研究力度,重点发展综合探测技术,从而全面和清晰地反映水下地形地貌。