海底地理实体命名专题图编制方法探讨

结合我国向海底地名分委会(SCUFN)提交海底地名提案的工作,介绍了海底地名专题图编制关键技术与难点,并对Arcgis、Global Mapper和Surfer制图平台进行对比。鉴于Arcgis以空间数据库的形式分析和管理海底命名信息具有显著优势,Global Mapper在格网数据的加载、实时三维显示和数据裁剪方面表现出色,Surfer在制作三维图方面具有操作简单、图形美观等优势,将三者优势结合起来,制定了海底地理实体专题图的编制方案,实现数据联合应用。编制方案能达到满足海底命名图件制作要求、提高制图效率的目的,为我国海底地名专题图编制工作提供技术参考。     

GIS支持下的海洋光学调查成果专题图编制研究

制作海洋光学数据专题图可以充分展示项目调查成果,为海洋研究者深入了解我国近海水体光学特性提供直观、可靠的依据,因此快速编制高质量的海洋光学专题图件具有十分重要的意义.文中分析探讨了利用GIS技术进行专题图制作的过程及关键问题,重点研究了ArcGIS地理统计分析方法及原理,并利用该方法制作了海洋光学调查区块专题图.提出了一个基于GIS的专题图制作基本模式,既提高了制图效率,又提高了现有数据利用率.     

海洋渔场地貌图的设计方法研究

渔场地貌是分析预报渔情、选择渔业作业方式和选用渔具设备的重要依据之一。基于数字高程模型(DEM)和数字晕渲制图等技术,应用ESRI Arc GIS软件系统,通过实验方法选定DEM插值算法及阴影光源参数,制作了表现海底地形起伏变化特征及鱼类生物资源分布状况的渔场地貌图,实现了多源、多维和异构数据的融合。作为一项探索性工作,期望设计成果能够为今后相关产品的研发和应用提供有益借鉴。     

高分辨率三维海洋反射地震P-cable系统应用进展

高分辨率三维海洋反射地震P-cable系统已经成功应用在海底天然气水合物、储层填图和海底灾害的研究中,特别是针对海底气烟囱和泥火山等小目标体的内部结构和空间分布特征的研究。在海底大洋钻探的目标区,P-cable系统能够提供准确的高分辨率的三维地震数据,有利于海底大洋钻探的井位选取和井位钻探时间评估。与常规的工业界使用的长电缆三维海洋反射地震比较,高分辨三维海洋反射地震P-cable系统具有简单、高效和经济实用性的优点,能够更加高效、快捷地为科研人员开展海洋地质和地球物理的研究工作,有助于为今后我国在深潜方面发现的海底"烟囱"开展详细地下高分辨率的三维地震结构调查,成为深潜方面的一个补充和一个强有力的海洋填图工具。依据实例分析并讨论了高分辨的三维海洋地震P-cable系统在海底气烟囱和泥火山内部结构以及空间分布特征方面的应用和科学研究。建议今后在海洋地球物理调查中开展高分辨的三维海洋反射地震调查和研究,特别针对广阔海域陆坡区天然气水合物、海底泥火山和气烟囱以及海底滑坡灾害方面开展更为精细的三维海洋反射地震调查和相关科学问题的研究工作。     

海洋地质三维可视化数据模型的设计方法

随着海洋地质调查程度的日益深入,海洋地质调查数据越来越多。海洋地质调查地震勘探解释成果图是研究海洋地质构造,指导海洋油气勘探开发的重要资料。借助海洋地质调查地震勘探解释成果图数据,通过数据预处理、构建地层面和加入断层约束线处理,并根据三维可视化展示的需求,制定了一体化的三维可视化数据模型结构。基于一体化数据模型,利用三维图形软件开发包Open Inventor,在.Net平台上采用C#开发语言开发了海洋地质三维可视化软件,实现了地层数据、断层数据、井数据的综合展示和交互,通过实际资料的应用表明,一体化三维可视化数据模型具有一定的研究价值,可以很好地服务于地质研究人员。     

南海海底地形可视化分析及其地质意义

海底地形是海洋地质学、海洋地球物理学、物理海洋学和海洋生物学等研究的基础资料,是影响海洋要素分布的重要因素之一。可视化是地形数据解译的关键,它为揭示海底地形与其他海洋要素之间所蕴含的关系和规律提供了独到的方法。基于可视化工具Vertical Mapper,在MapInfo Professional中对南海海底地形信息进行了渲染图与三维可视化实现,并对地形进行了剖面分析,进而将可视化的南海海底地形信息与表层沉积物类型、流场等其他海洋要素信息进行叠加分析,由此探讨了表层沉积物类型的分布与地形、海洋动力条件等的空间相关性,说明海底地形的可视化对于海洋地质现象的解释具有重要的意义。     

基于ArcGIS的海洋地质编图与数据管理一体化系统

海洋地质图是海洋地质领域以野外地质勘查为基础,通过一系列技术处理所取得的成果图件,服务于整个社会的经济建设和科学发展。随着地理信息技术与数据库技术的快速发展,编图技术日趋成熟。但目前的现状是编图工作仍延续传统的思维,利用地理信息系统软件编制的数字成果图只是一幅纸质成果图的电子形式对等物,后续还得耗费大量时间用于数据的整理入库,造成编图工作与数据管理的脱节,工作效率低下。面对这种现状,笔者以成图建库一体化为思想,设计了海洋地质编图与数据管理一体化系统,用以规范成果图件的制作流程,架起海洋地质成果图编制与数据库建设之间的桥梁,推动海洋地质调查成果图数据的规范性、标准性和统一性。     

利用ArcGIS管理和分析海底探测数据

利用G IS可视化工具对海底探测数据进行管理,建立了剖面性数据和面状分布数据间的空间可视关系,为海底科学研究的可视化提供了一条捷径。通过对浅层剖面数据特征与海底地形地貌和沉积物分布之间关系的研究,可进一步挖掘沉积物分布的成因机制和沉积物的来源。采用标准的地理空间数据模型geodatabase对浅层剖面数据、海底地形地貌数据和海洋沉积分布图件进行存储管理,有利于海洋科学数据和研究成果的共享。     

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。     

海洋地图服务平台建设研究与实现

随着我国海洋信息化的发展,海洋空间地理信息在海洋各个领域的应用越来越多,基于海洋空间地理信息的系统集成和专题应用日益普遍。基于ArcGIS平台制作发布矢量基础地理底图、地形基础地理底图和遥感影像基础地理底图等多种类型的海洋空间地理信息数据服务。基于SmartEarth平台制作发布海洋三维球体服务,将多比例尺海洋空间地理信息数据服务化并共享应用。应用ESB总线技术、Portal技术、多源栅格数据分布集成技术构建海洋地图服务平台,实现数据的二三维可视化展示、空间查询分析、空间处理分析、在线专题制图、地图服务生产、个性化API调用等功能,提高海洋空间地理信息资源的利用率。     

基于海洋灾害地质评价基础上的我国近海海底稳定性区划

通过对我国近海灾害地质类型的分析、评价进而进行海底稳定性区划研究,旨在反映近海地质环境对人类工程活动的适宜程度。文中提出了海底稳定性评价的概念,构建了以地震动、工程地质、地貌、直接型灾害地质类型和限制型灾害地质类型为主要评价指标的海底稳定性评价指标体系,并利用层次分析法确定了各评价指标权重值;将我国近海海底划分为6′×6′的网格单元,并以近海海底灾害地质图、地震动峰值加速度区划图和地貌图等矢量化图层为数据源,建立了模糊评价模型并对近海海底稳定性进行了定量评价。在此基础上将我国近海海底区域稳定性从稳定到不稳定划分为五级。     

Possible manifestations of underwater mud volcanoes based on results of sonar investigations in region of Taman Peninsula

This paper presents the results of three-dimensional acoustic seabed mapping in the region of the Taman Peninsula in the Black Sea using an interferometric side-scan sonar and an acoustic profiler. Mapping has revealed underwater objects identified as manifestations of underwater mud volcanism. Detailed analysis of sonar images of the relief and seabed profiles in the region of the objects has confirmed the original hypothesis.     

“数字海底”系统建模中的关键技术研究

基于“数字海底”系统的理论基础研究和在海底科学应用中的具体实践,提出了“数字海底”的涵义、系统组成和体系结构,对空间数据管理技术、基于XML的WebGIS空间数据表达技术、复杂海底三维建模技术、多源信息的一体化集成显示技术、虚拟现实技术等“数字海底”系统建模中的关键技术进行了探讨,为从事海底资源研究和开发的人员提供各个层次的参考或帮助.     

基于回波时间的多波束测深与声纳数据匹配方法

以多波束精确的水深数据为参照源,采用原始回波时间对多波束测深数据与其同源声纳数据进行匹配,从而获得高精度和高分辨率的海底影像数据,并避免了传统声纳图像处理过程中斜距改正所带来的几何形变。匹配结果采用光照图输出,并与三维水深图、原始声纳图像和CARIS处理后的声纳图像进行比较分析。该方法有效地提高了多波束数据的利用率,增强了对海底地形的探测分辨率。     

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。     

Wave-induced seabed instability in front of a breakwater

The wave-induced soil response in a porous seabed has become an important factor for the stability of offshore facilities, because many marine structures may have failed due to seabed instability and concomitant subsidence. An analytical solution is presented for the wave-induced soil response under the action of a three-dimensional wave system. Based on this general solution, the mechanism of seabed instability is then investigated. The general solutions for pore pressure and effective stresses are readily reducible to two dimensions for progressive waves, and are compared to theoretical and experimental work available. Some dominant factors affecting the wave-induced seabed instability are discussed; including permeability, seabed thickness and degree of saturation.     

多波束海底地形图的制作方法探讨

提出了采用高斯距离函数加权平均算法,对离散多波束数据进行网格化,该算法的优点是权函数收敛较快,能较好地保留细小的地形特征,而且运算速度较快。对于图形制作方面,提出了2D等深线图叠加3D阴影图模式的海底地形图的绘制思路及实现方法,最终成果图立体感强,可以更好地表现出地形细节。最后就如何改进海底地形图的配色方案进行了探讨。     

Lancelot—a seabed piezometric probe for geotechnical studies

A seabed instrument called Lancelot has been developed to measure pore pressure characteristics within potentially unstable marine sediment deposits, in any water depth. An estimate of the coefficient of consolidation can be obtained from the sediment pore pressure dissipation response that occurs following penetration into the seabed. This data can be used to calculate the coefficient of hydraulic conductivity, which is useful in analyzing the seepage velocity of pore fluids moving within the sediment mass. Pore-water pressures in excess of the normal hydrostatic profile are detected and used in static and dynamic liquefaction analyses, with a view toward understanding the origin of unusual seabed features such as pockmarks, as well as short-term instability caused by wave loading. An example of static liquefaction due to seepage stress is given for sites in and adjacent to the well-known 1929 Grand Banks debris flow, along with an example of incomplete liquefaction caused by dynamic wave loading within Miramichi Inner Harbor, New Brunswick. The adoption of in situ measurement techniques is shown to produce data of a quality not normally obtainable from recovered core samples, due to pressure relief and sampling disturbance effects.     

基于GoogleEarth的海洋物理场数据可视化研究

GoogleEarth是一款强大的三维地图软件。首先介绍了GoogleEarth的发展现状及基本原理，随后在GoogleEarth的环境下，引入了海底地形图，并对海底地形和重力异常值进行了标注，为实现海洋物理场数据的科学管理和可视化提供了有效的方法，最后论述了GoogleEarth在海洋测绘和海洋水文学中的应用前景。     

基于D-P算法和最优路径的海山地理实体边界划定方法

海底地理实体的划定与命名是当前国际海洋权益领域的热点研究问题之一。然而,由于海底地理实体边界的量化界定技术缺乏,导致其界线确定不可避免地存在人为性,为此,本文提出了一种基于D-P算法和最优路径的海底地理实体边界划定方法。将高分辨率水深模型转换为二维水深矩阵,从横向与纵向进行剖面分析,采用极值点简化和D-P算法进行二次简化的方法,通过坡度变化定位和基部高程定位等基本条件综合判断,从而实现了单体海山的山体与其基部的自动划分;在此基础上,采用路径寻优的方法实现了连体型海山的自动分割。该方法在南海海底地理实体划定中进行了验证,取得了良好的应用效果。