多源数据推求的西太平洋区域海面动力地形比较分析

简述利用空间大地测量观测数据和海洋水文数据推求海面动力地形的方法。基于EGM96重力场模型和卫星重力恢复的重力场模型GL04C,联合卫星测高平均海面高模型分别推算西太平洋海域的平均海面动力地形,并与根据海洋水文数据推算之结果进行比较分析。结果表明:卫星重力场模型GL04C更好地表现了海面地形的细节特征。卫星重力和卫星测高的联合应用将成为确定海面动力地形的有效途径之一。     

基于卫星测高的中国近海及邻域海面地形研究

为得到中国近海及邻域精度较高的海面地形,同时尽可能减少滤波对海面地形精度的影响,提出了联合卫星测高潮汐分析与XGM2019e地球重力场模型确定海面地形的方法,首先通过T/P系列(包括Jason-1、Jason-2、Jason-3)卫星测高数据潮汐分析得到沿迹点平均海面高,从中扣除根据XGM2019e重力场模型计算相应沿迹点上的大地水准面高得到沿迹点海面地形,最后通过Kriging插值和Gauss滤波得到研究区域内30′×30′海面地形模型。与DTU22同区域海面地形对比整体差异为±4.49 cm,与沿岸长期验潮站实测海面地形对比整体精度为±4.56 cm,高精度的海面地形为研究海流的变化提供了现实依据。     

中国近海海面地形及形成机制研究

用几何水准法、水文法、重力—卫星测高法三种不同方法求得了中国近海海面地形,给出了中国近海海面地形数学模型和中国近海海面地形图,探讨了中国近海海面地形形成机制,包括海洋水文因素、大气压力影响,以及太平洋北赤道流的影响。     

基于T/P卫星海面测高的黄东海海面地形变化探讨

利用Topex/Posedion卫星的SSHA数据对黄、东海1993-2001年期间的平均海面地形的空间形态特征、变化速率的空间分布特征及年内变化特征等3个方面进行了分析.研究结果表明,该海区9a平均海面地形的基本特征为：东南高、西北低,由东南向西北倾斜,最大高差超过90 cm;1993-2001年期间全海区均呈现海面上升趋势,上升速率值在5～8.6 mm/a之间,海面上升的空间分异表现为南快北慢,东快西慢.海面地形的年内变化在时间上呈正弦波动,空间上中、北部区域变化速度快,年较差大;南部区域变化速度慢,年较差小;变化空间特征复杂.     

南海海底地形的卫星测高数据反演

深入讨论了重力异常与海深的关系 ,在考虑地壳均衡补偿效应影响的基础上 ,推导了由重力异常用FFT技术计算海深的模型。最后 ,利用推导的模型联合测高卫星数据和海洋重力资料反演了中国南海 2 5′× 2 5′海底地形     

卫星测高资料在反演海底地形中的应用

首先论述了利用卫星测高数据反演海底地形两类常用算法即解析算法和统计算法的基本原理和数学模型，在此基础上基于最小二乘配置理论，提出了统计算法的改进模型，使用新模型在南中国海地区进行了海底地形反演计算，并将反演结果与实际船测水深进行比对，进一步验证改进模型的可靠性和有效性。     

中国近海海面地形机制研究

介绍了求得中国近海海面地形的几何水准法、球函数模型法、海洋水准法,重点介绍了海洋水准法,并指出用水文资料计算中国近海海面地形时,必须考虑气压的均衡效应和气压的非均衡效应。定量分析了水文因素的影响,气压因素的影响,及太平洋北赤道流(黑潮)对中国近海海面地形的影响,得出了一些有益的结论。     

利用T/P卫星测高资料构造中国近海及邻域平均海平面和海面地形

在对T/P卫星4年1992年10月–1996年10月测高数据的编辑及预处理基础上,采用stacking处理技术构造出中国近海及邻域（0°–40°N,105°–135°E）相对于GRS80参考椭球的30'×30'年平均海平面,其总体精度达到±8.3cm（均方根）水平。验证了中国近海及邻域的平均海平面在总体上呈东南高、西北低的趋势。利用JGM-3和OSU91A混合模型的重力大地水准面,直接从平均海平面中扣除大地水准面起伏的影响,并采用“剪切”法得到中国近海及邻域完整到20阶次的海面地形模型的球谐函数表达式,验证了中国近海及邻域海面地形在总体上为正的格局,并对其构造特征作了初步探讨。     

用卫星测高资料反演大尺度海底地形

本文在分析卫星测高应用潜力的基础上,提出了利用卫星测高资料反演大尺度海底地形的新思路,研究了匹配滤波法、垂线偏差剖面法的原理及优缺点,提出了带约束的线性回归法和带约束的曲面拟合法,并且,根据我们在反演中的体会,指出了几点提高反演精度的途径。     

基于频域法的留尼汪海域海底地形反演

海底地形是全球地形的重要组成部分,对地球物理科学研究、经济活动等具有重要作用。基于Parker公式,利用卫星测高重力异常和船测水深数据,采用频域的方法反演了疑似马航MH370失事区域的留尼汪海域的10°×10°的海底地形。最后将反演的水深和船测水深、国际通用的海深模型ETOPO1作比较进行精度评估,结果表明:本文反演结果与船测水深相比误差平均值为-26.038 m,标准差为176.588 m;与ETOPO1相比,差异平均值为-33.541 m,标准差为160.769 m。这表明采用重力异常数据,结合船测数据能较高精度地反演海底地形。     

测高重力场反演海底地形方法比较

根据重力异常与海底地形的相关性,利用日本西之岛附近海域内的重力异常和船测水深,分别采用SandwellSmith方法(SS,1994)和重力地质法(GGM)反演了该海域内1'×1'海底地形模型,并将反演的模型与格网化船测水深模型和ETOPO1模型进行了对比分析。在GGM中,使用了迭代法向下延拓确定密度差常数为5.7g/cm~3。与SS模型相比,GGM模型与格网化船测水深模型的差值的标准差达到了37.10m。     

利用T/P卫星测高资料构造中国近海及邻域平均海平面和海面地形

在对T／P卫星4年1992年10月-1996年10月测高数据的编辑及预处理基础上,采用stacking处理技术构造出中国近海及邻域（0°—40°N,105°—135°E）相对于GRS80参考椭球的30’×30’年平均海平面,其总体精度达到±83cm（均方根）水平。验证了中国近海及邻域的平均海平面在总体上呈东南高、西北低的趋势。利用JGM-3和OSU91A混合模型的重力大地水准面,直接从平均海平面中扣除大地水准面起伏的影响,并采用“剪切”法得到中国近海及邻域完整到20阶次的海面地形模型的球谐函数表达式,验证了中国近海及邻域海面地形在总体上为正的格局,并对其构造特征作了初步探讨。     

卫星高度计绝对定标中海面高梯度的计算

给出了通过平均海面高模型计算海面高梯度的具体方法,选择DTU13、CNES_CLS15、WHU2013 3种模型计算了不同海域近岸比较点海面高梯度值,随机选择的30个近岸比较点处的计算结果表明:使用3种模型计算得到的海面高梯度值之间的标准差均值为0.19cm/km。在卫星高度计定标的具体应用中,由海面高梯度得到的海面高差改正量的误差应不超过0.3cm。     

利用卫星测高资料推求西北太平洋海域的海洋大地水准面

本文根据卫星测高数据和海面动力地形资料,绘制了西北太平洋海域局部大地水准面的精细结构图,对解决卫星测高技术中大地水准面和海面地形的可分性问题作了初步尝试。     

2004年苏门答腊地震前后海面高趋势的变化

利用苏门答腊附近海域T/P、Jason-1测高卫星近20年的海面高连续观测资料,分别计算了该区域(80°E~105°E,5°S~20°N)在2004年苏门答腊大地震前后的海面高变化趋势,并与该区域对应时间段GRACE重力卫星反演的地表质量迁移结果进行比较。研究结果表明,由卫星测高观测资料估算的震区地震前后海平面趋势的变化与卫星重力反演结果基本一致。由于卫星测高沿轨观测具有高精度、高时空分辨率的特性,卫星测高资料估算的海平面趋势变化可以更为准确地反映震区海平面变化的局部特征。还对该区域震后形变特征进行了初步分析。     

渤海海底地形特征

基于2004—2010年渤海海底地形地貌调查资料,结合前人对渤海海底地形的认识,对渤海海底地形5个区(辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海中央盆地和渤海海峡)的地形及微地形,进行了全面的分析描述。并与1985年出版的渤海地形图进行比较,寻找渤海地形近几十年来的变化并分析其原因。分析表明:渤海海底地形平缓,从辽东湾、渤海湾和莱州湾三个海湾向渤海中央盆地及东部渤海海峡倾斜,平均水深18m;由于环境变化和人类活动,导致部分近岸海域的水深比40多a前的水深变浅,而渤海中央盆地发生侵蚀,水深加深。     

高精度测高重力场反演南海海底地形

随着测高技术的不断发展,测高海洋重力场的精度不断提高,由其反演计算的海底地形精度也相应提高。利用Sandwell 2014年最新发布主要由Jason-1末期大地测量任务和Cryosat-2观测资料反演的测高重力场V23.1,采用重力地质法(GGM)反演了中国南海海域海底地形模型,并对结果进行了精度评价。该过程中首先直接计算一系列密度差下的反演结果,并通过船测数据检核选定优化的密度差范围,然后利用向下延拓的方法确定了最优密度差异常数为7g/cm3。与船测水深数据相比,反演得到的GGM模型与检核点船测水深数据差值的标准差达到了±70.32m;此外,还计算了由测高重力异常V15.2反演的海底模型,比较这两个模型发现:测高重力场短波部分的改善对海底地形反演精度的提升作用有限,为得到更高精度的海底地形模型,需引入短波更为敏感的重力梯度资料。     

综合理论最低潮面与海面地形信息进行海岸带垂直基准转换

为实现海岸带测量成果陆部要素与海部要素在垂直方向的基准统一,首先建立了一般陆海部要素包括灯塔、灯标等特殊海部要素在垂直方向的基准转换关系;其次构建了高精度的理论最低潮面、海面地形(验潮站平均海面高程)等潮汐数值模型;最后对海岸带垂直基准转换作了精度估算。 研究表明,一般海部要素的垂直基准转换精度优于 35cm,灯塔、灯标等特殊海部要素的垂直基准转换精度优于 45cm。     

废弃的黄河三角洲的地形特征及演化

根据2005年开展的海底地形调查资料并结合前人资料,对废弃的黄河口三角洲海区的海底地形特征及演化进行了分析。通过分析表明,近20年来,本区海岸处于侵蚀状态,蚀退速率约在50～80 m/a之间,海底地形处于冲涮状态,5m和10m等深线向岸方向移动600～900 m左右。