海陆垂直基准转换与地形数据集成应用研究

针对现有海陆高程信息的统一管理需求,论述了航空LIDAR资料和海底地形资料的处理流程,研究了现有主要垂直参考面之间的转换关系,提出了海陆地形转换模型构建的方法.以上海市海岸带为示例,实现了海陆高程/深度数据的无缝拼接.构建了区域海陆一体DEM模型.     

日照港西部海域海底地形与表层沉积特征

利用单波束测深仪和蚌式取样器进行了日照石臼港扩建码头西侧约50km~2海域1:2 000~1:10 000的水深地形测绘和底质分析工作。调查结果表明,日照港西部海域可分4个水深区,其地形和沉积特征如下:1)航道区,浅水航道区等深线平行于码头岸线,水深11m,经过疏浚已形成向南倾斜的四级阶梯地形,疏浚中心处水深24m。航道区底质以分选中等的砾砂为主;2)港池区,水深6 m,等深线与港池岸线平行,水深向南渐增,海底地形平坦,坡降比3‰。底质以分选较好的粉砂和砂质粉砂为主,近岸有少量分选较差的泥质砂质砾;3)涛雒-付疃河口区,水下三角洲地形明显,5m以浅等深线呈弧形向东南方向凸出,坡降比最大可达14.2‰,底质类型为分选极好的砂和粉砂质砂;4)浅海区,海底地形平坦,平均坡降比1.9‰,6~10m等深线呈NE-SW向平行向外海增大,近南扩码头端向东偏转,底质类型为分选好的砂质粉砂和粉砂,并呈平行于海岸线向深水区呈粗-细-粗的带状分布。底质类型分布与水深条件基本吻合,但深水区出现的底质粗化现象,分析认为可能与南扩码头的挑流作用有关,海底沉积物呈向南运移趋势。     

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。     

我国海域无缝垂直基准面的选择

介绍了椭球面、大地水准面、平均海面和海图深度基准面的定义。系统分析了潮汐基准面和大地水准面不适合作为无缝垂直基准面的原因,及以椭球面作为无缝垂直基准面的合理性和可行性,并建议选择WGS84椭球面作为我国海域的无缝垂直基准面。     

庙岛南部海域海砂开采对海底地形的影响

利用庙岛南部海域海砂开采区海底地形实测资料,对比分析了海砂开采过程中历年来海底地形地貌的特征变化,发现采砂活动并未引起该区水深发生较大变化。由于动态补偿作用,采砂以后在潮流和波浪的共同作用下,周围海域的泥沙将不断向采砂导致的深槽内填充,并使深槽逐渐变浅。输沙量计算结果表明,长岛海域净供砂量为9.0×104 m3/a。从输沙方向看与潮流和波浪的影响及海底地形的走向密切相关。目前开采量小于3.3×104 m3/a,如果按照目前采砂规模,保证安全生产,采砂工程不会对海底地形、海岸地貌造成明显的影响。     

埕岛海域浅水区人工构筑物周边海底地形演化与海洋灾害地质现象关系研究

高分辨率的回声测深、旁侧声纳及3．5kHz浅地层剖面的探测发现：埕岛海域浅水底坡人工构筑物周边沉积物块体运动极为发育。这种使局部浅水区浅层沉积物向深水洼地填充的沉积物再搬运营力，大大减缓了埕岛海域浅水区人工构筑物周围水力冲刷凹坑的水深增大幅度，而凹坑边缘区域在沉积物块体运动、海洋水动力侵蚀和底床固结沉降的共同作用下，水深平均增加幅度高达0．4m／a，“凹坑”面积逐年扩大，边坡坡度平均每年以5‰减缓。     

深度基准面的最低潮意义不一致性问题分析

因资料时长、算法实现等差异,长期验潮站的深度基准面L值存在最低潮意义不一致问题。通过对北方海区长期站的算法实现考证,表明最低潮意义不一致是普遍现象。从三个层次提出了解决方案:(1)对于一般测量作业单位,以不同传递方法的结果判断最低潮意义一致性,以保持L值空间连续分布为原则取值;(2)对于基础海洋测绘管理部门,应构建全海域的深度基准面模型,作为基础数据集提供查询与内插的公众服务;(3)对于国家层面的多部门统筹,应统一深度基准面的历元与算法实现,建立基准维持与调整的长效机制。     

海底地形测量波束角效应改进模型

在海洋测深过程中,回声测深仪波束角效应使记录的测深图像失真。现有波束角效应模型应用分段解析几何的方法将其划分为三个作用过程：测深值平移效应、双曲线增伪效应、深度丢失效应。在此基础上,应用微分几何的原理对波束角效应的空间结构及其数学原理描述进行理论分析,提出了波束角效应的改进模型及其改正算法。改进模型的优越之处在于提出决定波束角效应发生作用的是海底地形的线性特征而不是形状特征,由此提高了改正算法的自动化程度。     

高程基准与海图水深起算面问题研究

我国的高程基准采用“1985国家高程基准”。为保证航行安全,我国海图图载水深的起算面为理论最低潮面(理论深度基准面)。本文根据两者的不足之处,有针对性地提出了改进的方法,提出了统一高程基准与测深基准的设想。     

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。     

投弃式温盐深测量仪在海底地形测量中的应用

介绍了投弃式温盐深测量仪(XCTD)的原理和特点,利用它获得的声速剖面数据与声速剖面仪测量的声速剖面数据进行了精度对比,论述了在特殊环境下,利用多波束测深系统进行海底地形测量时,使用XCTD进行声速剖面测量的优势,解决了测量船停车才能进行声速剖面测量的弊端,显著提高了多波束测深系统作业的效率。     

深海油气勘探中的海底地形勘测技术

在简述船载多波束测深系统、三维地震、AUV搭载的多波束系统测量深水水深原理的基础上,利用实测数据,从勘测结果的分辨率、精度以及勘测成本方面比较了这三种深海油气海底地形勘测方式,并根据比较结果给出了在深海油气勘探的不同阶段海底地形勘探的方式。总体和初步勘探阶段可以使用效率和精度都较高的船载多波束和地震勘探,在大比例尺详查阶段,使用AUV搭载的多波束系统。这样,既能发挥各自的长处,又能使深海油气勘探经济有效的实施。     

海域使用测量关键问题探讨

作者因参与沿海地区海域使用现状调查项目，在海域使用测量实际工作中发现了一些问题。本文主要根据海域使用测量的特点，就海域使用测量工作流程中的具体细节及关键性问题理论联系实际地进行了探讨和研究。     

海底观测系统关键技术研究

为实现海底观测系统长期连续观测,设计一套基于水下接驳技术的的海底观测系统水槽工程样机,通过分析海底观测系统的体系结构,结合在研项目的技术经验,详细论述的开发过程中涉及到的海底观测系统关键技术如电能传输与转换技术、信息传输与管理技术、机电集成封装技术、状态监测与控制技术、防护结构的三防设计等关键技术,通过水槽试验,验证了海底观测系统工程样机可以在水槽环境下吃寻正常工作,并得到了具有指导意义的结论,为实现海况的海底观测网络的连续观测提供了技术支撑。     

埕岛油田复杂地形区地形变化趋势研究

位于1976年黄河口东侧的埕岛油田海底复杂地形区对海上石油开采、建立石油平台、铺设海底管线和电缆等造成了一定的困难和危害,通过1999年和2003年两次多波束测量资料对比,分析和研究了埕岛油田复杂地形区的地形变化趋势,为在该海域进行海上平台建设、海底管线和电缆的铺设提供决策依据。     

海底管道磁法探测技术研究

磁法探测是海底管道检测的重要手段,为了根据磁测数据准确地判断管道的位置,从海底管道的磁场模型出发,研究了海底管道的磁异常特征,并提出了一种根据磁测数据准确识别管道的方法:对于对称状的磁异常曲线,其极值即为管道的位置;对于非对称状的磁异常曲线,对其求一阶梯度,位于极大值和极小值之间的梯度极值点即为管道的位置。海底管道实际磁法测量应用实践表明,所提方法是有效可行的。     

后处理DGPS在海域调查中的研究与实践

通过分析后处理差分全球定位系统（differential global positioning system,DGPS）测量原理和其在海域调查中应用的具体事例,说明DGPS不仅使用方便、定位精度高,而且价格低廉,对其在海洋测绘领域的应用很有必要。     

海域使用面积测量精度的探讨

讨论了海域使用面积的计算方法以及海域使用面积测量的误差来源,分析了海域使用面积测量的精度,并给出了实例分析;根据实例分析,建议提高《海籍调查规范》中对离岸的界址点精度要求,建议大范围面积测量的面积计算在椭球面上计算。     

江苏省海域使用现状调查与分析

一、海域使用现状调查方法 海域使用现状调查坚持"点面结合、详略结合、突出重点、兼顾一般"的原则,做到"八个结合". 资料收集与调查访问相结合.收集并充分利用已有资料,特别是10余年来海洋功能区划和海域使用管理工作所积累的资料,既要进行前后对比,分析其变化动态,又要注意调查访问,从而相互验证,保证资料的准确性.