从航磁资料延拓出海面磁场

因延拓深度有限,现有的位场向下延拓方法不能从航磁资料向下延拓出海面的磁场.位场大深度向下延拓方法——迭代法,可以从航磁资料向下延拓出海面的磁场,得出与航磁同比例尺的海面磁力图,可大大提高海洋磁测成果的综合利用率.介绍了迭代法位场延拓原理.用迭代法对实际资料进行了处理,讨论了误差产生的原因.对比了迭代法与快速傅立叶变换法(FFT)在位场向下延拓中的效果,迭代法显著优于FFT法.     

利用改进泰勒级数法对磁异常场进行向下延拓

基于高精度的磁异常场垂向导数,提出采用改进泰勒级数法实现磁异常场的向下延拓。通过仿真试验数据对提出的向下延拓方法进行了验证,结果表明,该方法可实现磁异常场稳健向下延拓,其计算精度要优于目前常用的傅里叶变换法和常规泰勒级数法计算精度。     

基于PSO-LSSVM的局部海洋三维地磁场建模方法

局部海洋地磁场模型可以为水下地磁匹配导航与磁性目标探测等工作提供高精度的海域地磁背景场数据。针对目前区域地磁场模型构建方法中未考虑到高度或深度变化的影响,截断阶数难以确定及存在边界效应等问题。根据海洋磁力测量的特点,顾及磁测点高度数据,引入粒子群优化的最小二乘支持向量机法(PSO-LSSVM)构建局部海洋三维地磁场模型。在仿真与实测数据建模试验中,与Taylor多项式法、BP神经网络法及曲面样条函数法比较,结果表明,无论是在地磁变化平缓区还是复杂区,PSO-LSSVM法的建模精度均是最高的,建议在局部海洋地磁场模型构建中采用。     

基于Argo剖面和SST以及SLA数据重构三维网格温度场

基于2004年1月—2017年4月的Argo剖面数据和SST数据,采用客观分析方法,构建出三维网格温度初始场,再采用回归分析方法统计出海面高度异常与三维网格温度初始场之间的相关关系,最后利用高分辨率的海面高度异常信息重构三维温度分析场。在西北太平洋区域构建了0.5°×0.5°的月平均三维温度分析场,垂向分辨率5 m(5～300 m)和10 m(300～700 m)。通过与BOA_Argo和EN4的逐月平均温度数据的时空分布对比分析表明:所构建的温度场能够较为真实地反映海洋温度场的垂向结构变化特征,能将SST信号的特征反映到混合层,并且能反映下层水团变化过程和特征。该分析场可以用于研究下层中小尺度温度变化特征,也可以作为模式初始场改进模式对海洋下层温盐的模拟结果。     

利用卫星遥感海面温度、高度联合反演南海北部三维温度场

利用历史观测得到的温度剖面数据,通过严格筛选和插值,建立了南海北部的气候态垂向温度剖面。随后,利用回归统计分析的方法构建了海面温度异常(SSTA)、海面高度异常(SSHA)联合扩展温度剖面的经验回归模型,并采用卫星遥感得到的SST和SSH数据扩展了南海北部的三维海洋温度场,其时间分辨率为天,空间分辨率为0.25°×0.25°。通过与观测数据的对比研究,扩展得到的温度场可以较为准确地反映南海北部温度剖面的结构特征,并且能有效地体现出一些中尺度变化过程。结果表明,本研究反演得到的三维温度扩展场是较为可靠的,它可以作为海洋数值模型的初始场,实现现场观测数据和卫星遥感数据的互补,有助于更好地分析南海北部温度场的三维结构及变化特征。     

空中重力测量数据代表地面数据的误差分析

利用严密的向上延拓公式将地面重力数据上延至空中不同高度,而后与相应的地面重力数据比较从而得到不同高度的代表误差。通过两个不同地形区域的实际算例表明,对于地形平坦区域,在1km高度以下,5＇空中重力数据直接代表地面重力数据的误差小于1mGal,在满足测量规范要求下,空中重力数据可以不用向下延拓而直接使用。对于地形复杂区域,当空中测量高度大于1km时,空中重力数据的代表误差大于3.3mGal,因此必须考虑向下延拓的问题。     

一种三维海洋地理空间模型构建与实验

通过Multipatch格式扩充CDC数据,构建三维实体模型,实现了从二维的CDC格式数字海图和海洋测量数据快速构建三维空间的方法。该三维模型可以作为海洋地理环境的基础空间框架,对于扩展数字海图应用、完善数字海洋建设具有一定的探索价值。     

基于最小二乘配置法和奇异值截断法向下延拓航空重力数据的仿真研究

基于最小二乘配置法建立的航空重力异常与其相应地面重力异常的协方差函数,由于协方差矩阵严重病态,观测误差被放大从而影响向下延拓结果的稳定性和精度;引入基于 GCV 法选择正则化参数的奇异值截断法后,能抑制协方差矩阵的病态性对观测噪声的放大影响。 基于 EGM2008 重力场模型分别计算陆地和海域的航空重力异常作为基础数据,用本文方法向下延拓获取相应的地面重力异常,实验结果验证该方法的有效性。     

南海上层海洋温度垂向结构的反演

南海上层海洋温度垂向结构对海洋气候研究及海洋防灾减灾具有重要意义,然而由于现场观测数据有限,很难获取高时空分辨率的网格化数据。基于2007–2021年的Argo剖面数据、海面高度异常数据和月平均气候态数据,评估了两层动力模型和多层回归模型在南海海区反演海洋温度结构的性能。两层动力模型反演得到的26℃（D26）与20℃（D20）等温线深度的均方根误差分别13.25 m和21.12 m,多层回归模型的D26、D20均方根误差分别11.55 m和14.32 m。通过对比2种模型的结果：多层回归模型在时间与空间上反演结果性能更佳。2种模型反演的南海上层海洋热含量空间分布较为一致,均能应用于台风“威马逊”的强度评估;然而,在南海特殊的强内潮的背景下,2种模型得到的D20性能都有所降低。     

Kirchhoff向下延拓法在海洋合成多道地震走时反演中的应用*

海洋多道地震数据建模和成像是获取洋壳速度和构造信息的重要手段。海水层的存在使得多道地震拖缆接收到的折射波走时信息仅仅存在于较远的炮检距, 近炮检距被强振幅海底反射波覆盖, 制约了走时数据拾取和反演效果。本文基于波动方程的Kirchhoff积分法, 成功实现了多道地震数据向下延拓, 获取到了更大炮检距区间的初至折射波走时拾取, 并将其应用于洋中脊新生洋壳2A/2B层的合成多道地震数据走时反演。比较向下延拓前后的走时拾取范围及走时反演结果表明, 向下延拓法能够保持地震波场的运动学和动力学特征不变, 在共炮集数据的更大炮检距范围内进行初至折射走时拾取, 从而增加反演的数据选择和浅层射线覆盖, 反演结果能更加准确地分辨出洋壳2A/2B层界面, 并得到更高的分辨率和更准确的速度结构剖面。     

Downward continuation of aeromagnetic data to the marine surface

The existing methods of downward continuation of potential field cannot be used to continue the aeromagnetic data to the marine surface because of the limited continuation distance. An iteration method for the downward continuation of potential field with a much larger continuation distance has been developed, which can continue the aeromagnetic data to the marine surface and get the marine - magnetic chart with the same scale as the aeromagnetic data. This downward continuation method will greatly raise the ef- ficiency of marine - magnetic investigation. The principle of the iteration method is presented. The method is demonstrated on synthetic models and real aeromagnetic data. Also, the error brought by continuation is discussed. The efficiency of the iteration method for the downward continuation of potential field is compared with the fast fourier transform （FFT） method, the former is much better than the latter.     

利用空中球面边值问题确定似大地水准面

针对航空重力向下延拓计算过程中的不稳定性,提出了扰动位空中球面边值问题,以航空重力测量数据作为扰动位在空中球面上满足的边值条件,得到扰动位空中球面边值问题,在球外部即为经典的球外边值问题,但对于球内直到地面则没有封闭的解析形式,给出了空中球面球内到地面区域的级数解,对于认识空中重力测量数据向下延拓特征和实际应用具有参考意义。利用地面实测数据计算结果表明,对于1km航高的测量数据,一阶解可满足厘米级高程异常的解算精度。     

黄河三角洲海上风场再分析资料对比

再分析风场资料在海洋气象的研究中得到广泛应用.本文基于黄河口区域孤东59井验潮站和桩西106验潮站现场观测资料,对CCMP(cross-calibrated multi-platform)、CFSR(climate forecast system re-analysis)、ERA-interim、JRA-554种再分析...     

差分技术在海洋测量中的应用

系统分析了差分概念在无线电定位、卫星定位、平均海面和深度基准面传递、水位改正、重力场和磁场向下延拓等方面的应用模式。差分技术在卫星导航定位中的应用非常普遍,在海洋测量中举一反三,还可以推广到更多的应用领域,有效消除系统误差,解决很多的实际问题,提高信息获取与处理精度或者降低问题的复杂性。     

海洋磁力数据地磁日变时差校正的局部极值比对法

为了对海洋磁力数据进行更精确合理的地磁日变校正,参考多台站地磁观测数据时差计算的方法,总结出一种适合于海洋磁力数据地磁日变时差校正的方法——局部极值比对法。利用局部极值比对法对南海北部两条海洋磁力测线进行地磁日变时差校正后,海洋磁力数据与陆地地磁日变数据的相关系数分别提高到0.98和0.92。通过与经度差法的比较,证明局部极值比对法可以提高地磁日变时差计算的精确度和海洋磁力数据处理的效率。该方法为今后的海洋磁力调查工作提供了一种精确有效的工具。     

海空重力测量及应用技术研究进展与展望(四):数值模型构建与综合应用技术

分析总结了海空重力测量数据向上和向下延拓技术的研究现状及发展方向,简要论述了海空重力测量多源数据融合处理技术的研究动态及发展前景,分析讨论了海空重力测量数据应用于地球外部重力场赋值和大地水准面精化技术的研究进展及发展思路,为海空重力测量数值建模与数据综合应用技术的未来发展提供参考。     

重力异常的视密度反演推断扬子与华北块体在南黄海地区的地质界线

通过对南黄海及周边船载测量重力数据、现代卫星测高重力数据、陆地测量重力数据以及地球重力模型等多来源重力数据进行整理和融合,对南黄海地区布格重力异常特征进行了分析。利用基于切割法和插值迭代法的大深度位场向下延拓技术的视密度反演法对南黄海布格重力进行处理和解释,结合山东和朝鲜半岛的地质信息,推断了扬子块体和中朝块体在南黄海海域的界限。中朝和扬子块体在海上的分界位置为千里岩北缘断裂,向NE延伸到125°E后,折向NNW向并在36°N附近再次转为NE向进入朝鲜半岛并经过洪城南侧继续以NE向延伸。扬子的北缘为苏鲁造山带,穿过黄海与京畿造山带相接,苏鲁超高压变质带对应洪城杂岩。