海底地形的变迁

本文作者系中学教师。在98国际海洋年里,为使青少年能多学点海洋知识,作者结合中学教学内容,撰写此文,以作课外科普读物。我们希望有更多的中学教师,结合当前教学内容(历史、地理、生物、化学等学科),写出更多更好的文章。     

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。     

东海海底地形的特征

东海是西太平洋与中国大陆之间的一个边缘海。共北面以长江口北岸沙嘴和济州岛联线与黄海分界,南面以台湾省南端鹅銮鼻与闽粤二省海岸交界处的南澳岛联线与南海分界(图1)。 东海呈北东-南西向延伸,由台湾海峡向东北方向呈扇形展开,与东海的构造     

东海海底地形趋势分析

本文对东海120°—130°E、24°30′—33°N的范围,采用数理统计方法对海底地形进行了趋势面分析.通过多项式趋势面的计算所取得的五次趋势面图,宏观地反映了该区海底区域性的地形特征,并且与该区地形发育过程相吻合.     

数字海底地形分割算法

根据不同海底地形特征,提出了基于多波束测量数据进行海底地形分割的"三态值模型"法,其步骤包括:将地形数据滤波和网格化;利用"3×3"差分算子计算各节点的梯度;利用最大梯度追踪算法检测正负地形与平缓地形的分界线;利用"三态值"算法识别正、负和平缓地形。应用该方法对胶州湾实验海区多波束实测数据处理结果表明,该方法切实可行,能够对数字海底地形准确地进行快速分割。     

海底地形演变模型初探

当前,地理信息系统(GIS)时-空结合的分析功能还很有限,尤其是海洋地理信息系统(OGIS).由于海洋系统自身的复杂性,如海底地形这种受时-空影响的信息元素,对其预测就有相当的难度,有关这方面的文献也较少见.本文从影响海底地形演变的机理出发,结合四维空间关联性和混沌巨系统理论,提出了“空间相关混合自适应模型”.在此基础上,根据黄海辐射状沙洲西太阳沙及附近海域的具体情况,建立了该区的地形演变模型.以3个年代的测量数据为基础,运用分形内插方法生成连续多年(25a)的水深时-空数据序列,通过所建地形预测模型的处理,取得了未来年份的水深预测值,经比较检验认为是可信赖的.为江苏省东部沿海港口开发建设提供了科学依据.     

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。     

北冰洋中脊海底热水活动研究及展望

海底热水活动是当前海洋地质研究的热点,北极是全球变化研究的理想地区,发生在北极地区的海底热水活动不仅对大洋矿产资源研究有着现实意义,而且对全球变化研究也有重要意义。在介绍北冰洋中脊的地质背景和北冰洋Gakkel海岭的海底热水活动特征的基础上,从地球物理、海洋矿产、海洋化学、海洋热结构、海洋生物研究等角度提出了一些研究展望,认为北极地区热水活动的发现和研究必将提升对海底热水活动研究的认识,而且对北冰洋乃至全球的热结构、气候变化以及极端环境下的生命活动的研究起到重要作用。     

基于地形单元分区的BP神经网络反演海底地形

海底地形和海洋重力场在一定波段频率域上存在相关性,传统海底地形反演方法主要考虑海底地形与重力数据之间的线性关系,而忽略非线性项作用对反演结果的影响。基于此,提出了基于海底地形单元分区的BP神经网络反演方法,改善海底地形反演精度。选取东印度洋北部东经90°海岭附近海域(83°E～92°E,10°S～10°N)为实验区,利用船测水深、卫星测高重力等数据,根据地形特征将实验区分为海盆区和海岭区,使用BP神经网络方法分别进行海底地形反演,构建了实验区1′×1′局部海底地形模型。结果表明,基于地形单元分区的反演结果模型平均相对误差精度可达1.45%,比未分区的反演结果均方根误差降低了42 m,验证了本文方法的有效性和可行性。     

卫星合成孔径雷达探测海底地形研究进展

利用卫星合成孔径雷达(SAR)图像信息探测海底地形是海洋遥感物理学和海洋动力学研究具有挑战性的问题,这是因为根据电磁波传播原理,雷达脉冲没有能力穿透海水,因而不可能直接探测到海底地形特征,可是,许多卫星SAR图像上确实显示出海底地形特征。这些海底地形不仅分布在水深小于100m的浅海,而且在600~800m甚至2 000~3 000m的深海区也有发现。本文概略介绍该领域的发展前沿和研究进展,主要内容包括海面过程雷达成像基本理论,我国辽东浅滩、台湾滩以及美国东部湾流海域等3个海区海底地形特征SAR成像理论:分别为速度切变流纵向流经平行海底地形、层化流体横向流流经平行(周期性)海底地形和强海流流经孤立海底地形。据此建立的理论和分析方法可做为研究更复杂情况和探索新应用领域的基础和出发点。     

国际海底地形命名规则研究

在跟踪和分析海底地名命名分委员会(SCUFN)历史及发展的基础上,结合IHO-IOC B-6《海底地名命名标准》和IHO-IOC B-8《GEBCO海底地名词典》等出版物,研究了SCUFN海底地形命名的规则,并依据此规则,结合我国海洋调查当中发现的某些海底地形特征及相关的海底地形数据,开展了我国领海以外海底地名命名实际应用研究,为开启我国参与国际海底地名命名工作提供借鉴和参考。     

对海底地形可视化技术的探讨

本文给出了海底地形可视化技术的一般概念,并介绍了常用于实现海底地形可视化的技术和手段。     

福建近岸海底地形的初步研究

福建位于我国东南部,隔台湾海峡与祖国的台湾岛相望。福建沿海岸线曲折,湾澳众多,岛屿棋布,海底地形复杂,资源丰富。全省在以新华夏构造体系为主的控制下,由沿海向内陆,地形起伏变化大,多山地丘陵,陆上地形轮廓已十分清楚。但近岸海底地形特征则了解较少。本文汇总了近岸海区有关资料,对全省近岸各类海底地形进行归纳分析,侧重介绍水深50米以内各种主要海底地形。一、近岸海底地形的一般特征福建近岸海区习惯上称为大陆海岸带水下岸坡区,分属于东海和台湾海峡大陆架的一部分,具有以下三个主要特征:     

数字海底地形产品生产技术研究

分析和总结近些年来在数字海底地形模型构建及应用领域的研究成果,结合实际生产应用中遇到的问题,对数字海底地形产品生产技术流程进行了深入探讨。详细论述了数字海底地形产品生产中涉及的关键技术,从作业工序上给出了不同技术处理阶段的解决方案。     

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。     

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。     

用雷达影像提取浅水区海底地形

在良好的环境条件下,从目前运行的轨道卫星上拍摄的雷达影像中,可以获得浅水区海底地形。为了利用这些影像资料来制作水深图,我们研究开发了一套水深测图系统(BAS)。本文对该系统的工作原理、应用范围和可以达到的精度进行了讨论分析,并给出了应用实例。     

南黄海海底地形趋势面分析

应用趋势面分析,研究南黄海海底地形的区域变化趋势、局部变化特点及其控制因素。通过1～3次趋势面分析和一次偏差值的分布,反映了第四纪中期以来,南黄海有向东南方向掀斜沉降运动;晚更新世以来海侵海退的多次反复。黄海中部洼地区,已成为黄海与东海海水交换的主要通道。而老黄河—古长江携带的巨量泥沙以及水动力条件在此基础上的“雕刻”塑造,构成了现代南黄海的复杂海底地形。     

我国海底地形特征专名命名研究

专名是海底地名的重要组成部分,反映地形特征本身或命名个人乃至国家的信息。恰当专名选词,有助于该地理实体的流传和推广。在全球海域建立系统准确的海底地名专名命名体系,可利于识别和检索海底地形特征,实现对其高效管理和广泛应用。文章在简要总结国际海底地名发展历程和专名命名通则的基础上,提出我国海底地名专名选词应遵照的基本原则,并为建设我国海底地名专名命名体系提出了建议。