融合多源海洋大地测量数据的南海海底地形多层感知机反演

本文融合SIO(Scripps Institution of Oceanography)发布的垂线偏差、重力异常和垂直重力梯度数据及NCEI(National Centers for Environmental Information)发布的船载测深数据, 利用多层感知机神经网络(Multi-Layer Perceptron, MLP)建立南海海域(108°E—121°E, 6°N—23°N)分辨率为1'×1'的海底地形模型(MLP_Depth).首先, 将642716个船载测深控制点的位置信息与周围4'×4'格网点处的地球重力信息(垂线偏差、重力异常、垂直重力梯度)作为输入数据, 将船载测深控制点处实测水深值作为输出数据, 训练MLP神经网络模型, 训练结束时决定系数R²为99%, 平均绝对误差MAE为39.33 m.然后, 将研究区域内1'×1'格网正中心点处的输入数据输入于MLP模型中, 可得格网正中心点处的预测海深值.最后, 根据预测海深值建立研究区域范围内分辨率为1'×1'的MLP_Depth模型.将MLP_Depth模型预测水深与160679个检核点处实测水深对比, 其差值的标准差STD(75.38 m)、平均绝对百分比误差MAPE(5.89%)与平均绝对误差MAE(42.91 m)皆优于GEBCO_2021模型、topo_23.1模型、ETOPO1模型与检核点实测水深差值的STD(108.88 m、113.41 m、229.67 m)、MAPE(6.11%、6.94%、18.37%)与MAE(47.33 m、52.24 m、130.08 m).同时, 为了研究不同区域内利用该方法建立的海底地形模型的精度, 本文在研究区域内分别建立了A、B区域的海底地形模型(MLP_Depth_A、MLP_Depth_B).经过验证得: MLP_Depth_A、MLP_Depth_B相比于MLP_Depth模型具有更高的精度, 更能反应海底地形的变化趋势.

     

环礁沉积体系的过程-产物关系: 勘察式模拟初探

海洋沉积体系的定量模拟可分为仿真和勘察式模拟,后者的目标是建立沉积特征的连续谱、凝练新的科学问题。本文提出一个勘察式模拟的方法论框架,即根据控制方程确定自变量的定义域,进而由模拟计算给出应变量的值域,并结合物质收支平衡原理和“圆台状环礁”几何模型,以此方法预估环礁及其海底阶地物质输运和堆积格局。环礁是珊瑚礁的独特类型,其礁盘区提供了礁体生长和礁外坡、海底阶地堆积的几乎全部物源。结果表明,环礁自身生长受控于生物碎屑生产,而海底阶地的范围和沉积速率不仅决定于离礁悬沙通量,而且受到环礁外水深和海盆环流的制约。悬沙输运和重力流过程形成常态沉降和水下滑坡的交替沉积。此模型所预测的环礁沉积体系高程-面积曲线与南海环礁的实际曲线相对照,可获得环礁演化的机制信息。模拟结果还提示了需进一步研究的科学问题,如环礁生长规模及其控制机制、环礁沉积体系中周期性沉积的时间尺度、环礁外坡由于珊瑚生长自组织机制形成的重力流事件与地震等极端事件的对比和机制识别、环礁群的海底阶地沉积记录多样性、海面变化对环礁演化的影响和沉积记录、环礁人居环境安全等。     

海洋重力测量数据处理系统MGDPS及其应用

利用Delphi结合MapX开发的可视化船测海洋重力测量数据处理软件系统MGDPS,从专业角度详细论述了软件各模块的功能。使用实测数据对该系统进行了测试,实际应用表明,该系统具有准确可靠,易掌握,方便使用等特点,对我国海洋重力测量具有重要意义和使用价值。     

Wind impact on pollutant transport in a shallow estuary

A three-dimensional numerical model, EFDC （ environmental fluid dynamics code） is applied to the Pamlico River Estuary （PRE） in eastern North Carolina of the United States to examine the wind impact on pollutant age distributions and residence time. A series of model experiments representing base case, remote-wind-induced water level set-up and local winds cases are conducted. Model results indicate that the pollutant mean age and the system residence time are functions of gravitational circulation in the PRE. The system responses to remote-wind-induced water level set-up are different in different portions of the PRE. Under such condition, dissolved substances in the upstream portion of the PRE have a younger age and shorter residence time （compared with the base case） , by contrast, they have a older age and longer residence time in the downstream portion of the PRE. Upriver and downriver local winds appear to have opposite impacts on pollutant age distributions. The substances are retained much longer within the PRE under upriver wind than those under downriver wind. The model results also suggest that across - river winds may lead to longer residence time through enhanced turbulence mixing, which slows down the gravitational circulation in the PRE.     

莺歌海盆地中新统轴向重力流沉积特征及勘探潜力

轴向重力流沉积是一种重要的深水储层,其形成的岩性油气藏也是目前莺歌海盆地重点勘探领域。通过钻井、测井、地震和区域地质等资料的综合研究,分析莺歌海盆地中新统轴向重力流沉积特征和演化规律,探讨轴向重力流岩性油气藏的成藏条件和控制因素。结果表明,中新统储层为重力流沉积成因的厚层细砂岩,主水道和朵叶复合体是重力流沉积有利的沉积微相;中新世海南物源供给充足、断裂坡折带发育以及盆地轴向负向地形是该区形成轴向重力流沉积的宏观地质条件,在中新世各个时期形成了一系列沿盆地轴向分布、具有前积反射结构特征的轴向重力流沉积。研究区中新统轴向重力流储层厚度大、沉积规模广、临近烃源岩、构造脊微裂隙发育、圈闭保存好,具备优越的岩性油气藏成藏条件,是盆地下一步勘探的重要领域。     

2000国家重力基本网与1985国家重力基本网的转换关系研究

分析了2000国家重力基本网与1985国家重力基本网重力点的重合情况,详细讨论了确定两网关系的方法:间接平差法、常数转换法和多项式拟合转换法,并给出了两网的关系结果。     

利用高精度地球重力场模型计算扰动重力垂直梯度

探讨了利用地球重力场模型计算扰动重力垂直梯度的理论方法,介绍了高精度地球重力场模型和最新的EGM2008模型,并利用EGM2008模型的360阶和720阶完全规格化地球位系数,分别计算了西太平洋区域和全球范围的扰动重力垂直梯度。从绘制的计算结果分布图可以看出,扰动重力垂直梯度能够清晰反映并显示地球地质构造的变化特征与陆地边界轮廓。统计分析表明,随着位系数截断阶次从360阶增至720阶,计算结果的变化较为明显,均值接近于零,其数值分布近似服从正态分布。     

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。     

基于窗口移动中误差模型探测船载重力数据粗差

粗差探测是评价船载重力测量数据成果质量的重要内容。卫星测高反演重力场技术提供了海域全覆盖的重力场数值模型,其精度水平已满足探测船载重力测量数据粗差的精度要求。以卫星测高反演重力场模型为基础,提出了基于窗口移动中误差模型探测船载重力测量粗差的数据处理方法,其基本思路是:以卫星测高反演重力场数值模型作为背景场,计算船载重力测点处的测高重力值的差值,以差值作为输入量,等权构建中误差背景场,以开窗中误差背景场作为参考,按照平差思想探测船载重力测量数据的粗差。实验结果表明,依据本文方法能有效探测船载重力测量数据的粗差。