重力数据三维共轭梯度聚焦反演及应用

基于共轭梯度算法对欠定线性目标函数进行求解。 为改善目标函数的多解性、 消除多余构造信息影响, 引入粗糙度系数矩阵; 为克服“趋肤效应”, 更好地反映地质体的真实形态, 在模型目标函数中引入深度加权函数; 为更好的反映地质体的某些尖锐构造和边界, 本文对目标函数添加了基于最小支撑泛函的聚焦反演约束。 通过对多种模型的计算, 验证了该方法具有较好的有效性和稳定性, 并将该方法应用于实际重力资料地下密度反演中去, 得到了较好的反演结果。     

海底水深变化分析方法研究

海底水深对于海底地形测量、航道安全、海底矿产资源探测非常重要,需要定期进行海底水深探测,但由于受到海洋环境、天气状况、测量手段等限制,每次测量水深的位置、数据量等存在差异,无法准确确定海底水深变化。为获得测区海底水深变化,提出一种水深值格网化断面提取分析法,该方法先对水深值整体格网化,然后提取任意位置水深剖面,再将多期水深剖面值对比获取水深变化。该方法不受测量位置和数据量的影响,能获得测区内任意位置水深剖面图,能确定水深变化量值。实验表明:该方法能够显示海底水深现状及变化,是一种实用和有效的新方法。     

MF多源测深数据融合方法及大洋水深模型构建

针对全球深海测深数据来源复杂、精度差异大、难以融合构建高精度数字水深模型(digital bathymetric model,DBM)的问题,提出一种适用于深水区多源水深数据融合的MF法(merge-fusion),并将其应用到马里亚纳海沟"挑战者深渊"的DBM构建中。该方法通过"合并-融合"的技术路线,将多波束、单波束、电子海图数据与通用全球海洋地形数据(general bathymetric chart of the oceans,GEBCO)有机地融合在一起,在保留高分辨率地形细节特征的同时,合理填补了数据空白区。使用该方法构建"挑战者深渊"高精度DBM并与GEBCO数据进行对比,结果表明,该方法融合的DBM能更好地反映精细的地形特征信息,具有重要的实际应用价值。     

利用航空重力梯度反演Kauring试验场三维密度结构

相对于传统的重力测量手段,重力梯度测量能够以更高的灵敏度和分辨能力反映出地下密度异常体的结构特征。由于拉格朗日经验参数在实测数据反演中存在不确定性,对预条件共轭梯度反演算法加以改进,利用L曲线的拐点值代替原反演算法中的拉格朗日经验参数作为正则化参数;为改善反演中存在的病态性问题并减弱核函数的快速衰减,将地下模型改进为不等间隔模型;为改善反演中解的非唯一性,利用重力梯度的5个独立分量进行联合反演;通过对澳大利亚Kauring试验场航空重力梯度张量进行联合反演,得到该地区异常体的三维密度分布,将重力梯度联合反演结果与之前的重力反演结果对比分析,发现在中心异常体附近沿线还分布着多个异常块体。结果表明,改进后的算法能够有效地利用实测重力梯度数据反演出密度异常体的分布信息。     

联合WOA2018温盐模型及实测温盐资料重构全深度声速剖面(二):精度评估

利用西太平洋海域多个站位的XBT、XCTD及CTD实测温盐资料,对WOA2018温盐模型的可靠性进行了评估,开展了全深度声速剖面重构试验。结果表明,当水深分别为761～1 100 m、大于1 101 m和大于1 821 m时,实测资料计算的声速剖面与温盐模型推算的声速剖面互差在-2.0～2.0 m/s、-0.7～0.7 m/s和-0.7～0.45 m/s,而与实测温度和盐度模型推算的声速剖面互差总体上在-0.2～0.2 m/s。基于临界探测深度处温盐实测值对探测深度以外温盐模型施加约束和控制,以提高声速预测值精度有待进一步研究。     

众包测深发展现状与模式研究

众包测深能够有效利用航行在世界各个水域的船只采集航行水深,通过互联网技术进行共享,为船舶航行提供航行参考,弥补官方航海图书覆盖低、更新慢、现势性差等不足。众包测深作为一种新兴的海道测量模式,其发展策略、管理机制、行业标准、运行模式等正处于研究完善中,面临诸多问题。本文主要介绍众包测深的发展现状和与研究其发展模式,以推动我国"众包测深"的健康发展。     

内孤立波作用下竖直圆柱体的横向力研究

本文对内孤立波作用下圆柱体的水动力特性进行了数值研究。对不同直径、不同水深比、不同浸没深度的圆柱进行了水平方向受力分析,从多个因素出发,研究了内孤立波对水下竖直圆柱的水平作用情况。通过分析水平作用力和力矩的时程曲线,得到内孤立波行进过程中对于圆柱体的横向作用力和力矩与时间的关系。通过对比不同工况下内孤立波橫向作用力幅值,得到内孤立波作用力幅值与圆柱直径、水深比以及浸没深度的关系。结果表明,内孤立波横向作用力(力矩)幅值与圆柱直径呈线性相关关系,但与水深比相关关系不明显,随着圆柱浸没深度的增加,内孤立波横向作用力幅值呈现出先增大后减小的趋势。     

基于EGM模型的多波束无验潮测深技术应用

多波束水深测量中受潮汐因素的影响,测量垂直基准是变化的,具有瞬时性。传统多波束测量,需在测区内设立一个或多个验潮站进行同步水位观测,最终将水深归算到深度基准面上。针对多波束水深测量中垂直基准转换的复杂性问题,文中基于地球重力场模型,结合测区内实测的GNSS/水准数据,通过插值算法建立了测区范围内似大地水准面精化模型,构建了多波束无验潮水深测量的垂直基准转换模型。通过实例表明,该方法有效地消除了潮汐、动态吃水及涌浪等因素影响,直接获取深度基准面的水深值,提高工作效率,可满足近岸多波束水深测量的工作需求。     

渤海海域新近纪湖盆萎缩期古水深恢复——以渤东低凸起南端为例

探井揭示渤海海域东南部地区新近系发育高频河湖交互相沉积体系,砂体预测难度大,其中古湖盆水体深度是影响该区砂体展布的重要因素之一。通过元素地球化学、地层频谱属性趋势分析技术、古生物等多种技术方法对新近纪古湖盆水体特征进行恢复,结合古生物的古水深指示意义完成了新近纪湖泊萎缩期古湖盆水体深度的定量研究。研究结果表明:蓬莱7地区新近系发育缓坡沉积的淡水湖泊湖平面波动频繁,馆陶组沉积早期古水深较浅约3m左右,馆陶组中后期古水深开始增加,并且呈现出从南向北逐渐加深的趋势。明化镇组下段中上部沉积时期古水深达最大,但明化镇组下段沉积时期水体深度主要在4～6m范围内波动。