“数字海底”--海底数据集成管理与可视化研究

针对目前"数字海底"建设中存在海底调查数据集成管理与三维可视化表达不足等问题,本文采用GIS技术,以黄河水下三角洲埕北海域为研究对象,利用地理空间数据集成理论与三维建模方法,建立了埕北海域三维海底空间数据库,实现了研究区域地形数据、地层数据、钻孔数据、表层沉积物数据的有效组织管理与可视化,并在此基础上,采用ArcGIS Engine 10.0,结合.NET平台,在Visual Studio 2010开发环境下,利用C#语言进行了二次开发,实现了基于C/S (Client/Server)架构的三维海底虚拟仿真系统的开发,设计了一套面向埕北海域的三维海底虚拟仿真原型系统。     

基于二次场的海洋可控源电磁法三维有限元正演

根据库伦规范势的定义,推导出关于磁矢量势和电标量势的偏微分方程,为了克服由电流源引起的奇异性和数值模拟计算困难,将电磁总场分解为一次场和二次场,一次场由基于Schelkunoff势函数的一维正演算法得到,二次场由有限元法计算得到,实现了海洋可控源电磁法三维有限元正演算法。通过一维数值模拟实例,验证该算法的计算精度。然后,利用该算法对带海底地形的三层储层模型进行正演,分析了海底地形对海洋控源电磁场各分量产生的影响。     

来自海底高速层径向波的理论地震图研究

本文利用各向异性反射率技术计算理论地震图,提出海底高速薄层会产生沿高速层水平传播的波（简称径向波）,这种波在水层中作为P波,在固液界面激发下行横波,该均匀横波以临界角入射高速薄层,在层内作为超临界角的非均匀横波水平传播,再以临界角转换为上行传播的均匀横波,最终在固液界面上行透射转换为水层中P波.高速薄层传播的径向波不同于界面折射波,也不同于具有频散的面波和通道波.理论地震图的研究表明,径向波具有线性时距,能与海底强反射具有同等振幅水平;径向波有其振幅、时距位置和斜率这些观测记录参数,分别对应高速层的厚度、深度和近似的横波速度;径向波可以克服折射波解释中遇到的振幅强弱和高速层速度等困难.径向波可作为探测海底高速薄层的有力工具,对于研究高速层屏蔽、海底反射类型的多样性和相应的资料处理解释有重要意义.

     

超宽频海底剖面仪实时采集显示系统EchoViewer的设计与实现

超宽频海底剖面仪实时采集显示系统EchoViewer是为新研制的超宽频海底剖面仪开发的配套软件。该软件从超宽频海底剖面仪的超宽频率和多频段分频合成的特点出发,同时兼容同类系统的需求进行设计,根据声纳在海底介质中的传播特点实现TVG算法和海底跟踪算法,结合遥感图像处理方法实现分频合成算法,并采用软件工程的管理方法实现整个系统的开发,具有系统控制、导航定位、数据采集并成图显示、数据回放和数据后处理等功能。该软件在超宽频海底剖面仪多次海试和国家海洋局908浅剖专项调查任务中得到成功应用。     

考虑海底管线初始侧向变形的低阶模态

温度应力下海底管线的整体屈曲是海底管线设计中的关键问题之一,不埋或半埋的海底管线较易发生水平向整体屈曲。海底管线会因为制造的缺陷或铺设的原因而具有初始变形,即初始侧向变形。研究了初始侧向变形对海底管线整体屈曲的影响,应用小变形理论建立了单拱侧向变形和反对称双拱侧向变形管线发生低阶模态水平向整体屈曲的理论分析方法,结合工程实例分析了初始侧向变形形态、侧向变形幅值以及地基土体强度特性对管线水平向整体屈曲的影响。结果表明,初始侧向变形的存在使管线更易发生整体屈曲;而反对称双拱侧向变形比单拱侧向变形更易引起管线整体屈曲;随初始侧向变形幅值的增加管线发生整体屈曲所需要的温差降低,且整体屈曲变形形态有所改变管土间摩擦系数的增加会提高管线发生整体屈曲的温差,从而提高管线抵抗整体屈曲变形的能力。     

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.     

TCM电动全站仪海测一体化应用

ＴＣＭ电动全站仪是一种具有自动照准预设方向、自动纵转望远镜,ＥＤＭ连接迅速准确,能用ＲＳ２３２接口输出数据功能的全新马达驱动的电子全站仪。其配置的自动跟踪目标装置ＡＴＲ１与全站仪测距系统及视线同轴,对仰角和倾角较大的测点目标也能追踪如常。ＴＣＭ电动全...     

福建深沪湾海底林的测量与新发现

在现今潮间带或海底所发现的古代陆上森林的遗迹,乃是自然界的一种奇观。它对恢复其生长时期的古植被、古气候与古生态和重建其消亡以后的海平面变化、海陆变迁和地壳升降运动历史具有重要的科学意义,同时也具有重大的科普教育和旅游观赏价值。这种埋没林或沉水林,曾在英、法、美、加、日等国海滨与邻近陆架发现和研究。本文所报道的海底林位于福建省晋江市深沪湾潮间带中下部,是徐起浩于1986年7月发现的。据徐起浩报道,海底古森林残迹（原生直立树桩）主要分布于狮脚家村和土地家村的沿岸潮间带,距岸100m外,通常水深2～3m,退潮后出露。     

复杂边界条件下管线受力的数值模拟

基于Ｎ－Ｓ方程，采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法加权的三步有限元方法，本文对不可压缩粘性流体的圆柱绕流问题作了分析。同时对于高雷诺数下的紊流，引入大涡模拟数值模型。     

海底沉积物分析测试方法标准的研究

依据海底沉积物分析测试方法标准研究的总体设计，完成了40个分析项目的21份验证报告，进行了实验室间精密度协作性检验工作，在海底沉积物CaCo3,H2Os^-，H2O^ 的分析方法研究中取得新进展，并建立了ICP－AES法测定海底沉积物中常量、微量、稀土元素分析方法。