单波束测深技术在海底管道检测中应用

为查明海底管道的位置和掩埋状态,在海底管道检测中使用了单波束测深技术。对探测过程中海底管道的声波反射特征和解释方法进行了研究,研究结果表明,浅水时反射曲线更能反映管道的真实形态;深水时无论是绕射曲线还是反射曲线均与管道的真实形态有较大差异。波束角会严重影响单波束对海底管道的探测能力。通过对测量记录的分析,可对海底管道的位置、埋设深度和是否发生悬空等状况进行判断。     

基于TIN模型的海底面积计算及底栖生物量评估

海底资源的分布格局通常依托于海底地形表面,在计算其面积时,一般计算其投影面积,然而这种计算方法并不能真实反映海底地形特征,针对于此问题,本文围绕海底TIN数据模型构建方法,从技术流程上进行了探讨和研究,最终生成TIN数据模型,计算其表面积,并以棉花岛海域为例,比较其在投影面积和表面积情形下底栖生物的分布。从比较结果可以看出,二者在底栖生物分布数量和经济补偿金额上存在明显差异。采用表面积方法更能真实反映海底地形分布特征,这对准确评估所覆被生物资源量、生态系统储量及定量评价具有一定的探索意义。     

一种改进的基于TIN的多波束测深数据抽稀算法

多波束测深数据具有海量性与冗余性特征,海量的多波束数据不利于海底DEM构建与海图生产。因此,对于离散的多波束测深数据,行之有效的抽稀算法在多波束测深数据处理与应用中尤为重要。文中分析了常用的数据抽稀算法在数据处理速度以及特征地形保留方面的缺陷,提出一种通过改进基于TIN的数据处理流程的抽稀算法,并对比分析了抽稀前后海底地形特征。实验结果表明,改进的抽稀算法在数据量增大时依然可以保持较高的抽稀速度,能有效地提高数据抽稀的效率,准确保留海底地形特征。     

空间互相关方法在分析海底沙波迁移规律中的应用

海底沙波具有显著的活动性并能够对海底工程设施造成潜在威胁,因此对海底沙波活动性的评估一直以来受到广泛关注。目前大多数研究者仍利用平面剖面对比来分析海底沙波的迁移特征。然而,该方法难以全面高效地获取海底沙波二维平面迁移矢量。本文基于2007年和2009年的高分辨率多波束测深数据,详细阐述了空间互相关方法在分析北部湾东南海域海底沙波迁移规律中的应用过程。利用实测数据进行对比分析,获得了研究区海底沙波的活动特征,并进一步讨论了空间互相关算法中不同参数的选取对结果的影响。结果显示,利用空间互相关分析方法能够有效获取海底沙波二维迁移矢量,获得的海底沙波迁移速率和迁移方向与前人研究成果吻合,表明了该方法的可行性和可靠性。但在对实际DTM数据进行空间互相关分析时,需根据海底沙波形态、数据质量等因素选取合适的参数及矢量获取方法。本研究实验了一种确定海底沙波迁移规律的新方法,该方法将有效提升获得海底地形变化规律的效率和准确度,可获得更加精细的海底地形动力过程。     

中国海海底沙波对海缆埋设施工的影响分析

基于中国海大陆架区海底沙波的分布、形态和移动特征,分析了沙波对海缆施工的埋设张力和埋设深度的影响。提出了在沙波区进行海缆施工时应注意的事项和需要采取的必要措施,为在中国海海底沙波区进行海缆施工提供参考和借鉴。     

在轴向应力-应变下海底沉积物声速及其变化

对南海南部海域海底浅表层沉积物短柱状样进行轴向应力-应变/声学测量,结果表明沉积物纵波声速有三种不同的变化结果:(1)声速从应变过程开始随应力-应变曲线变化,在最大应力时声速同时也是最大值,结束时可能高于或低于开始时的声速;(2)声速从应变过程开始逐渐减小,结束时是最小值;(3)声速从应变过程开始逐渐增大,最大值出现在结束时.这些结果与海底浅表层沉积物的物理力学性质、颗粒接触状态、颗粒的微结构等特征有关.研究结果可为深入认识南海南部各种海底沉积物作为承载界面的可靠性、声遥测遥感海底沉积物的工程力学性质等科学目的提供理论依据.     

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。     

不同海底底质类型水深数据特征分析

在典型的实验海区，使用双频测深仪和箱式取样器，对海底进行同步探测，获取双频测深仪不同底质类型数据。比较了式取样器海底底质样品，归纳出海底基岩、沙、粘土的双频测深仪水深数据和双频测深仪海底模拟记录图象特征，该特征可为双频测深仪识别海底底质类型提供先验认识。     

海底滑坡典型特征及石油地质学意义

海底滑坡是一种由于重力失稳导致的广泛发生在外陆架-上陆坡-深海平原的沉积物搬运体,是海底沉积物重要的搬运过程,具有较强的侵蚀能力和搬运能力,可将大量陆架沉积物搬运至深海,为深海带来丰富的沉积物。再沉积后的滑坡体因其特殊的内部结构,对海洋油气成藏有重要影响。综合国内外研究,对海底滑坡空间展布特征和垂向结构特征进行总结,对滑坡体岩石物理特征进行梳理,揭示海底滑坡边界特征、内部结构以及岩石物理特征。结合海底滑坡特征,从提供物源、储层、盖层、改变海底温压等方面分析海底滑坡对海底油气藏的积极意义,从破坏盖层、改变海底土体温压环境等方面分析海底滑坡对海底油气藏的负面影响。最后结合国内外研究现状,指出未来应对海底滑坡微尺度特征识别、进一步开展海底滑坡与海底油气藏联系以及加强海洋油气开发致灾风险等方面进行深入研究。     

海底勘测及特征认定

海底勘测及特征认定由挪威、瑞典两国负责的“海底环境勘测和特征认定规划”（ＥＳＭＡＣ）目的在于通过海底勘测特征的认定，以适应海底开发领域日趋发展的需要。“海底环境勘测和特征认定规划”将用近二年时间完成，通过采样分析、鉴定，开发制定出一种能够利用水声学和...     

海底烃类渗漏的地球物理识别

海底烃类渗漏在向上运移过程中会改变深部地层和海底表层沉积物的声学性质,在地震和浅地层剖面上会形成各种可能指示烃类渗漏的地球物理标志。渗漏烃到达海底后会改变海底表面形态,形成与海底烃类渗漏有关的表面特征,如麻坑构造、海底凸起、海底古河道、碳酸盐丘、硬地面、泥火山以及表面断层等。渗漏烃进入海水后在继续上升过程中会形成气泡、渗漏羽,到达海面后会形成表面油膜。利用侧扫声纳、多波束测深和浅地层剖面可以探测到与海底烃类渗漏有关的表面特征。合成孔径雷达能够识别因海底烃类渗漏形成的海水表面油膜。海底烃类渗漏的地球物理标志是间接的,必须通过地球化学校验才能确定渗漏的存在。     

南海东北部峡谷体系的地貌特征与发育控制因素

海底峡谷在全球陆缘广泛分布,是浅海沉积物向深海运移的主要通道,对于理解深海浊流触发机制、深海沉积物的搬运模式、深海扇的发育历史和深海油气资源勘探等均具有重要意义。本文基于高分辨率高精度的多波束测深数据,首次对南海东北部海底峡谷体系进行了研究,精细刻画了高屏海底峡谷、澎湖海底峡谷、台湾浅滩南海底峡谷和东沙海底峡谷等4条大型海底峡谷的地貌特征并分析其发育控制因素。海底坡度、构造运动、海山与海丘是影响南海东北部峡谷群走向与特征的重要因素,其中,海底坡度对于峡谷上游多分支与“V”字特征有显著的控制作用;构造运动是控制高屏海底峡谷走向的因素,澎湖海底峡谷的走向则与菲律宾海板块与欧亚板块碰撞有关,东沙海底峡谷的走向则与东沙运动相关,台湾浅滩南海底峡谷上段受NW向断裂构造的控制;海山的阻挡作用造成峡谷局部走向和特征改变。海底峡谷群输送大量陆源沉积物到深海盆并形成大面积的沉积物波,海山和沉积物波的发育导致东沙海底峡谷下段“回春”和转向。     

侧扫声纳和浅地层剖面仪在海管断裂点定位中的应用

结合侧扫声纳和浅地层剖面仪能够探测出海底管道附近异常,路由区浅层地质灾害以及海底管道位置等特点,通过实例探讨了侧扫声纳和浅地层剖面仪在海底管道断裂位置定位中的应用。船锚、浅层气等外力作用,导致海底油气管道断裂,使用侧扫声纳和浅地层剖面仪探测的方法,综合分析海水中的气体屏蔽现象、海底面的地貌异常特征、海底管道的平面位置及埋深变化、地层剖面的反射空白等异常特征,快速准确定位海底油气管道断裂位置。     

基于水文分析法的海底峡谷特征要素自动提取方法研究及应用

海底峡谷是陆源沉积物向深海运移的主要通道,也是陆架/陆坡区重要的地貌单元。随着多波束测深技术的发展,如何快速而准确地从海量数据中识别并提取海底峡谷的特征要素,是一个亟待解决的重要热点问题。文中根据海底峡谷谷底下切、谷壁高而陡等地形特征,基于水文分析法和坡度分析等原理,通过ArcGIS中的数据建模工具建立了一种从数字高程模型(DEM)数据快速识别和提取海底峡谷特征要素的方法。以南海北部陆坡神狐峡谷区为例进行算例分析,结果表明,该方法在快速了解海底峡谷的发育位置和特征要素等方面是可行的,并可以获得峡谷头尾部水深、轴线长度、峡谷范围等特征信息。为获得该方法适用于研究区的最优参数组,文中讨论分析了峡谷形态、重分类阈值及数据分辨率等影响峡谷识别的因素。结果分析表明,峡谷形态会在一定程度上影响识别结果的准确性,但不影响对峡谷的总体了解;零值汇流累积量重分类阈值和DEM数据的空间分辨率是影响峡谷识别结果准确度的两个重要因素,在神狐峡谷群区,空间分辨率200 m且重分类阈值0.4时,海底峡谷识别和特征要素提取效果最佳。     

顾及声图纹理特征的海底底质分类方法研究

针对目前海底底质分类要素单一造成的底质分类类别不够细致和底质信息获取效率低等问题,提出一种顾及声图纹理特征的海底底质分类方法,综合利用海底底质来源、地理等属性以及声图纹理特征等分类要素,进一步细化海底底质类别,解决了海底底质分类信息混淆或表达不充分等问题。实例数据分析表明,该分类方法克服了传统方法单一考虑底质粒度信息的缺点,可以真实反映海底底质的时空变化特性以及一定范围内的表面起伏特征,并且所包含的海底底质分类信息量更全面,从而可以为用户提供直接形象的海底底质信息。     

海底勘查技术的最新发展

介绍用于探测海底三维地质特征的海底量的最新发展，主要包括海底地形测绘技术，海底形貌观测技术，海底地层声学探测技术等。     

基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类

海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增加,特征空间中存在的无关和冗余特征严重影响底质分类精度。为了定量评估声学特征对底质类别的表征能力,并消除无效特征对分类结果的干扰,本文提出了基于多维度声学特征优选的海底底质分类方法。首先,结合实际底质样本的物理属性对多维特征进行排序和优选,排除冗余和无关特征。其次,分别应用支持向量机、随机森林和深度信念网络构建海底底质监督分类模型。通过利用爱尔兰海南部多波束调查数据和实地取样信息进行试验,结果表明提出方法对海底底质的总体分类精度和Kappa系数分别最高达到了86.20%和0.834,相较于主成分分析和熵指标特征选择方法有明显提高,突出了该方法在海底底质探测及制图的应用潜力。     

均匀层浅海声场与海底反射损失的关系

海底对浅海声传播的影响很大。海底有复杂的多层结构。在计算声场时如果把多层海底的影响都考虑进去,就会使计算复杂化,得不出一个清晰的物理图象。因此,在计算中往往使用海底反射损失系数来代替多层海底的模型。但海底反射损失与角度有复杂的依赖关系。为了计算方便,提出过不少简化模型。已经使用的模型有反射损失与角度无关、与角度一次方成正比;后来又提出反射损失在某一临界角之下与角度一次方成正比,在临界角之上与角度无关的三参数模型,克服了远场与近场衔接的问题[1,2]。但这些模型不一定在所有情况下都能反映海底反射损失与角度的关系的主要特征。本文提出一个近似方法,可以计算海底反射损失按任意规律随角度单调上升的情况下的声场。     

印度洋海底压强的季节和长期变化

利用2003—2015年的重力恢复和气候实验(Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE)卫星观测数据, 揭示了印度洋海底压强的变化特征, 并探讨了其变化机制。结果表明, 印度洋海底压强具有显著的季节变化特征, 北半球冬季在40°S以北(南), 海底压强呈负(正)异常, 夏季分布与冬季相反。印度洋区域的海底压强空间分布与Ekman输送空间分布有较好的对应关系。正压涡度方程诊断结果表明, 利用风场重构的海底压强能够较好地解释印度洋海底压强的季节和长期变化。此外, 海平面变化收支分析表明, 海底压强的变化在高纬度区域主导了海平面变化。     

海底勘查技术的最新发展

本文将介绍用于探测海底三维地质特征的海底勘查的最新发展。它主要包括海底地形测绘技术，海底形貌观测技术、海底地层声学探测技术等。