一种确定海底地震仪位置与等效海水速度的多维扫描法

受海流影响,海底地震仪(OBS及OBN)着底点与投放点的位置存在偏差,水越深偏差越大。OBS及OBN的准确定位对后续地震数据的成像处理至关重要。传统处理方法假设海水速度、海底深度已知,或者采用分部策略依次反演海水速度、海底深度与水平坐标,导致误差较大。为此,提出了一种新的OBS及OBN重定位多维扫描方法。利用共检波点道集中拾取的海水直达波震相到达时,经过在水平坐标(x维度和y维度)、海底深度和海水速度4个维度的扫描,确定OBS及OBN着底位置的同时获得海底深度和等效海水速度。与现有技术相比,该方法具有搜索速度快、精度高、原理简单,而且可以同时获得等效海水速度与海底深度等优点。理论模型实验结果表明,在深水情况下用该方法获得的OBS及OBN水平位置误差在20 m以内,海底深度误差在10 m以内;即使拾取的直达波走时存在稍许误差,等效海水速度仍可以被准确地反演出来;以上参数反演精度受扫描密度制约。实际资料处理结果基于重定位结果的直达波线性动校正后同相轴被有效拉平,说明重定位方法的有效性和实用性。此外,基于敏感核函数分析,给出了另外一种不同于前人的分步扫描策略,反演效率再提升2个数量级,但定位精度下降了1个数量级,进一步印证了多维扫描反演方法的优势。数值实验的反演精度是在接近水深3000 m的超深水情况下获得,在浅水情况下,考虑到数据误差与采集孔径更小,扫描密度更高,一定能获得更高的反演精度。

施工期跨海桥梁矩形设置基础波流力研究

为给跨海桥梁矩形设置基础施工提供参考,研究跨海桥梁矩形设置基础定位下沉过程中墩位水深及结构吃水深度对其波流力的影响。基于垂向多层σ坐标变换模型和大涡模拟LES方法建立三维波浪-流与结构物相互作用的数值仿真模型,分析不同水深及结构吃水深度时,单独波浪作用和波流共同作用下矩形设置基础的波流力及其统计值和流场分布特征,并提出施工期矩形设置基础下沉过程波流力简化算法。结果表明:矩形设置基础在定位下沉过程中,垂直来流传播方向的结构阻水面积随之增大,流场的复杂绕射作用使得波流力峰值呈非线性增大趋势;由于浅水波在整个水深范围影响都比较大,矩形设置基础波流力对结构吃水深度的变化相对深水条件更为敏感;结构波流力峰值不对称系数随吃水深度增加逐渐减小,且波流力表现为正向峰值大于负向峰值的强烈不对称性特点;随着结构吃水深度增加,单独波浪作用、波流共同作用时,在流场复杂绕射作用下,矩形设置基础迎浪侧的波面爬高增大,涡脱现象愈加明显;提出的跨海桥梁矩形设置基础下沉着床过程波流力简化算法可用于估算设置基础施工期波流力。

用于海底底质分类的多波束声强数据选取研究

高质量的海底声强图是进行多波束海底底质分类、目标识别的基础。要得到"单纯"反映海底底质信息的声强图,就需要对原始声强数据进行地形改正,消除地形因素的影响。在描述了多波束数据中水深数据不能满足声强数据的改正要求问题的基础上,提出了以水深数据覆盖范围为约束的声强数据选取方法。实例计算结果表明:该方法在能有效地选取高质量的声强数据,提高了基于声强图像的海底底质分类精度。

趋势面分析在水深测量数据处理中的应用

趋势面分析是用一个数学函数代表几何平面或曲面模拟事物的空间分布,以反映其分布的规律或趋势。利用趋势面分析法处理埕岛油田海区CB6C井区的水深数据,识别水深测量中出现的水深误差。

负梯度浅海混响条件下吊放声纳主动探测深度研究

负梯度浅海条件下,吊放声纳主动工作时混响呈现"峰"现象,且随吊放声纳深度变化。为此,建立浅海混响模型,采用Bellhop模型计算吊放声纳与海底散射元之间的传播,并依据Jackson模型推导海底反向散射强度的计算方法。结合海底散射面积的估算与吊放声纳主动工作满足小掠射角的特点,对浅海混响进行了仿真和分析。

海底地形探测和模型研制现状及精度分析

海底地形影响着海洋自然灾害、资源开发以及军事国防.海底地形的探测手段由过去传统的船载声呐技术发展到依靠重力数据反演水深.国外从1980年代就开始利用船载和卫星测高数据开发全球水深模型,截至目前发布的水深模型空间分辨率达到15″.本文总结了声呐、激光测深雷达、卫星测高重力数据和遥感影像反演水深的研究现状,并分析每种测深手段的优缺点,介绍了五种水深模型代表产品ETOPO、DTU、GEBCO、SRTM、SIO topo系列的发展历程,并利用我国近海海域的船测水深数据对各系列的最新产品进行精度评估,结果表明近期发布的产品精度明显优于2009年发布的ETOPO1,SRTM15+V2.3的精度最高,其误差标准差为30.297 m,误差小于50 m的数据量占比87.2%.本文可为了解测深方法以及水深模型的发展过程提供参考.

白云深水崎岖海底区时深转换方法探讨

深水已经成为世界范围内油气勘探开发的热点领域.南海北部深水区石油地质条件优越,勘探潜力巨大.但由于陆坡区水深急剧变深,峡谷纵横,水道复杂,形成了海底非常崎岖的地形地貌,这种崎岖海底严重影响了其下覆地层的地震成像,并造成了构造形态的严重崎变,时间构造图无法反映构造的真实形态.本文提出了两种消除崎岖海底影响的方法.叠前深度偏移技术是解决复杂地质问题,实现复杂构造准确偏移成像的有效途径;移动平均时深转换方法直接对时间构造图进行转换,方法简单实用.实际应用表明,两种方法相互验证,是目前最佳方案,可以达到目前勘探精度的要求.

利用特色叠前深度偏移技术消除崎岖海底影响——以珠江口盆地番禺—流花地区应用为例

叠前深度偏移技术可有效地进行复杂构造成像,针对不同的地质条件,需要应用不同的处理技术。针对陆架坡折带崎岖海底造成的地震成像差、构造畸变等问题,选择使用了如下叠前深度偏移技术:通过海平面叠前深度偏移技术得到精确的海底成像;通过约束速度反演、加入断层控制建立初始速度模型;采用百分比扫描速度分析对速度模型进行迭代修改,进而快速得到较为收敛的速度体;在此基础上再采用Kirchhoff积分法进行偏移。在珠江口盆地番禺—流花地区应用上述技术,基本消除了崎岖海底对下伏地层的影响,改善了断层和地层成像,并落实了该地区的构造圈闭。

一种识别陆架坡折带“隐形构造”的时深转换方法

番禺—流花地区东南部位于珠江口盆地白云凹陷北坡断裂坡折带,地质条件复杂,沉积环境特殊,海水深度变化大,崎岖海底发育,对地层的准确地震成像和构造成图带来困难,利用叠前时间偏移(PSTM)地震资料解释不能得到具有经济效益的构造圈闭。针对这些问题,本文研究了"三步走"时深转换方法(即水深校正、变速成图、浅层地质异常校正),并在A气田进行了实际应用,应用效果表明,该方法对提高浅海地区构造成图的精度是行之有效的。

多波束海底地形等深线快速生成算法

为解决大数据量海底地形等深线快速生成问题,提出一种基于等深值索引序列的等深线快速生成算法。该算法通过建立深度属性和等深值索引属性的映射关系,将浮点型深度属性三角网转化为整型索引属性三角网,并在此基础上提出一种基于0/1异或的等深线走向快速判断方法进行等深线跟踪,实现等深线的快速生成。实测海底地形数据的测试结果表明,与常规算法相比,该算法具有更快的生成速度并且十分适合计算机编程实现,能够快速、准确地从大数据量数字海底地形中生成等深线.

浅海倾斜海底对声呐探测影响研究

我国周边海域存在大面积的大陆架和大陆坡,倾斜海底对于声传播有一定影响。根据作战实际需要,论文采用抛物方程RAM算法对声源位置确定时浅海斜坡海底声传播进行了计算,并与传统海底斜坡定义下的声传播进行了比较,进一步仿真分析了声源位置确定时倾斜海底对声呐作用距离的影响。仿真结果表明:在声源位置确定时,下坡海底方向是更为有利的声呐探测方向,论文的计算结果可以为实际声呐在斜坡海域的作战使用提供有益参考。

海底原位分层观测系统触底与贯入深度检测

提出在结构紧凑的海底原位分层观测系统装置上应用加速度传感器模块JY901测量触底和贯入深度,设计触底、贯入深度计算算法,在MATLAB中进行仿真计算验证算法和误差;在六自由度运动平台上进行加速度传感器测量位移的实验,测量误差在5%左右;设计使用铁棒自由下落贯入砂土模拟海底原位分层观测系统装置贯入沉积物的过程,验证了加速度检测触底的方案可行,测量贯入深度误差为10%左右。研究提供了一种不增加额外传感器的海底原位分层观测系统的运动状态检测方法。

顾及参考深度误差的海底控制点迭代算法

针对参考深度误差引起的垂向定位误差问题,提出了顾及参考深度误差的海底控制点迭代算法。首先,分析了参考深度设置不准确对定位结果的影响;其次,对传统控制点解算模型进行了改进,将参考深度加入解算过程的参数更新之中;最后,通过三组不同水深环境仿真实验进行验证,结果表明,268 m和3000 m水深环境下参考深度误差对垂向定位准确性影响明显,采用新方法可有效提高垂向解的准确性,1082 m水深环境下参考深度误差对定位结果的影响较小。

机载LiDAR测深中海底地形坡度的影响及改正

机载LiDAR测深ALB(Airborne LiDAR Bathymetry)是测量沿海地区地形图和水深图的最有效的技术之一,其通常是利用ALB海面和海底反射回波的峰值位置来计算水深值。然而,当绿色(532 nm)激光光束到达海底时,光斑范围内的具有坡度的海底地形会导致海底反射回波波形展宽、峰值位置偏移等现象,从而产生海底位置的不确定性,进而直接影响海底地形测量的准确性。为了减小这种影响,本文提出了一种机载LiDAR测深的海底地形坡度影响改正方法。通过考虑ALB激光光斑内海底地形的连续性,基于ALB激光光斑范围内局部地形参数模型FTPM(Footprint-scale Topography Parameters Model)构建ALB海底反射回波模型,通过定量分析不同水深、不同海底地形坡度所引起的海底反射回波峰值位置变化,以确定海底地形坡度对ALB测深的影响规律,进而构建ALB测深误差方程针对性地改正海底地形坡度引起的测深误差。本文采用中国南海甘泉岛附近海域所测ALB和多波束测深数据对所提方法进行了验证。结果表明,海底地形坡度影响改正后,平均绝对误差MAE(Mean Absolute Error)和中误差RMSE(Root Mean Square Error)分别减小到9.4 cm和12.3 cm,较改正前分别降低了35.6%和33.5%,对ALB测深数据处理具有参考意义。

Magnetic recording of the Cenozoic oceanic crustal accretion and evolution of the South China Sea basin

我们考察并且讨论一些在华南海(SCS ) 在磁性的数据上做的最近的科学调查结果。磁性的异例在中生代和新生代上忍受极其富有的信息构造进化。从磁性的异例计算的分析信号振幅很精确揭示的 3D 二上的中生代沉积序列的寡妇分布结合大陆人边缘，和他们也在在 SCS 海洋的外壳以内描绘以后阶段的 magmatism 和构造转变和带状配列被发现很有效。通过综合分析磁性，严肃和思考地震数据，我们在华南海大陆人边缘附近定义大陆海洋边界(圆块) ，并且发现圆块与一个转变地区与一致很好从对否定免费空气的严肃异例主要积极。COB 的这精确构画出为更好跟踪海洋的外壳导致的磁性的异例是批评的。几何上复杂的圆块和内部磁性的带状配列要求一个阵发性的洞模型，以及一个变换差错的介绍(这里作为 Zhongnan 差错制造了)在东方和西南亚盆之间在东方和西南亚盆以内，磁性的异例旁边地是相当连续的，在这些亚盆以内显示大变换差错的不存在。我们提高浅玄武岩的层经由一个通带过滤器引起的磁性的异例，并且认识到北大陆人边缘附近的多半最旧的磁性的异例根据磁性的时间规模 CK95 是 C12。在南部的大陆人边缘附近，磁性的异例是不太可认识的，异例 C12 看起来失踪。这些差别证明关于散布中心的寡妇的一种不均匀的开始式样，和北部分看起来比到南方有稍微更快传播的率。磁性的异例 C8 (M1 和 M2， 26 妈) 在海洋的盆以内代表重要磁性的边界，并且可能与在散布率和 magmatic 紧张的变化有关。为一条以前建议的山脉的磁性的证据在异例 C7 不是清楚的以后，跳。西南亚盆的年龄还得进一步被检验，最有利地与深拖引磁性的调查并且海洋钻。我们的磁性光谱最浅的居里削尖的学习表演在西南的亚盆的东方部分附近被定位，而在东方亚盆居里以内深度对传播的寡妇的北方更小，比到南方集中。居里深度的这个模式对地区性的热流动大小和以后阶段的暴烈的海底山分布一致，并且我们因此推想居里深度变化仔细与以后阶段的 magmatism，而非与外壳的年龄被联系。尽管在北大陆海洋转变地区(简易窄床) 附近定位的磁性的异例是相对安静的，自从概念上它与一个海洋的磁性的安静地区显著地不同，这个区域不是一个典型磁性的安静地区。相对安静的磁性的异例看起来在居里等温线与 shallowing 被联系并且在磁性的层，而是我们的全面观察变瘦建议保存得很好的厚中生代沉积岩石是为有磁力地安静的地区的主要原因。各种各样的低通行证的过滤水兵和在空中的磁性的异例和卫星的高类似磁性的异例清楚地证实那更深磁性的来源(在更低的外壳中并且最高披风) 有贡献到长波长的表面在区域的磁性的异例，当已经推断了从有磁力地 inversed 居里深度。近海华南磁性的异例(SCMA ) 在低通行证的过滤水兵和在空中的磁性的异例和卫星上变得更突出磁性的异例，在它下面显示很深深地埋葬的磁性的来源。