海洋地形、地貌、地质与地球物理调查

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1、第十二章海洋地形、地貌、地质与地球物理调查12.1海水深度、海底地形、地貌测量12.2海底浅层结构探测12.3底质采样器12.4海洋重力测量仪器12.5海底热流测量12.6海洋地磁测量仪器12.7海洋地震测量仪器12.8调查的基本方法和图件112.1海水深度、海底地形、地貌测量研究意义：海洋深度的观测，同时根据侧扫声纳、海底照相、海底电视、浅地层剖面仪测量和底质取样等所提供的海底沉积物、基岩和地质构造等资料，可编制海底地貌图及其他相应的图件，以反映海底地貌特征，划分地貌类型并研究其生成年代。212.1海水深度、海底地形、地貌测量

2、一、多波束测深系统1.类型：按性能特点分类，有数字型和相干型多波束2.特点：优点：覆盖范围广，水深点密度大，平面位置表示准确合理，定位精度高，发现目标物能力强；制约因素：安装需稳，校准需准，抗干扰差，个别地形特点易被过滤。312.1海水深度、海底地形、地貌测量一、多波束测深系统3.系统组成：以SeaBeam2112.360为例水下部分：由12kHz发射阵和接收阵、36kHz发射阵和接收阵组成；发射阵平行船纵向(龙骨)布设，接收阵垂直船龙骨方向安装；联接箱由一个发射阵接线箱和两个接收阵接线箱组成；控制工作站：控制联接箱开关电路使1

3、2kHz和36kHz频率自动转换适应于换能器以下50~11000m海域的水深测量。412.1海水深度、海底地形、地貌测量一、多波束测深系统3.系统组成：以SeaBeam2112.360为例声纳：有一个弧形换能器阵构成，换能器以纵向1.5°，横向170°的扇形发射波束；波束经海底返回换能器后，以横向100个1.5°波束角方式予以结束，形成100个1.5°×1.5°的横向波束；两侧留有10°的扇形余地，可有效保证150°的扫描范围；在波束发射过程中，可同时采集扇区两侧各40°的旁扫数据，因此兼具旁扫功能。512.1海水深度、海底地形

4、、地貌测量一、多波束测深系统3.系统组成：以SeaBeam2112.360为例信号处理器：接收返回信号；对海底返回信号的邻近波束及其强度进行比较，获取标准偏差达到一致的4个相邻水深值；声纳处理器通过振幅检验和相位检测，并用统计方法，以最合适的参考值作为波束角的函数，使1.5°波束转变为3°波束，保证浅水域100%的覆盖。声纳视频监视器：用于显示每次扫海获得的100个波束的彩色图像、回波信号强度及各波束的测深数据。612.1海水深度、海底地形、地貌测量二、海底测量的相干声纳(ISIS)系统1.基本原理利用多声板接受回波的振幅、时间

5、和相位差，来对海底各点进行准确定位，并快速处理大量数据。集水深探测技术和成像技术于一体。不仅给出水深数据，而且给出海底三维立体图、等深图和侧扫声图。可对海底地貌高密度、高精度测量。7二、海底测量的相干声纳(ISIS)系统2.基本结构相干仪：从左右两个换能器轮流发射声波，覆盖角达300°，声波遇海底后反射；测量覆盖宽度是换能器距海底水深的15倍；回波经换能器的底声板与顶声板的时间不同，回波相位差被测量记录下来；利用回波角结果可对海底进行点位和深度测量；回波达到相干换能器时，其相位被测量；换能器由1个发射声板和至少2个接受声板组成，

6、发射波束的水平开角很小(1°)，但垂直开角很宽。8二、海底测量的相干声纳(ISIS)系统2.基本结构ISIS成像过程：从左右两个换能器轮流发射声波，通过对返回信号的采集记录，测量垂直于航线的一条剖面的深度分布值；一系列的发射脉冲得到一系列的测量剖面，构成一个测量覆盖区带；一系列的这种边部重迭的区带覆盖构成一幅底貌图。9二、海底测量的相干声纳(ISIS)系统2.基本结构换能器测量过程：换能器发射间隔可在400~100ms之间调节；如对于200ms的发射间隔，300m的覆盖宽度，每次发射对反射声波信号进行40000组相位样值及相应的

7、振幅、时间采样测量；经滤波处理得到大约2000个回波角（或距离）的值。10二、海底测量的相干声纳(ISIS)系统2.基本结构数据采集和处理过程：数据采集时，将测量剖面沿剖面方向以一定的长度(7.5cm左右)划分为若干方块；通过数值取舍(通过地下连续性对比，滤除不合理读数)，记录方块上的一个深度值；尽最大程度地避免多声波出现的远离换能器因波束发散、覆盖面积大而测量数据分辨率下降的弊端；测量剖面的疏密程度是由测量船航行速度和发射间隔共同决定，200ms的间隔发声，航速4节，则两条剖面的距离约0.4m。11三、侧扫声纳0.概述基本含义

8、：别称：又称旁侧声纳、旁视声纳、侧扫声纳等：测试原理：利用声波在海底散射的原理，扫描海底的一种观测仪器；测量原理示意图：图12.1.1a，1b；特点：是目前常用的海底目标(如沉船、水雷、管线等)探测工具；可显示微地貌形态和分布，可获得连续的有一定宽度的二维海底声