利用海洋重力數(shù)據(jù)反演海底地形的理論與方法.pdf

1、高精度的海底地形圖在潛水器導(dǎo)航、災(zāi)害預(yù)警、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。本文基于海洋重力場(chǎng)和海底地形在一定波段內(nèi)高度相關(guān)的理論，對(duì)利用海洋重力數(shù)據(jù)反演海底地形的理論和方法進(jìn)行了深入研究。主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)概括如下：
　　1、概述了利用衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)反演海洋重力場(chǎng)的基本方法，采用逆Vening–Meinesz公式反演獲得了南中國(guó)海區(qū)域的重力異常，其精度與丹麥科技大學(xué)的DTU10重力模型相當(dāng)；利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)基于海洋大地水準(zhǔn)面、重力異常

2、、垂線偏差和球諧函數(shù)模型計(jì)算得到的垂直重力梯度異常進(jìn)行了比較和分析。
　　2、以南太平洋某海域作為研究對(duì)象，對(duì)現(xiàn)今廣泛采用的ETOPO1、DTU10 BAT、GEBCO、GINA和SIO模型進(jìn)行了詳細(xì)的精度分析和評(píng)定，模型的長(zhǎng)波項(xiàng)精度分析表明，部分模型存在較為嚴(yán)重的系統(tǒng)性偏差。
　　3、針對(duì)利用重力地質(zhì)法反演海底地形需要確定海底洋殼和海水之間密度差異常數(shù)的難題，提出了基于水深檢核點(diǎn)的迭代計(jì)算方法，有效提高了海底地形的反演精度

3、。
　　4、給出了重力數(shù)據(jù)和海底地形的相關(guān)關(guān)系，對(duì)比分析了未補(bǔ)償導(dǎo)納模型、Airy補(bǔ)償導(dǎo)納模型和撓曲補(bǔ)償導(dǎo)納模型，研究表明導(dǎo)納方法適用于15-200km波長(zhǎng)段的海底地形反演；給出了用于計(jì)算地形模型長(zhǎng)波項(xiàng)及消除高頻噪聲影響的低通和高通濾波器的頻域計(jì)算方法。
　　5、給出了反演海底地形的Smith和Sandwell(SAS)方法，在15-120km波長(zhǎng)段采用抗差線性回歸技術(shù)獲得了比例因子；給出了基于垂直重力梯度異常反演海底地形的

4、SAS計(jì)算公式，在20-200km波長(zhǎng)段通過(guò)離散的船測(cè)水深數(shù)據(jù)得到了比例因子；提出了利用殘余的船測(cè)水深計(jì)算模型短波項(xiàng)的方法，提高了水深模型精度。
　　6、給出了反演海底地形的頻域最小二乘配置計(jì)算公式，采用十階多項(xiàng)式模型擬合了轉(zhuǎn)換函數(shù)，因其基于重力異常和海底地形的隨機(jī)特性，對(duì)先驗(yàn)的地形模型有較高要求。
　　7、給出了各種海底地形反演方法的實(shí)用流程圖和具體解算步驟。以麥哲倫海山鏈和南中國(guó)海作為研究對(duì)象，根據(jù)船測(cè)水深分布和地形條件