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海底地形对开展海洋科学调查和研究十分重要。以多波束为主的回声测深技术测量成本高且效率低,几十年来仅实现了全球约20%的海床测绘。对于空白区（特别是深海区域）,可以借助重力异常和重力垂直梯度异常进行回归分析反演得到,但该方法得到的比例因子鲁棒性不强。为了解决这一问题,同时考虑到两种重力数据在表征海底地形长短波长的不同优势,本文结合滑动窗口赋权和稳健回归分析来反演海底地形。在太平洋皇帝山海域（35°～45°N,165°～175°E）的实验结果表明:在船测检核点处,本文构建模型的标准差为61.02 m,相比于单一重力数据反演模型,精度分别提高了14.92%（重力异常）和2.08%（重力垂直梯度异常）,能较好地反映皇帝海山链的地形走势。 相似文献
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重力垂直梯度异常反应了重力异常的空间变化率,在地球物理勘探等多学科中得到越来越多的应用。利用南海局部区域实测重力异常数据和Sandwell测高重力异常数据,将搜索范围、距离和精度多种因素融合考虑并对Shepard算法进行改进,给出了南海局部区域(19°N~20.5°N,114°E~115.5°E)分辨率1'×1'的重力异常并反演了对应分辨率的重力垂直梯度异常。结果表明,基于Shepard改进算法的高精度船测重力和测高重力的有机融合,增强了单一测高重力数据反演重力垂直梯度异常的细节纹理,提高了反演重力垂直梯度异常的分辨率和精度。 相似文献
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根据重力地质法(Gravity Geological Method, GGM),利用6 736个已知水深点数据和卫星测高重力异常反
演了马里亚纳海沟(142°36''~147°18''E,23°~27°N)1''×1''分辨率的海底地形,该计算中的密度差常数为1.20 g/cm3。将反演的地形与实测检核水深数据相比,两者较差标准差为152.9 m,平均误差为(±3.0) m,均方差为153.0 m,优于ETOPO1模型和直接把船测水深控制点格网化后的模型。将重力地质法反演的模型、ETOPO1模型、直接格网模型进行功率谱密度分析,结果显示3种模型在中长波地形能量一致,但对于短波地形,重力地质法模型能量高于其他2个模型,说明重力地质法更能描绘细致的海底地形地貌。选取2条测线与重力地质法模型进行对比研究,结果表明重力地质法在海底地形起伏小的区域优于在海底地形起伏较大区域的反演效果。 相似文献
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海底地形是全球地形的重要组成部分,对地球物理科学研究、经济活动等具有重要作用。基于Parker公式,利用卫星测高重力异常和船测水深数据,采用频域的方法反演了疑似马航MH370失事区域的留尼汪海域的10°×10°的海底地形。最后将反演的水深和船测水深、国际通用的海深模型ETOPO1作比较进行精度评估,结果表明:本文反演结果与船测水深相比误差平均值为-26.038 m,标准差为176.588 m;与ETOPO1相比,差异平均值为-33.541 m,标准差为160.769 m。这表明采用重力异常数据,结合船测数据能较高精度地反演海底地形。 相似文献
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基于重力地质法(GGM)采用卫星重力异常数据反演了中国南海112°E~119°E,16°N~20°N范围1'×1'的海底地形模型,通过船测水深数据的直接格网化结果和ETOP01模型的检核进行了精度评价。结果表明,GGM模型较船测水深的直接格网化结果更为精细,在船测控制点分布均匀的海域,GGM模型能获得比ETOP01模型更高的精度。为进一步验证GGM模型受海底地形特征影响的情况,采用GGM模型与ETOP01模型分别内插出9356个检核点处的水深,并统计得到两模型差值的较差结果平均值为19.560m,标准差为130.156m,相对精度为4.79%。经分析得出:GGM模型与ETOP01模型在坡度变化平缓深海区有着较好的一致性,随着水深的依次变浅,二者的差异逐渐显现,在多海山的海域差异达到最大。最后,为充分发挥重力地质法在海底地形反演中的优势总结了其最佳适用条件。 相似文献
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随着测高技术的不断发展,测高海洋重力场的精度不断提高,由其反演计算的海底地形精度也相应提高。利用Sandwell 2014年最新发布主要由Jason-1末期大地测量任务和Cryosat-2观测资料反演的测高重力场V23.1,采用重力地质法(GGM)反演了中国南海海域海底地形模型,并对结果进行了精度评价。该过程中首先直接计算一系列密度差下的反演结果,并通过船测数据检核选定优化的密度差范围,然后利用向下延拓的方法确定了最优密度差异常数为7g/cm3。与船测水深数据相比,反演得到的GGM模型与检核点船测水深数据差值的标准差达到了±70.32m;此外,还计算了由测高重力异常V15.2反演的海底模型,比较这两个模型发现:测高重力场短波部分的改善对海底地形反演精度的提升作用有限,为得到更高精度的海底地形模型,需引入短波更为敏感的重力梯度资料。 相似文献
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三大洋中脊的重力异常及构造意义 总被引：1，自引：0，他引：1
本文根据中国第三次南极考察暨首次环球重力调查实测的重力资料,对太平洋、大西洋和印度洋三大洋中脊的重力异常特征及构造意义进行了较深入的研究和探讨。结果表明,构造活动强烈的世界三大洋中脊系,其活动的强大外力来源为地幔的热动力。其地壳虽新,但活动历史却很久远,且已达到热动力平衡状态。洋中脊处的低幅度、短波长变化的空间异常,不能一般近似地视为均衡异常,更不能由此断定洋中脊已处于均衡状态。在洋中脊之下,海底、莫氏面及软流层界面均发生了不同程度的拍升,是影响重力异常的主要原因。 相似文献
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《Marine Geodesy》2012,35(1):63-85
AbstractWe introduce an iterative inversion method to address the problems in high-order seafloor topography inversion using gravity data (gravity anomaly and vertical gravity gradient anomaly), such as the difficulty in computing the equation and the uniqueness of the calculation results. A part of the South China Sea is selected as the experimental area. Considering the coherence and admittance function of gravity topography and vertical gravity gradient topography, the inversion band of the gravity anomaly and vertical gravity gradient anomaly in the study area is 30?km–120?km. Seafloor topography models of different orders are constructed using an iterative method, and the performance of each seafloor topography model is analyzed against ETOPO1 and other seafloor topography models. The experimental results show that as the inversion order increases, the clarity and richness of seafloor topographic expression continuously improve. However, the accuracy of seafloor topography inversion does not improve significantly when the inversion order exceeds a certain value, which is related to the contribution of high-order seafloor topography to gravity information. The results show that the accuracy of BGT4 (inversion model constructed by the gravity anomaly) is slightly poorer than that of BVGGT4 (inversion model constructed by the vertical gravity gradient anomaly) in areas with complex topography, such as multi-seamounts and trenches, and the results are generally better in areas with flat seafloor topography. 相似文献
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潜艇在水下进行重力梯度探测与导航过程中,利用重力梯度仪测量所在位置的重力梯度张量来感知周边海底地形起伏以及规避障碍物,由于潜艇中人员具有一定的质量,人员在理论上会对重力梯度测量值产生影响。为分析人员质量对重力梯度测量的影响,将人体简化为立方体模型,计算人体在潜艇内不同高度处的重力梯度异常分布情况,分析其对重力梯度探测的影响,并将计算得到的结果与质点模型的结果对比分析得到两者的差异。结果表明在距离人体5 m以内的大部分位置上,重力梯度各分量的量级能达到10~(-2)E,在更近的位置上梯度值的量级能达到10E,为防止对重力梯度仪测量结果产生影响,人员需要在距离梯度仪一定的距离外活动,随着精度的提高,限制距离将会增大。本文得出的结论可为以后重力梯度探测工程化应用提供一定的理论参考。 相似文献
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Relation between Gravity Field Feature and Tectonics and Earthquakes in Taiwan and Its Adjacent Seas
Short wave gravity anomaly is correlated to sea floor topography in the gravity field of Taiwan and its adjacent seas. Gravity values of 200 × 10-5ms-2 at Yushang and -160 × 10-5ms-2 at Liuqiu sea trench are respectively the maximum and minimum gravity values in this area.Bouguer gravity anomaly reflects not only Moho interface undulation, but also fault distribution.The inflexion of gradient belt of Bouguer gravity anomaly is a spot liable to earthquakes. Middlelong wave geoid is the best data to invert crustal thickness. We calculate crustal thickness by using geoid data, and the maximum value is 38km; the minimum value is 12km in Taiwan and its adjacent seas. 相似文献
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根据体谐函数一阶、二阶水平导数（广义球函数）也是球面正交函数系的性质,详细推导了水平重力梯度边值问题的级数解.根据扰动位与重力场元的微分关系,导出了由水平重力梯度计算重力异常、垂线偏差的公式.完善了全张量重力梯度的有关应用. 相似文献
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赤道潜流（the Equatorial Undercurrent： EUC）对于大洋环流和全球气候变化有着重要的作用。赤道海区，随着科氏力逐渐趋向于0，地转平衡无法维持，赤道流系无法用地转理论描述。在很多研究中，ENSO、温跃层、海表高度、赤道风应力分布以及其他相关海气要素成为潜流研究的重点要素；压强可以视为温、盐、密、深的复杂关系映射，然而较少有研究将关注重点放在南北向压强梯度力上（the Northward Pressure Gradient： NGT）。在此，本文揭示了南北向压强梯度力的特定函数形式（the Function of Northward Pressure gradient： FNP）与赤道潜流的一个诊断关系。基于原始方程和尺度分析方法，我们得出了该关系的表达形式。结果表明：贝塔效应可能是造成FNP与赤道潜流密切相关的重要影响因子；赤道潜流的垂向结构部分受限于FNP的结构分布；对于赤道潜流来说，南北向压强梯度力相较于东西向压强梯度力更为重要。 相似文献
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基底断裂与盆地是一对相互影响的伴生构造,断裂活动控制盆地内沉积填充和构造样式以及后期资源的分布。本文利用琼东南盆地2′×2′的自由空间重力异常,在进行地形校正、布格异常校正得到布格重力异常的基础上求得重力水平梯度矢量。尝试利用重力水平梯度矢量对基底断裂进行划分并取得良好效果:在盆地基底划分出48条断裂,并将其分为3个等级,其中一级断裂5条,二级断裂8条,三级断裂35条;将确定的断裂与其他地质、地球物理方法(地震剖面)确定的断裂进行比较,发现在主要格架上具有一致性;重力水平梯度矢量法与其他解释方法比较具有成本低廉、方法简单、结果直观的优点。 相似文献