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航、災害預警、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域具有重要應用價值。本文基于海洋重力場和海底地形在一定波段內(nèi)高度相關(guān)的理論，對利用海洋重力數(shù)據(jù)反演海底地形的理論和方法進行了深入研究。主要工作及創(chuàng)新點概括如下：
　　1、概述了利用衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)反演海洋重力場的基本方法，采用逆Vening–Meinesz公式反演獲得了南中國海區(qū)域的重力異常，其精度與丹麥科技大學的DTU10重力模型相當；利用實測數(shù)據(jù)，對基于海洋大地水準面、重力異常

2、、垂線偏差和球諧函數(shù)模型計算得到的垂直重力梯度異常進行了比較和分析。
　　2、以南太平洋某海域作為研究對象，對現(xiàn)今廣泛采用的ETOPO1、DTU10 BAT、GEBCO、GINA和SIO模型進行了詳細的精度分析和評定，模型的長波項精度分析表明，部分模型存在較為嚴重的系統(tǒng)性偏差。
　　3、針對利用重力地質(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的迭代計算方法，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，對比分析了未補償導納模型、Airy補償導納模型和撓曲補償導納模型，研究表明導納方法適用于15-200km波長段的海底地形反演；給出了用于計算地形模型長波項及消除高頻噪聲影響的低通和高通濾波器的頻域計算方法。
　　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計算公式，在20-200km波長段通過離散的船測水深數(shù)據(jù)得到了比例因子；提出了利用殘余的船測水深計算模型短波項的方法，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算公式，采用十階多項式模型擬合了轉(zhuǎn)換函數(shù)，因其基于重力異常和海底地形的隨機特性，對先驗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用流程圖和具體解算步驟。以麥哲倫海山鏈和南中國海作為研究對象，根據(jù)船測水深分布和地形條件