[發明專利]一種基于地形數據的海底熱液區沉積物分布模擬方法

在審

• 申請號: 202010023678.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111259524A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 陶春輝;潘東雷;鄧顯明;廖時理;顧春華;張國堙;楊偉芳;黃永金;王明旭
• 申請（專利權）人: 自然資源部第二海洋研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于地形數據的海底熱液區沉積物分布模擬方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：選擇研究區；

步驟2：搜集研究區地形數據并進行柵格化；

步驟3：對研究區地形柵格進行洼地填充，并判斷研究區內是否存在凹陷盆地，若無則直接進入下一步，若存在則對凹陷盆地范圍進行提取；

步驟4：使用流向分析工具獲取研究區沉積物重力搬運方向柵格；

步驟5：基于步驟4獲取的沉積物重力搬運方向柵格，通過流量分析工具模擬計算出研究區沉積物匯集量柵格；

步驟6：對步驟5獲取的研究區沉積物匯集量柵格進行重分類，并根據重分類結果分別進行緩沖區分析，生成沉積物富集區；

步驟7：綜合凹陷盆地范圍和沉積物富集區，圈定研究區沉積物分布范圍。

2.根據權利要求1所述的海底熱液區沉積物分布模擬方法，其特征在于：步驟2中所述研究區地形數據柵格化方法具體為：使用原始地形XYZ數據創造TIN，其中投影方式選擇Geographic-World-WGS 1984，然后使用TIN轉柵格工具生成研究區地形柵格數據，其中插值方式選擇雙線性插值。

3.根據權利要求1所述的海底熱液區沉積物分布模擬方法，其特征在于：步驟3中所述研究區內凹陷盆地存在判斷及范圍提取方法具體為：使用ArcGIS的填洼工具對研究區地形柵格進行洼地填充，然后將無洼地地形柵格數據以離散顏色模式顯示，此時凹陷盆地會顯示為一定范圍的單色區域，若圖中存在明顯的單色區域，則意味著研究區內存在凹陷盆地，將這些單色區域各自進行邊界提取，獲取研究區凹陷盆地范圍；若圖中無明顯的單色區域，則意味著研究區內不存在凹陷盆地。

4.根據權利要求1所述的海底熱液區沉積物分布模擬方法，其特征在于：步驟4中所述沉積物重力搬運方向柵格獲取方法具體為：使用ArcGIS的流向分析工具對步驟3中進行洼地填充后的地形柵格數據進行分析，獲取研究區沉積物重力搬運方向柵格，該結果指示研究區各柵格處沉積物在地形作用下進行搬運的方向。

5.根據權利要求1所述的海底熱液區沉積物分布模擬方法，其特征在于：步驟5中所述沉積物匯集量柵格模擬計算方法具體為：將步驟4中獲取的沉積物重力搬運方向柵格作為輸入數據，通過ArcGIS的流量分析工具對沉積物的搬運-富集過程進行分析，獲取研究區沉積物匯集量柵格，該結果可指示研究區各柵格處的沉積物富集程度，是對沉積物分布進行模擬的依據。

6.根據權利要求1所述的海底熱液區沉積物分布模擬方法，其特征在于：步驟5中的研究區沉積物匯集量柵格模擬計算過程中，添加研究區沉積物沉降速率柵格作為權重柵格數據，依據各個柵格處實際的沉積物沉降速率，按比例將各柵格賦予不同的權重值。

7.根據權利要求1所述的海底熱液區沉積物分布模擬方法，其特征在于：步驟6中所述對研究區沉積物匯集量柵格進行重分類時，其分類指標制定應遵循如下原則：

(1)根據沉積物匯集量柵格數據實際范圍確定重分類指標最小閾值，通常可取沉積物匯集量最大值的10％-30％。

(2)將小于最小閾值的沉積物匯集量柵格賦予空值。

(3)將大于最小閾值的柵格等比例劃分為n類，并按照沉積物匯集量從小到大依次賦值為1,2,…,n。

(4)最小閾值與分類數目可根據研究區實際特性做出適當調整。

8.根據權利要求1所述的海底熱液區沉積物分布模擬方法，其特征在于：步驟6中所述沉積物匯集量重分類結果緩沖區分析方法具體為：對進行重分類后的沉積物匯集量柵格進行矢量化，則按照重分類賦值相應的生成了n類線要素；使用緩沖區分析工具分別對其進行分析，隨著重分類賦值的增大，對應的緩沖區半徑也隨之增大；將獲取的一系列緩沖區作為沉積物富集區。