[發(fā)明專利]一種基于地形數(shù)據(jù)的海底熱液區(qū)沉積物分布模擬方法

在審

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• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111259524A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)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

本發(fā)明公開了一種基于地形數(shù)據(jù)的海底熱液區(qū)沉積物分布模擬方法，包括如下步驟：步驟1：選擇研究區(qū)；步驟2：搜集研究區(qū)地形數(shù)據(jù)并進行柵格化；步驟3：判斷研究區(qū)內(nèi)是否存在凹陷盆地，若存在則提取凹陷盆地范圍；步驟4：對研究區(qū)地形柵格數(shù)據(jù)進行分析，獲取沉積物重力搬運方向柵格；步驟5：模擬計算各柵格的沉積物匯集量柵格；步驟6：對研究區(qū)沉積物匯集量進行重分類及緩沖區(qū)分析，生成沉積物富集區(qū)；步驟7：圈定研究區(qū)沉積物分布范圍。本發(fā)明方法充分利用海底地形數(shù)據(jù)信息，有效的對海底熱液區(qū)沉積物分布進行模擬，方便快捷的獲取研究區(qū)沉積物分布范圍；適合于研究區(qū)調(diào)查工作前期，并且具有速度快、成本低、效率高的優(yōu)勢。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于地形數(shù)據(jù)的海底熱液區(qū)沉積物分布模擬方法，尤其涉及一種利用海底地形數(shù)據(jù)，結合研究區(qū)物質(zhì)沉降速率信息來獲取海底熱液區(qū)周圍沉積物分布范圍的模擬方法。

背景技術

海底蘊含著豐富的礦產(chǎn)資源，尤其在陸地資源開始逐步枯竭的今天，人們把目光轉(zhuǎn)向了廣闊的海洋，海洋資源開發(fā)與勘探成為了世界各國競爭的熱點。

自從與國際海底管理局簽訂了世界上第一份多金屬硫化物勘探合同以來，我國實施了的大量大洋調(diào)查航次，使用遙控無人潛水器(ROV)、自治水下機器人 (AUV)、載人潛水器(HOV)、重力柱、錨系設備、電視抓斗，地震OBS等多種海洋調(diào)查設備，對洋中脊熱液區(qū)開展了大量的調(diào)查勘探工作。但是由于工作目標或工作條件等原因，其中許多設備的布設與沉積物分布相關，如重力柱設備、OBS設備、錨系、抓斗等。像重力柱站位布設分為針對式布站和探索式布站兩種方式,無論何種方式，皆需要布設在沉積物分布區(qū)；而OBS需要與海底具有較好的耦合關系，故需要布設在無沉積物分布的區(qū)域。因此在航次設計階段，必須對其工作站位進行科學、合理的設計。但由于海洋調(diào)查難度大、花費高，故在海底區(qū)域的各種地質(zhì)數(shù)據(jù)種類與數(shù)據(jù)量往往不像陸地區(qū)域一樣豐富。尤其是在前期工作較少的海域，進行航次設計與工作計劃布設時，往往是在較少的資料下進行的，這就需要我們利用有限地形數(shù)據(jù)對海底熱液區(qū)的沉積物分布范圍進行模擬分析，進一步為相關工作提供參考依據(jù)。經(jīng)檢索，對此目前尚無公開的技術方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于地形數(shù)據(jù)的海底熱液區(qū)沉積物分布模擬方法，以對海底相關調(diào)查工作提供支持與參考。與傳統(tǒng)實地調(diào)查方式相比，本方法它可以方便、快速地模擬出海底熱液區(qū)沉積物分布范圍，節(jié)約大量時間與人力成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種基于地形數(shù)據(jù)的海底熱液區(qū)沉積物分布模擬方法，具體是指一種利用海底地形數(shù)據(jù)進行沉積物搬運-富集過程分析，進而模擬熱液區(qū)沉積物分布范圍的方法，包括如下步驟：

步驟1：選擇研究區(qū)；

步驟2：搜集研究區(qū)地形數(shù)據(jù)并進行柵格化；

步驟3：對研究區(qū)地形柵格進行洼地填充，并判斷研究區(qū)內(nèi)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(qū)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(qū)沉積物匯集量柵格；

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

步驟7：綜合凹陷盆地范圍和沉積物富集區(qū)，圈定研究區(qū)沉積物分布范圍。

進一步地，步驟2中所述研究區(qū)地形數(shù)據(jù)柵格化方法具體為：使用原始地形XYZ數(shù)據(jù)創(chuàng)造TIN，其中投影方式選擇Geographic-World-WGS 1984，然后使用TIN轉(zhuǎn)柵格工具生成研究區(qū)地形柵格數(shù)據(jù)，其中插值方式選擇雙線性插值。