[發明專利]基于地形地貌和構造特征的海底地理實體劃定與分類方法

有效

• 申請號: 202210548489.0
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114663640B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 趙荻能;吳自銀;周潔瓊;李家彪;管清勝;姚宜斌;孫中苗;王明偉;崔丙浩;鐘皓
• 申請（專利權）人: 自然資源部第二海洋研究所
• 主分類號: G06V10/20
• 分類號: G06V10/20;G06V10/40;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發明公開了基于地形地貌和構造特征的海底地理實體劃定與分類方法，包括：數據預處理、地理實體劃定、特征提取與分類三大步驟。首先，通過數據預處理得到海底地形地貌模型、重力垂直梯度模型、磁異常模型；其次，將上述模型分別通過基于地形地貌的界限劃定和基于構造特征的界限劃定這兩種方法，得到兩種類型的界限；最后，通過特征提取與分類得到海底地理實體的全要素信息表。本方法克服了現有技術缺乏地質構造約束、無量化界定，導致地理實體劃定模糊。本發明可在海底地名命名、海底地形地貌學等方面具有重要的實際應用價值。

技術領域

本發明涉及海底地理實體劃定、海底地名命名、海洋測繪、海底地形地貌（不規則的表面或輪廓的計量）、海洋地質、海洋制圖與圖像數據處理、海洋地球物理、海洋地理信息系統、深海采礦和海洋工程建設等技術領域。

背景技術

海洋覆蓋面積約占地球表面積的71%，海水覆蓋之下的海底多姿多彩，既有平緩的大陸架，也有連綿起伏的海嶺、高聳的海山和深邃的海溝。將海底劃定為可測量、具有確定界線的地理實體，并按照一定的命名標準和規范賦予其標準名稱的行為稱為海底地理實體命名，亦稱為海底地名命名。海底地名包含通名和專名兩部分，通名區分海底地理實體的類型，專名區分海底地理實體的個體。

海底地理實體的界限劃定與分類是開展海底地名命名工作的核心步驟與主要技術難點。通過多波束測深技術獲取的全覆蓋、高精度水深測繪資料，進一步構建高分辨率海底地形地貌模型，采用等深線圈閉法、剖面法等分析和研判海底地理實體的界限和實體類別，是當前的主要技術手段。陶春輝等（2012年，中國科學：地球科學）在東太平洋海隆開展多波束海底地形掃測時，發現一個高出海底約250米的正地貌單位；基于總傳播誤差濾波器算法進行數據處理和海底地形地貌模型構建，采用等深線圈閉法劃定該實體的界限范圍，并進一步結合剖面分析法和國際海底地名命名規則，判定該實體的類型為海底丘（Hill），最終將其命名為“鳥巢海底丘”。

以構造特征認知為基礎，以地貌形態與成因相結合為原則，按照地貌形態、規模大小和主從關系，先宏觀后微觀、先群體后個體，可以將現有的50余種海底地理實體類型劃分為四個級別。一級海底地理實體為依據海域大地構造特征劃分的特大型地理實體，如大陸架、大陸坡、深盆地等；二級海底地理實體為依據區域大地構造特征和地貌形態劃分的大型地理實體，如海底峽谷群、斜坡等；三級海底地理實體為依據地貌組合形態劃分的地理實體，如海山、海丘、海脊等；四級海底地理實體為組成第三級的地理實體，是最小一級的單獨海底地理實體，如海底峰、海底冷泉等。

不同類型和等級的海底地理實體的空間尺度變化極大（從數公里至數千公里），導致其邊界區域的海底地形地貌特征極為復雜，采用單一的海底地形地貌數據往往難以準確識別實體的界線；同時，現有的海底地理實體分類技術多采用定性描述，缺乏一套可行的定量化分類方法來判定實體的類型和級別。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出了基于地形地貌和構造特征的海底地理實體劃定與分類方法。

本發明通過下述技術方案得以實現：

一種基于地形地貌和構造特征的海底地理實體劃定與分類方法，包括數據預處理、地理實體界限劃定、特征提取與分類三大步驟；

首先，通過數據預處理得到海底地形地貌模型、重力垂直梯度模型、磁異常模型；將得到的海底地形地貌模型，通過水深范圍截取、坡度求取與截取、模型疊加與分析、剖面設計與計算、極值點定位與連線完成基于地形地貌的界限劃定，得到基于地形地貌的界限；將得到的重力垂直梯度模型和磁異常模型，通過界限范圍圈定、模型截取、剖面設計與計算、雙極值點定位、加權求值與連線完成基于構造特征的界限劃定，得到基于構造特征的界限；最后，基于得到的基于地形地貌的界限和基于構造特征的界限，通過地理實體界限綜合、地形地貌模型提取、形態特征參數計算、實體類型與級別判定，得到海底地理實體的全要素信息表；