海洋重力测量求取测网交叉点的新方法

海洋重磁测网判定测线相交的实用方法廖开训【摘要】在海洋重磁调查领域,判断测网中2条测线相交与否是重磁数据处理中需要解决的重要问题之一,目标是能够快速准确地确定交叉点的位置,从而计算出交点差.针对以往计算方法的不足,利用计算几何学中同一平面上线段相交的几何特征和计算方法,通过排斥判断和跨越判断2个步骤,对线段的相交与否进行判别,编写的程序逻辑简洁、实用,避免了数学错误.在实际应用中,提高了判断线段相交的效率和准确性,取得了良好的效果.【期刊名称】《地质学刊》【年(卷),期】2019(043)002【总页数】5页(P296-300)【关键词】交点;线段;排斥判断;跨越判断;矢量叉积;海洋重磁测网【作者】廖开训【作者单位】广州海洋地质调查局,广东广州510075【正文语种】中文【中图分类】P7380 引言在海洋重磁调查领域，测线网通常都布设成纵横相交的主测线和副测线，由于船舶容易受到涌浪、海流等波动的影响，测量结果存在各种偶然误差，使得同一仪器在主副测线交叉点处的测量值不同，即交叉点不符值(简称交点差)。

根据调查规范(国家海洋局，2007)，通过计算统计交点差得到内符合准确度，并作为测量成果精度的评估依据。

在统计测量误差时，判断2条线段相交与否是重磁数据处理众多算法中要解决的问题之一。

在某次海洋磁力数据处理中，使用分段求解法(杨震等，2013)进行交点计算，但结果出现了缺漏现象，分析原因可能是出现了数学错误(如浮点数精度丢失、被0除等)。

一些学者对线段相交的算法进行研究，提出了如曲线双向裁剪法(夏德麟等，1996)、用直线段求交模糊树的方法(刘强等，1997)、矩形窗口裁剪算法(刘中琦等，2000)、扫视法线段求交(程昌秀等，2001)等方法。

常规n条线段相交算法通常依次对线段两两求交，从而确定是否有交点，有的还要列出数学方程式解方程组，使得算法复杂、时间增加(李永红等，2004；朱东晖等，2005)。

专利名称：海空重力测网交叉点搜索方法和装置专利类型：发明专利
发明人：徐光晶,舒晴,周坚鑫,屈进红,张文志,孟庆奎申请号：CN202010771152.7
申请日：20200803
公开号：CN111913229A
公开日：
20201110
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：提供一种海空重力测网交叉点的遍历搜索方法，包括：确定平行于纵横坐标轴的、两个分别包围测网主副测线的最小外接矩形；取出两个外接矩形的重合矩形作为测网交叉点搜索范围，利用中心点将该重合矩形均分为四个子矩形；判定每个子矩形内主副测线包含的测点数乘积是否大于预定值，若是，则将该子矩形继续分为四个子矩形进行递归处理，若否，则输出该子矩形内主副测线包络矩形重合区域的测点索引。

根据输出的测点索引，确定存在的交叉点和对应的测点信息。

还提供了一种海空重力测网交叉点搜索装置。

该方法可以在提高准确率的同时，提高搜索效率。

申请人：中国自然资源航空物探遥感中心
地址：100083 北京市海淀区学院路29号
国籍：CN
代理机构：北京云嘉湃富知识产权代理有限公司
代理人：程凌军
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海洋勘探中的地球物理测量与数据处理海洋勘探一直是地球科学中的重要领域之一。

通过对海洋地球物理的测量与数据处理，我们能够更加深入地了解地球内部的构造和海洋的特征。

本文将介绍海洋勘探中的地球物理测量方法和数据处理技术。

一、海洋地球物理测量方法1. 重力测量重力测量是海洋地球物理领域中常用的一种方法。

通过测量不同海域的重力变化，可以推断出地壳的不均匀分布以及地下构造的特征。

重力测量一般利用船载或飞机携带的重力仪器，通过测量物体所受到的重力大小来进行分析。

2. 磁力测量磁力测量是测量海洋地球物理信息的另一种重要手段。

地球本身具有磁场，而地下的岩石和矿物质会对磁场产生扰动。

通过测量海洋不同区域的磁场变化，可以推断出磁异常区的存在以及地下的岩层分布情况。

3. 地震测量地震测量是海洋勘探中最为广泛应用的一种方法。

它利用地震波在地球内部传播所产生的不同反射、折射和散射特性，来研究地下结构的情况。

地震测量一般需要使用声源和接收器，将地震波信号传播到地下并测量反射回来的信号。

二、海洋地球物理数据处理技术1. 数据采集与预处理海洋地球物理测量需要大量数据的采集和处理。

在测量过程中，需要确保数据的准确性和完整性。

因此，数据采集和预处理工作是不可或缺的环节。

这包括对测量仪器的校准和调试，数据清洗和去噪等预处理工作。

2. 数据解释和模拟海洋地球物理数据解释是将测量得到的数据与实际地下结构进行对比和分析的过程。

通过数学和物理模型的建立，可以将地球内部的结构特征呈现出来。

同时，数据模拟也是数据处理的重要一环，通过模拟不同地质结构对测量数据的影响，进一步验证数据分析的结果。

3. 数据可视化数据可视化是海洋地球物理数据处理的一种重要手段。

通过将数据转化为可视化的图像或动画，可以更加直观地理解地下结构和海洋特征。

常见的数据可视化方法包括等值线图、三维立体图以及动画演示等。

三、海洋勘探中的地球物理测量与数据处理的应用1. 资源勘探地球物理测量和数据处理在海洋资源勘探中有着广泛的应用。

海洋重力▏水下重力测量技术进展地球重力场是地球重要的基本物理特征之一，地球重力场测量对推动地球物理学、地球动力学、大地测量学、海洋测量学、空间科学等学科的发展具有重要作用。

海洋占据了地球表面的71%，是地球重力场测量的重要对象，海洋重力测量是地球重力场建模的主要数据来源。

目前广泛采用的海洋重力测量技术为船载重力测量技术，具有一定的局限性：根据谐波分析，海底重力信号强度按照e＝2πΔz/λ的衰减规律向海面传播，其中，Δz为观测距离，即重力场源与重力测量设备之间的距离，λ为重力信号各傅里叶分量的波长。

因此，在船载重力测量中，水层像一个巨大的低通滤波器，随着观测距离的增加，海底重力信号中的高频(短波)分量会迅速衰减并率先消失，故而水面并不是理想的观测位置。

如果将观测位置从水面移到水下，在近海底甚至是海底进行重力测量，就可以避免高频分量的衰减，还能够获得更高强度的重力信号，这就是水下重力测量。

根据重力仪的运动状态，又可分为水下静态重力测量和水下动态重力测量。

重力信号中的低频分量主要受地球深部质量影响，反映地壳深处地质特征；高频分量主要受地球浅部质量影响，反映地壳表层地质特征。

船测重力数据无法探测到海底重力信号中的高频信息且其测得的信号强度较弱，只能用于研究有关地壳深处地质特征的理论，无法满足洋底地壳表层研究需求。

在军事领域，潜艇的水下长航时潜航需要高精度的水下导航系统，其核心是高性能惯性导航系统，随着惯性器件精度的提高，由惯性器件误差引起的定位误差所占比重逐渐减小，重力异常将成为制约高性能惯导精度的主要因素。

为进一步提高惯导精度，需要进行重力异常补偿，重力异常补偿有两种途径：一是潜艇搭载重力仪进行实时重力测量，二是利用先验重力海图进行补偿，以上两种方法都需要发展水下重力测量技术。

地球重力场还可以用于水下重力匹配导航，如采用船测重力海图作匹配参考，需将船测重力数据向下延拓至潜航器工作深度，这一过程是发散的，会引入很大误差，甚至可能导致匹配失败，水下重力测量则可直接构建水下近海底重力场模型，重力辅助导航可直接使用测量深度附近的重力场数据作为参考或采用向上延拓算法延拓至工作深度，免除了向下延拓计算存在的发散问题，提高了重力匹配导航的精度。

测绘技术中的海洋测量方法与技巧海洋测量是一门关乎海洋资源和环境管理的重要学科。

随着人类对海洋资源的需求不断增长，海洋测量技术的发展也变得愈发重要。

本文将着重探讨测绘技术中的海洋测量方法与技巧。

首先，我们来谈谈海洋测量的方法。

海洋测量的方法主要分为两大类：遥感测量和现场测量。

遥感测量利用卫星等远距离的探测手段获取海洋信息，如海洋表面温度、海洋潮汐情况等。

而现场测量则是通过设备和仪器直接在海洋中进行观测和测量。

对于现场测量来说，水深测量是其中最为基础的一项内容。

测绘人员通过利用声波的传播速度和反射原理来测量水深，以建立起海底地形的三维模型。

此外，测绘人员还要考虑到海流、浪高等因素对测量结果的影响，并采取相应的措施来校正。

这需要测绘人员对海洋环境的理解和经验积累。

另一个重要的海洋测量方法是地面定位。

在海洋测绘中，地面定位是确定目标在地球表面的位置的关键。

传统的地面定位方法有三角测量和平差测量。

不过，随着GPS技术的发展，海洋测绘中的地面定位也实现了自动化和高精度化。

测绘人员只需要携带有GPS功能的设备，就可以实时获取自身位置的经纬度信息，并将其与其他测量数据进行匹配。

这大大提高了海洋测量的效率和准确度。

除了常规的测量方法外，近年来，一些新兴的测绘技术也逐渐应用于海洋测量领域。

比如，激光雷达技术可以通过扫描和测量反射回来的激光信号来获取地面和海洋表面的高程信息。

这种技术具有快速、高效的特点，可以大大提高海洋测量的效率。

除了上述方法外，地下水位测量、水质测量等技术也可在海洋测量中得到应用。

这些技术在环境保护和资源管理方面起到重要的作用。

例如，通过测量海洋水质的PH值、盐度和溶解氧含量等指标，可以了解海洋环境的健康状况，从而采取相应的保护措施。

此外，还有一些技巧也非常关键。

首先是仔细了解任务要求和测量范围。

在进行海洋测量前，测绘人员必须充分了解任务的目标和要求，确定测量范围和精度，以便制定出相应的测量方案。

海洋重力测量及其在重力场中的应用摘要海洋重力测量是在海上或海底进行连续或定点观测的—种重力测量方法。

近几年来,随着卫星技术的发展,精密的海洋重力仪不断出观,海洋重力得到迅速的发展。

简要介绍海洋重力测量的特点及其发展,阐述其技术设计与实施,分析其在全球重力场研究中的重要作用。

关键词海洋重力测量;重力场;应用海洋占地球面积的71%,要准确研究地球形状与地球内部构造,勘探海洋丰富的矿产资源,保障航天和远程武器发射等,就必须了解海洋重力场精细结构。

高精度的海洋重力测量正是解决这些问题的重要手段之一。

近年来,卫星技术取得了较大的进展。

未来海洋重力场的精细结构,可以利用卫星测高、卫星重力梯度测量和海洋重力测量相结合的方法来研究。

1 海洋重力测量1)重力测量的重要性。

自然界的一切现象几乎都与重力有着密切的联系,因此重力测量的应用范围很广。

例如,在地球物理勘探中,由于岩石和矿石的密度不同所引起的重力场的变化,可用来寻找矿藏和了解地质构造;在地球物理学中,可以利用重力测量的数据去测定地球的弹性、密度及地壳的构造;在大地测量学中,要用重力数据去归算观测成果和研究地球形状;在导弹与航天技术中,重力测量资料可为空间飞行器的轨道计算和惯性导航服务,提高导弹的命中率。

2)海洋重力测量与陆上测量的不同。

海洋重力测量与陆上测量不同,它是在海洋环境下进行的连续动态测量。

因此,在克服外界干扰,提高测量精度方面,有着自己特殊的考虑;在仪器设备和测量实施等方面也与陆上测量有着很大的差别。

海洋重力测量开展较晚的原因是在于它不同于陆地重力测量,海洋重力测量必须在运动状态下,即所谓的动基座上进行。

因此,它会受到外部条件的干扰。

这种干扰可以概括为以下六个方面:①径向加速度影响。

这是由于测量船的航迹为曲线所产生的径向加速度对重力观测的影响;②航行加速度影响。

这是因为测量船的航速不均匀产生加速度对重力观测的影响;③周期性水平加速度影响。

这是由于波浪起伏及机器震动等因素引起的船在水平方向上的周期性振动对重力观测的影响;④周期性垂直加速度影响。

海洋重力测量的特殊问题及解决途径林哲远（中国海洋大学青岛邮编：26610）摘要进入21世纪，海洋勘探工作得到国家和各部门的重视。

在海洋测量中，海洋重力测量日渐成为比较重要的手段之一。

海洋重力测量是在测量平台不断运动状态下进行的一种动态测量，这是海洋重力测量区别于陆地重力测量的最大特点。

海洋重力测量时瘦运动载体和海洋环境的影响比较显著，这些干扰因素造成的影响远大于观测重力，因此，需要对这些影响因素进行细致的分析，以了解这些干扰因素形成的机理并掌握消除这些影响的措施]1[。

关键词海洋重力测量；海洋重力仪；水平干扰；垂直干扰；c-c效应；爱特维斯改正文章主要分析了海洋重力测量中的水平干扰、垂直干扰、粗差分析及提高精度、厄特弗斯改正项等，从这几个方面提高海洋重力测量值的精度。

1.海洋重力测量误差产生原因（1）沿水平地面向东运动的物体，其重量一定要减轻]2[。

例如，船向东航行时，船速增大了作用在重力仪上的地球自转向心加速度，而向西航行时，船速减小这种向心加速度。

这种导致重力视变化的作用称为厄缶（爱特维斯）效应，又称为科里奥利加速度影响。

此误差与航向、航速和船只所处的地理纬度有关。

（2）因波浪或机器等因素引起测量船在水平方向上的周期性加速度对重力的影响，引起仪器的摆杆与水平方向的夹角发生变化，从而引起水平加速度的影响]3[。

（3）因波浪或机器等因素引起测量船在垂直方向上的周期性加速度对重力的影响。

理论上，在一段时间内进行测量，可以通过取观测的平均值消除垂直加速度，实际上，垂直加速度的振幅往往很大，远远超出重力仪的读数范围。

（4）现有海洋重力仪弹性系统的结构多是绕水平轴旋转的横摆系统，且有很强的阻尼。

如果这类重力仪放置在陀螺平台或长周期常平架上，在一定条件下弹性系统还产生一种所谓交叉耦合效应，或C.C.效应。

2.海洋重力测量误差的消除方法下面结合仪器结构讨论。

一．常平架海上重力测量一般在常平架（现多为陀螺平台）上进行。

海洋航道测量中常见的测量方法与技巧在海洋航道测量中，准确测量海洋航道的深度与形状对航行安全至关重要。

本文将介绍常见的海洋航道测量方法与技巧，以帮助读者更好地了解海洋航道测量的过程与实践。

一、多波束测深技术多波束测深技术是目前应用最广泛的测深方法之一。

它利用多个发射和接收波束，同时测量目标区域的水深和底质等数据。

这种技术具有测量范围广、测量速度快、精度高等优势，能够提供详细的海洋地形信息。

多波束测深技术的关键在于波束形成与分析。

首先，需要选择合适的发射和接收装置，并进行参数配置，以保证波束的覆盖范围和分辨率。

其次，通过对接收到的回波信号进行处理和分析，可以得到海底地形的数据，如水深、底质等。

在实际应用中，多波束测深技术需要考虑多种因素，如水深、海底地形、海流等。

为了提高测量的精度和可靠性，需要对接收到的回波信号进行滤波和校正，并进行误差估计与修正。

此外，多波束测深技术还可以结合其他测量方法，如激光测距、雷达测距等，以获取更全面的海洋地貌数据。

二、卫星测高技术卫星测高技术是一种利用卫星测量海洋航道高度的方法。

它基于卫星测量仪器对地球引力场的测量，可以实时获取海洋的高程信息。

卫星测高技术广泛应用于海洋测量、天文测量等领域，具有高精度、高分辨率和全球覆盖的特点。

在海洋航道测量中，卫星测高技术可以提供海洋表面高程和海浪变化等数据，为海洋航道的规划和管理提供重要的参考。

通过利用卫星测高技术，可以实时监测海洋的高潮变化、岩石的浸没深度等信息，以预测潜在的危险地区并采取相应的措施。

然而，卫星测高技术也存在一些局限性。

由于大气影响、海洋表面波动等因素的干扰，卫星测量的精度和可靠性可能受到一定的影响。

因此，在实际应用中，需要对卫星测高数据进行校正和处理，以提高测量结果的精度和可靠性。

三、声纳测深技术声纳测深技术是一种利用声波在海洋中传播的原理进行海底测量的方法。

它通过发射声波信号，并记录声波在水中传播的时间和波形变化，以确定海底的水深和地形。

重力法在海洋勘探中的应用资工11204 方世祥地球的表面的3/4被海洋覆盖，海底是世界上最大的资源宝库，大量的石油、天然气及各种矿产蕴含其中，海底资源探测对人类的生存和发展及其重要；另外，海洋空间的利用也越来越迫切，涉及到海底工程勘察，海底管线探测，浅海水深探测、浅海底电导率填图、咸水-淡水分界面探测，探测化学污染区，承压含水层盐渍或污染探测等领域，海洋地壳上覆盖着深浅不同的海水，所以地球物理方法是探测研究海底的必不可少的手段之一。

除了地震方法之外，海洋重力法是一种主要的海洋地球物理方法，它适用于地震方法不易分辨而重力勘探拥有优势的区域。

要准确研究地球形状与地球内部构造，勘探海洋丰富的矿产资源，保障航天和远程武器发射等，就必须了解海洋重力场精细结构，高精度的海洋重力测量正是解决这些问题的重要手段之一。

近年来，卫星技术取得了较大的进展。

未来海洋重力场的精细结构，可以利用卫星测高、卫星重力梯度测量和海洋测量相结合的方法来研究。

1、什么是重力勘探?重力勘探地球物理勘探方法之一。

重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常﹐以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状﹐从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。

它是以牛顿万有引力定律为基础的。

只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器（主要为重力仪和扭秤）找出重力异常。

然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。

2、运用领域在区域地质调查﹑矿产普查和勘探的各个阶段都可应用重力勘探﹐要根据具体的地质任务设计相应的野外工作方法。

3、应用条件应用重力勘探的条件是﹕被探测的地质体与围岩的密度存在一定的差别﹔被探测的地质体有足够大的体积和有利的埋藏条件﹔干扰水平低。

4、重力仪marine gravimeter 是船舰上或潜水艇内使用的重力仪。

重力法在海洋勘探中的应用重力法在海洋勘探中的应用资工11204 方世祥地球的表面的3/4被海洋覆盖，海底是世界上最大的资源宝库，大量的石油、天然气及各种矿产蕴含其中，海底资源探测对人类的生存和发展及其重要；另外，海洋空间的利用也越来越迫切，涉及到海底工程勘察，海底管线探测，浅海水深探测、浅海底电导率填图、咸水-淡水分界面探测，探测化学污染区，承压含水层盐渍或污染探测等领域，海洋地壳上覆盖着深浅不同的海水，所以地球物理方法是探测研究海底的必不可少的手段之一。

除了地震方法之外，海洋重力法是一种主要的海洋地球物理方法，它适用于地震方法不易分辨而重力勘探拥有优势的区域。

要准确研究地球形状与地球内部构造，勘探海洋丰富的矿产资源，保障航天和远程武器发射等，就必须了解海洋重力场精细结构，高精度的海洋重力测量正是解决这些问题的重要手段之一。

近年来，卫星技术取得了较大的进展。

未来海洋重力场的精细结构，可以利用卫星测高、卫星重力梯度测量和海洋测量相结合的方法来研究。

1、什么是重力勘探?重力勘探地球物理勘探方法之一。

重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常﹐以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状﹐从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。

它是以牛顿万有引力定律为基础的。

只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器（主要为重力仪和扭秤）找出重力异常。

然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。

2、运用领域在区域地质调查﹑矿产普查和勘探的各个阶段都可应用重力勘探﹐要根据具体的地质任务设计相应的野外工作方法。

3、应用条件应用重力勘探的条件是﹕被探测的地质体与围岩的密度存在一定的差别﹔被探测的地质体有足够大的体积和有利的埋藏条件﹔干扰水平低。

海洋测绘与海洋资源开发的测量方法与技巧近年来，随着人类对海洋资源的重视和需求的增长，海洋测绘与海洋资源开发的测量方法与技巧也日益受到关注。

本文将对海洋测绘与海洋资源开发涉及的测量方法与技巧进行探讨，以期了解其重要性和应用。

一、测绘技术的发展测绘技术在海洋测绘与海洋资源开发中起着重要作用。

随着技术的不断进步，测绘方法也得到了改进。

例如，最早的海洋测绘主要依靠传统的海洋地理勘测方法，如海上测距和海上定位。

而现在，激光航测技术、多波束测深技术以及卫星遥感技术等都已广泛运用于海洋测绘与资源开发中。

二、测量方法的优化为了更好地开发利用海洋资源，测量方法的优化非常重要。

首先，合理选择测量工具和设备。

例如，在测绘海底地形时，应选用能够实现高精度测量的多波束测深仪。

其次，合理规划航线和目标区域，尽量减小测量误差。

同时，校准仪器和及时处理数据也是确保测量精度的关键。

通过对测量方法的不断优化，能够提高测绘和开发的效率和准确性。

三、技术的整合与协调海洋测绘与海洋资源开发是一个复杂的系统工程，需要各种技术的整合与协调。

首先，要将地理信息系统（GIS）技术与测绘技术相结合，实现空间数据的实时采集和处理。

其次，要充分利用遥感技术对海洋环境和资源进行监测和研究。

此外，还需要与相关部门合作，共享数据资源，以实现全面、高效的海洋测绘和资源开发。

四、环境保护意识的重要性在海洋测绘与海洋资源开发中，环境保护意识的重要性不可忽视。

为了有效开发利用海洋资源，必须保护海洋生态环境。

在测量方法和技巧的选择上，应优先考虑对海洋环境的最小影响。

此外，及时监测和评估开发活动对海洋生态系统的影响，采取相应的保护措施，是保障可持续发展的关键。

五、未来的发展方向随着科技的不断推进，海洋测绘与海洋资源开发的测量方法与技巧也将不断发展。

未来，室内测量技术、无人机测绘技术等新技术的引入将进一步提高测绘和资源开发的效率和精度。

同时，数据共享和处理技术的进步也将为海洋测绘和资源开发提供更多可能。