海洋调查和探测技术

海底探测技术调研报告课程名称海洋地质概论课程学期12-13第1学期课程教师广雪徐继尚马妍妍学生专业2010级信息与计算科学学生文波学生学号 12012年12月02日海底探测技术调研报告文波1摘要：人类用科学方法进行海洋科学考察已有100余年的历史，而大规模、系统地对世界海洋进行考察则仅有30年左右。

海底探测技术汇集了各科领域的最高技术成果，它包括了调查平台、海上定位、海底地形探测、地球物理探测、海底取样、海底观测、遥感技术等几大类。

一艘先进的海洋地质考察船实际上是一个综合海底探测系统。

本文主要总结现代海底探测技术以及其分类，国外海底探测技术的对比，并进行总结分析。

关键字：调查平台科学考察船海上定位海底地形探测地球物理探测海底取样海底观测遥感技术0引言探索海底对人类而言是如此神秘而又诱人，只有发展了海底探测技术，这种渴望才能变成现实。

人类对海底认识的每一次飞跃，都必然得到新技术和新方法的支持。

回声探测技术的应用导致对海底认识的第一次飞跃；用于反潜作战的磁力仪改装成的海洋磁力仪之后，发展了海洋磁测技术，终于识别出洋中脊两侧互为镜像的线性地磁异常带，为海地扩找到了证据，吹响了地质学革命的号角；集现代石油钻探之大成及海洋定位与船舶稳定性于一体的深海钻探技术，全面证实了板块学说，保证了地学革命的成功；采用深海钻探技术和长柱状岩芯新技术，揭示了海洋沉积物中包含的丰富古海洋环境信息，导致了新兴的交叉学科----古海洋学的形成，成为世纪之交地球科学中最有活力的领域，是“全球变化研究”的重要组成部分。

目前，海洋地质调查和技术手段主要有：利用人造卫星导航和全球定位系统（GPS），以及无线电导航系统来确定调查船或观测点在海上的位置；利用回声测深仪，多波束回声测深仪及旁测声纳测量水深和探测海底地形地貌；用拖网、抓斗、箱式采样器、自返式抓斗、柱状采样器和钻探等手段采取海底沉积物、岩石和锰结核等样品；用浅地层剖面仪测海底未固结浅地层的分布、厚度和结构特征。

海洋遥感在海洋资源勘探中的作用如何关键信息项：1、海洋遥感技术的定义和分类定义：＿___________________________分类：＿___________________________2、海洋资源勘探的目标和范围目标：＿___________________________范围：＿___________________________3、海洋遥感在海洋资源勘探中的具体应用应用领域 1：＿___________________________应用领域 2：＿___________________________应用领域 3：＿___________________________4、海洋遥感技术的优势优势 1：＿___________________________优势 2：＿___________________________优势 3：＿___________________________5、海洋遥感技术的局限性局限性 1：＿___________________________局限性 2：＿___________________________局限性 3：＿___________________________6、应对海洋遥感技术局限性的措施措施 1：＿___________________________措施 2：＿___________________________措施 3：＿___________________________7、海洋遥感技术在未来海洋资源勘探中的发展趋势趋势 1：＿___________________________趋势 2：＿___________________________趋势 3：＿___________________________11 海洋遥感技术的定义和分类海洋遥感技术是指利用传感器对海洋表面和海洋内部的物理、化学、生物等参数进行非接触式测量和监测的技术手段。

海洋测绘技术在海底地质调查与深海资源开发中的应用案例引言：海洋作为地球表面最广袤的领域之一，蕴藏着丰富的自然资源。

然而，由于其复杂的环境和难以触及的地理位置，在过去，人们对海洋深海地质状况和资源分布了解甚少。

随着海洋测绘技术的迅猛发展，科学家们逐渐探索海洋的秘密，利用先进的仪器与设备进行海底地质调查和深海资源开发。

本文将介绍海洋测绘技术在这两个领域中的应用案例。

一、海底地质调查海底地质调查是海洋测绘技术的重要应用之一，它是了解海底地质结构和地形特征的关键手段。

通过使用声纳和低频声波探测设备，科学家们可以快速获得海底地形、海洋地质、海洋生物等数据。

下面以“米德-大西洋脊”的研究为例，介绍海底地质调查在科学探索方面的应用价值。

米德-大西洋脊是地球上最长的地质构造之一，其覆盖了大西洋的中央部分，是地球壳板块运动的重要证据。

科学家通过开展海洋测绘技术，对米德-大西洋脊进行了全面调查，成功地揭示了海底地质构造特征。

在此过程中，科学家利用多波束声纳和磁力计等设备进行全海域覆盖的测绘，获取了高精度的海底地形数据和海底磁场数据。

通过对这些数据的分析，科学家们发现，米德-大西洋脊的中央部分存在着一条巨大的裂缝，这是地质构造板块在地壳板块运动中裂解形成的结果。

这项发现对地质构造学研究有着重要意义，为科学家们进一步理解地球板块运动提供了宝贵的线索。

二、深海资源开发深海资源开发是海洋测绘技术的另一个重要应用领域。

在传统的海洋资源开发中，人们主要关注沿海地区的资源，而对深海地区了解甚少。

然而，在技术的推动下，如今的深海作为未来的战略资源，开始受到越来越多的关注。

深海油气、矿产等资源被认为是未来能源和经济发展的潜在来源。

深海油气开发是目前深海资源开发的主要方向之一。

海洋测绘技术在深海油气勘探中发挥着重要作用。

例如，通过声纳探测设备，科学家可以获取海底地形结构和地质构造特征，进而确定潜在的深海油气资源分布区。

利用声纳设备和测深仪，科学家们可以获得海底地质的高清晰度数据，揭示潜在油气的储藏形式。

中国探索海洋的成就中国作为一个拥有丰富海洋资源的国家，自古以来就有着探索海洋的悠久历史。

随着科技的进步和国家力量的增强，中国在海洋探索方面取得了许多令人瞩目的成就。

中国的海洋探索可以追溯到古代。

早在宋代，中国就开始进行远洋航行，探索南海、东海等海域。

郑和下西洋是中国古代航海史上的壮举，他率领七次航海远征，到达了东南亚、南亚、中东和非洲东岸等地。

这些航海事迹不仅展示了中国古代航海技术的高超水平，也为后来的海洋探索奠定了基础。

近现代以来，中国在海洋探索领域取得了更多的成就。

20世纪50年代，中国开始进行海洋科学研究，建立了中国科学院海洋研究所等科研机构。

这些机构致力于海洋地质、海洋生物、海洋物理等领域的研究，为中国的海洋探索提供了重要的科学支撑。

在海底探测方面，中国也取得了重大突破。

中国自主研发了深海探测器“蛟龙号”，成功进行了多次深海探测。

2012年，蛟龙号下潜到了世界最深处的马里亚纳海沟，创造了中国人在深海探测方面的新纪录。

蛟龙号的成功研发和应用，标志着中国在深海探测技术上取得了重大突破。

中国还积极参与国际海洋合作，推动海洋科学研究和保护。

中国是国际海洋研究组织（IOC）的重要成员国，积极参与国际海洋观测计划、国际海洋调查计划等国际合作项目。

中国还与其他国家共同开展了大量的海洋科学研究，共同保护和管理海洋资源。

中国的海洋探索成就不仅体现在科学研究和技术突破上，还体现在海洋资源的开发和利用上。

中国的海洋经济发展迅速，海洋产业成为国家经济的重要支柱。

中国积极开展海洋石油、海洋能源、海洋渔业等领域的开发，为国家经济增长和人民生活改善做出了重要贡献。

然而，中国的海洋探索仍面临着一些挑战和问题。

海洋环境污染、资源过度开发、海洋灾害等问题需要进一步关注和解决。

中国政府已经制定了一系列的海洋保护和管理政策，加强海洋环境监测和治理，推动可持续海洋发展。

中国在海洋探索方面取得了许多令人瞩目的成就。

中国的海洋科学研究和技术突破为海洋资源的开发和利用提供了重要支撑，也为保护和管理海洋资源提供了科学依据。

如何进行海洋资源的测量与评估海洋资源是地球上最宝贵的财富之一，对于国家的经济发展和社会进步至关重要。

然而，由于海洋面积广阔、环境复杂，海洋资源的测量与评估一直是一个相对困难的领域。

本文将就如何进行海洋资源的测量与评估展开探讨。

一、海洋资源的测量方法海洋资源包括但不限于鱼类、海洋能源、矿产资源等。

针对不同的海洋资源，需要采用不同的测量方法。

1. 鱼类资源的测量鱼类资源是海洋中最重要的一种资源，也是渔业发展的基础。

常用的测量方法包括渔船调查、科学捕捞和卫星遥感。

渔船调查通过船舶出海进行的实地观察和捕捞作业，了解鱼类种群数量和分布情况。

科学捕捞则是利用科学技术手段进行捕捞，通过捕捞数据进行资源评估。

卫星遥感则可以通过监测海洋表面温度、色素等参数来判断鱼群的分布情况。

2. 海洋能源的测量海洋能源主要包括潮汐能、波浪能和海洋温差能等。

这些能源的测量常用的方法有测流测量、水声测量和岸线测量。

测流测量通过测量水流速度和流量来评估潮汐能和波浪能的资源潜力。

水声测量则通过测量水中传播的声波来了解水体温度、盐度等参数，从而评估海洋温差能的资源潜力。

岸线测量可以通过测量海岸线的起伏和波浪的能量来评估海岸能源的潜力。

3. 矿产资源的测量矿产资源是海洋中另一个重要的资源，主要包括海洋油气和深海矿产等。

矿产资源的测量常用的方法有石油地质勘探、地球物理勘探和水下探测器等。

石油地质勘探通过地质学和化学等方法来评估油气资源的潜力。

地球物理勘探则通过测量地球物理参数如地震波、电磁辐射等来了解矿产资源的分布情况。

水下探测器则是通过无人潜水器等设备，对海底进行实地勘测，了解深海矿产的分布和储量。

二、海洋资源的评估方法海洋资源的测量只是第一步，还需要进行资源的评估，进一步了解资源的状况和潜力。

1. 自然资源评估自然资源评估主要是通过数据分析和模型预测等方法来进行。

通过对测量数据的统计分析和挖掘，可以了解资源的分布规律和数量变化趋势。

同时，利用数学和地理信息系统等技术，可以建立资源评估的数学模型，预测资源的潜力和发展趋势，为决策提供科学依据。

浅析侧扫声呐技术在海洋测绘中的应用摘要：侧扫声呐是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，目前广泛应用于海洋地形调查以及探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标等。

侧扫声呐具有高分辨率、高效率、低成本等优点，可以提供连续的二维海底图像，对于揭示海底地形地貌的细节和特征有重要作用。

本文旨在介绍侧扫声呐的检测原理、国内外现状、在海洋测绘中的应用以及发展趋势，为后续进行海洋侧扫声呐探测技术的研究打下基础。

关键词：侧扫声呐技术，海洋测绘，海底地形地貌探测1侧扫声呐检测原理侧扫声呐技术利用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底信息，它能直观地提供海底地形地貌的声成像。

其工作原理主要包括以下几个过程：（1）声波的发射：侧扫声呐由拖鱼和船载仪器组成，拖鱼内装有发射换能器和接收换能器阵列，通过电缆与船载仪器相连。

发射换能器向左右两侧发射扇型波束，覆盖一定范围的水体和海底。

（2）声波的接收：接收换能器阵列按一定时间间隔接收水体和海底反射回来的声波信号，并将其转换为电信号传输到船载仪器。

（3）声波的处理：船载仪器对接收到的电信号进行放大、滤波、增益补偿、信噪比提高等处理，以提高信号的质量和可识别性。

（4）声波的显示：船载仪器将处理后的信号按照一定的灰度或颜色编码显示在屏幕上，形成侧扫声呐图像。

声呐图像上的每一行代表一次发射和接收的结果，每一列代表一定距离范围内的回波强度，从而反映海底地形地貌的变化。

2侧扫声呐在海洋测绘中的应用侧扫声呐由于成像分辨率高、对目标区域海底实现全覆盖扫侧，据此对海底地形地貌等进行定性分析，被广泛应用于目标探测，沉船及失事飞机等海底残骸的搜索，海底表层沉积物属性的确定以及海底地震、火山、地层的监测、水下实体结构查勘等。

下面具体介绍一下侧扫声呐在海洋测绘中的应用。

2.1海底地形地貌测量侧扫声呐可以提供连续的二维海底图像，对于揭示海底地形地貌的细节和特征有重要作用。

通过对声呐图像的解译和分析，可以识别出海底的不同类型和形态，如沙纹、基岩、岩石、锚沟等。

国内外海底探测技术调研报告摘要：21世纪是海洋开发和利用的时代。

各国均加大了对海洋的关注和投资，深海探测技术得到迅速发展。

空中的定位系统，海上的调查平台，各类探测仪器和设备领域取得一系列重大进展和新发现。

本文将主要从大众关注的定位系统、海洋调查船、测深技术、钻探技术、深潜技术阐述，并对比国内外的发展状况。

关键词：深海探测技术；定位系统；海洋调查船；钻探技术；测深技术；深潜技术1.海上定位系统准确的导航定位对于建立海底地形、沉积物正确的空间关系和准确的动图是必不可少的。

现今全球四大核心卫星导航系统分别是美国的GPS系统、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的格洛纳斯系统以及中国的北斗导航系统。

美国的全球定位系统（Global Positioning System）简称GPS，是由美国陆海空三军于二十世纪七十年代联合研制的定位系统。

它由24颗卫星组成（图1），军民两用。

民用精度约为10米，军用精度为1米。

不论任何时间，任何地点，至少有 4 颗以上的卫星出现在我们的上空。

4颗卫星可以确定三维坐标，三颗卫星可以确定平面坐标。

俄罗斯的“格洛纳斯”系统，目前有24颗卫星正常工作，军民两用，组网时间比GPS 更早，由于苏联解体建设进度大大减慢。

如今精度在10米左右，“格洛纳斯”系统完成全部卫星的部署后，其卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度将达到1.5米以内。

欧洲的“伽利略”系统，中国于2003年参与投资研制。

有30颗卫星组成，定位误差不超过1米，主要为民用。

预计将会于2014年开始运作，但由于欧盟内部分歧与资金问题，完工时间尚不能确定。

中国的“北斗”系统，是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。

由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成（图2）。

“北斗一号”精确度在10米之内，而“北斗二号”可以精确到“厘米”之内。

2011年12月27日起，开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。

技术交流▏海洋侧扫声呐探测技术的发展及应用一、发展概述侧扫声呐利用水底后向散射回波来探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标，是海洋探测的重要工具之一,应用极其广泛。

对于海洋水下救捞、海洋地质地貌测量、海洋大陆架专属经济区划分、海洋工程、海洋开发以及港口航道疏浚、河港、大坝维护探查乃至渔业研究等都是非常有效的探测工具。

侧扫声呐还可用于探查海底的沉船、水雷、导弹和潜艇活动等,因而更有其重要的军事意义。

1960年英国海洋科学研究所研制出第一台侧扫声呐并用于海底地质调查，60年代中期侧扫声呐技术得到改进，提高了分辨率和图像质量等探测性能，开始使用拖曳体装载换能器阵，拖曳体距海底的高度约数十米。

70年代研制出适应不同用途的侧扫声呐，轻便型系统总重量仅14公斤。

近年来，计算机处理技术的快速发展和应用有效地推进了侧扫声呐探测技术的发展，出现了一系列以数字化处理技术为基础设计的数字化侧扫声呐设备，进而使侧扫声呐技术步入了全新发展阶段，符合特定探测深度和精度的侧扫系统不断研发面世。

传统的单频模式逐渐被具备高、低两个频段的双频模式取代，以适应不同的应用环境，特别是对地质调查以及掩埋目标的探测。

信号形式也逐渐从简单的单频脉冲演变为chirp信号，以获得更好的分辨力。

此外，诸如多波束侧扫、多脉冲技术也不断地被应用于侧扫声呐系统中，以实现高速拖曳全覆盖的同时获得高分辨率的地貌图像信息。

美国Klein公司近年研发的Klein5000 V2系列以及EdgeTech公司研发的4200系列深海多波束侧扫声呐系统，代表了目前国外商业侧扫声呐发展的前沿。

其他诸如DeepVision、Konsberg、ATLAS以及Teledyne 等公司也都有自己的成熟商业侧扫声呐系列产品。

图1 Klein5000 V2（左）、Edgetech 4200MP侧扫声呐及其成图结果（右）二、工作原理以双侧、单频带侧扫声呐系统为例，其工作原理示意图如图2所示。

深度海洋综合探测系统实时监测结果报告概述：深度海洋综合探测系统是为了深入了解海洋环境、调查海洋资源和研究海洋生态而设计的一套科学仪器和技术体系。

本报告旨在提供深度海洋综合探测系统的实时监测结果，以全面了解当前海洋环境的状况。

一、海洋水质监测结果：深度海洋综合探测系统通过传感器和采样装置实时监测海洋水质，提供全面的信息。

根据最近的监测数据，本次报告主要总结了以下几个方面的结果：1. 温度和盐度：监测数据显示，在深度海洋区域，水温分布较稳定，平均为20摄氏度。

而盐度方面，由于淡水和盐水的混合影响，盐度呈现一定的变化。

在近岸海域，盐度普遍偏低，约为34‰，而进入远海后盐度逐渐上升，约为36‰。

2. 海洋酸化：近年来，全球海洋酸化问题备受关注。

深度海洋综合探测系统的监测结果显示，海洋酸化程度呈现逐渐加剧的趋势。

最新数据显示，pH值下降至8.1，表明海洋碱性有所降低。

这对海洋生态系统和生物多样性可能产生深远影响，需要进一步关注和研究。

3. 溶解氧：溶解氧是海洋生物的重要需求，也是海洋环境的重要指标之一。

根据实时监测结果，深度海洋综合探测系统显示了溶解氧含量的变化。

在深海区域，由于生物活动较少，溶解氧含量相对较高，平均约为5毫克/升。

然而在沿海地区和富营养区，溶解氧含量普遍较低，约为2.5毫克/升，这可能会对海洋生态系统产生一定的影响。

二、海洋生态监测结果：深度海洋综合探测系统还可以实时监测海洋生态系统的状况和生物多样性。

根据最新监测结果，本次报告总结了以下几个方面的内容：1. 海洋生物多样性：通过水下摄像装置和声学探测技术，深度海洋综合探测系统可以记录并分析海洋生物的种类和数量。

根据最新监测数据，深度海洋区域的生物多样性较高，物种数量众多，其中包括鱼类、无脊椎动物、浮游生物等。

这些数据有助于研究海洋生态系统的保护和管理。

2. 海洋污染监测：深度海洋综合探测系统还能够监测海洋污染物的分布和浓度。

根据最新监测数据，截至目前，深度海洋区域仍然存在一定程度的污染。