基于多波束和浅剖的海底浅表层沉积物分类关键问题研究

何林帮

1. 上海深渊科学工程技术研究中心，上海 201306； 2. 上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306

基于多波束和浅剖的海底浅表层沉积物分类关键问题研究

何林帮

1. 上海深渊科学工程技术研究中心，上海 201306； 2. 上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306

开发和利用海洋油气资源是我国“海洋强国”战略的一个非常重要组成部分，而基于声学的沉积物结构探测则在该工作中扮演着不可或缺的基础保障作用。多波束和浅地层剖面仪(浅剖)均具备快速、大面积探测海底沉积物的能力，前者可探测海床表面沉积物，后者可探测浅表层数百米深度的沉积物。相对传统的钻孔取样方法，基于多波束和浅剖的声学沉积物探测方法提高了探测效率，显著降低了作业成本，但不可否认的是目前仍存在诸多问题。为此，本文在系统分析了现有海底沉积物声学探测研究现状的基础上，重点开展了基于多波束和浅剖回波强度数据的海底浅表层沉积物分类关键问题研究，完善了现有声学探测理论和方法，实现了海底浅表层沉积物的准确探测。本文的主要工作和贡献如下：

(1) 分析了现有声线跟踪方法的不足以及海底投射点位置计算误差对声强的影响，提出了顾及姿态角的三维声线跟踪方法，取得了5‰的平均跟踪精度，提高了波束海底投射点位置和声强的计算精度。

(2) 为削弱多次波对浅剖有效一次反射波的影响，提出了一种基于二者组合的多次波综合压制方法，将浅剖数据的峰值信噪比提高了15%，压制前后的浅剖图像保真度达到0.87，显著地提高了浅剖回波强度数据的质量。……