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南黄海辐射沙洲海底地形复杂多变,精细的数字地形模型、不同地形单元的立体可视模型及其定量统计值是进行海洋科学研究、海洋功能区与海域开发利用的基础.利用在辐射沙洲北翼进行的单波束测深获取的水深资料,根据残差分析,选择研究区现有水深数据最佳插值法――克里金法,生成海底地形的数字高程模型。运用水深分层设色法立体可视地表征了辐射沙洲的四种地形单元:浅滩、沙脊、潮流槽和宽谷.根据地形倾角可以定量地分析脊、槽等地形单元的坡形变化,整个沙洲以水平一微倾斜地形(倾角<5°)为主,占总面积的60%,分布在宽谷、沙脊顶部和潮流
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第
40
卷第
3
期
2012
年
3
月
同济大学学报(自然科学版)
JOURNAL
OF
TONGJI
UNIVERSITY(NATURAL
SCIENCE)
Vo
l.
40
No.
3
Ma
r.
2012
文章编号:
0253-37 4X(2012) 03-0485-06
DOI:
10. 3969
/j.
issn. 0253-374x. 2012. 03. 026
南黄海辐射沙洲海底地形可视化与定量分析
王百
)1
顶范代读
2
,
3
顾君晖许建雄
1
O.
国家海洋局东海信息中心,上海
200137:
2.
同济大学海洋地质国家重点实验室,上海
200092:
3.
同济大学长江水环境教育部重点实验室,上海
200092)
摘要:南黄海辐射沙洲海底地形复杂多变,精细的数字地形
模型、不同地形单元的立体可视模型及其定量统计值是进行
海洋科学研究、海洋功能区与海域开发利用的基础.利用在
辐射沙洲北翼进行的单波束测深获取的水深资料,根据残差
分析,选择研究区现有水深数据最佳插值法
克里金法,
生成海底地形的数字高程模型.运用水深分层设色法立体可
视地表征了辐射沙洲的四种地形单元:浅滩、沙脊、潮流槽和
宽谷.根据地形倾角可以定量地分析脊、槽等地形单元的坡
形变化,整个沙洲以水平微倾斜地形(倾角
<50)
为主,占总
面积的
60%
,分布在宽谷、沙脊顶部和潮流槽中部等.地形剖
面曲率分层设色可以更细致地刻画脊、槽相间地形单元的微
地貌,并可定量分析不同地形单元的面积及所占比例.地形
平面曲率和切线曲率可以指示不同地形单元的海洋动力特
征,即:负值区水深较小、流场较强;正值区水深较大、流场
较弱.
关键词:辐射沙洲;海底地形;残差分析;可视化
中图分类号:
P 737
文献标识码
A
Visualization and Statistical Analysis on the
Submarine Topography
of
the Radial Tidal
Sandy Ridge System in the South Yellow Sea
WANGB
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1
,
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(1. Eastem
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Infonnation
Centre
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,
Shanghai
200137
,
China:
2.
St
且
te
Key
Laboratory
of
Marin
巳
Geology
,
Tongji
University,
Shanghai
200092
,
China:
3.
Key
Laboratory
of
Yangtz
巳
Riv
巳,
r
Wat
巳
r
Environment,
Tongji
University,
Shanghai
200092
,
China)
Abstract:
The
radial tidal sandy ridge system
(RTSRS)
in
the south Yellow Sea has
very
complex submarine topography.
It
is fundmental and vital for the scientific research, coastal
planning and exploitation to have subtle digital terrain model
,
3-dimention visual model and statistics of the different
topographic units.
The
bathymetric survey data
were
recently
收稿日期:
2011-01-05
基金项目:国家自然科学基金
(40876021
,
41076016)
collected in the
north
RTSRS with the single-beam echo
soundingβchnique.
Kriging
intβrpolation
method is
considered as the best choice to generate the digital terrain
model for
the
current
bathymetric data according
ωthe
residual analysis on the measured and interpolated value.
The
RTSRS can be visually subdivided into four topographic sub-
units
, including shoal, ridge, channel and broad valley
through using the water-depth color bar.
The
microtopography of ridges and channels can be visually
displayed by the profile curvature
, like the sub-scale channels
on the ridges and the sub-scale ridges in the channels
, and
quantitatively calculated in area and their percentage of the
totall. Quantitatvie analyses
on
the slope of the ridges and
channels shows RTSRS is dominated by the horizontal-to-
weakly-inclined topography with slope angle less than
50
,
which accounts for 60% of the total in area and is mainly
distributed on the broad valleys
, the top of the ridges and
at
the middle of the channels.
The
topographic plan curvature
and tangential curvature bear some information of marine
hydrodynamics
, in
that
the inner shallow region with strong
currents
tends to have negative value, and the
outer
deep
region with weak
currents
has positive value of the tow
parameters.
Key
words:
radial tidal sandy ridge system
(RTSRS);
submarine topography;residual analysis; visualization
海底地形是构造运动、海洋动力、泥沙输移、生
物活动以及近岸显著人类活动等多种因素综合作用
的反映,其变化过程相当复杂.海底地形地貌信息是
海洋科学研究的基础资料,对海洋渔业、海底资源开
发、海洋权益保障和军事活动等具有重要意义.目前
对海底地形的研究远远落后于陆地地形.
海洋测绘是以海图等形式提供一个可以"看得
第一作者:王百顺(1
962-)
,男,教授级高工,理学博士,主要研究方向为海洋地质与地球物理学、海岸地貌学.
E-mail: wangbaishun518@sina.com
通讯作者
z
范代读(1
972-)
,男,教授,博士生导师,理学博士,主要研究方向为海洋沉积学.
E-mail: ddfan@tongji.edu.cn
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