发布时间：
梁劲沙志彬陈弘
（广州海洋地质调查局，广州，510760）
本文研究得到国家重点基础研究发展项目（编号：G2000046705-01）资助。
第一作者简介：梁劲，男，1971年出生，物探工程师，1995年毕业于成都理工学院信息工程与地球物理系，大学本科，曾经从事大洋多金属结核和结壳的勘探工作，现主要从事天然气水合物调查研究工作。
摘要西太平洋由于大规模火山活动存在，深层熔岩上涌，为结壳的形成提供了丰富的物质来源。根据磁测资料，对区内MF海山磁异常特征，采用似二度体磁力剖面异常特征计算公式，用正演拟合方法来反演地下地质体产状、形态大小、基底起伏和磁性体物性参数，从而得出磁源体特征。研究海山性质及邻域洋底的地质构造特征，特别是断裂构造及其分布、岩浆活动规律以及岩石物性等有关的海山结壳的地质构造背景及其演化，为探讨地质构造对结壳的生长的控制作用提供依据，并为评价富钴结壳资源提供基础资料。
关键词西太平洋磁异常断裂构造正演拟合火山活动
1前言
富钴结壳是海底重要的固体矿产资源之一。20世纪80年代以来，先进工业国对大洋底、特别是对中太平洋海山和西太平洋麦哲伦海山区以及约翰斯顿岛专属经济区进行了大量的调查工作。“九五”期间，我国开始有计划地开展侦察性的调查。国土资源部“海洋四号”船DY95-7、DY95-9航次在麦哲伦海山区对MA、MC、MD、ME、MF五座海山完成了的磁力测量。磁测数据作了磁力电缆长度校正和船磁方向校正，并以国际地磁参考场（IGRF）进行正常场校正，资料真实可靠。
测区位于西太平洋的麦哲伦海山区，由五座海山组成，面积约60000km2，为国际公海区，是世界大洋中最大的海山群之一，西南距关岛约400nmile，东南距马绍尔共和国首都马朱罗约1000nmile。区内水深1200～5500m。该区水下海山链呈NW-SE向展布，多为平顶山，山顶水深1200～1500m，山坡较陡，坡上有丰富的富钴结壳。海山链是形成于侏罗－早白垩世洋底基底之上的火山构造隆起，区内磁条带的展布和地层分布特征表明，海山链的形成与北西走向的转换断层密切相关。海山均是构造因素控制下，沿断裂带火山喷发/喷溢作用的火山成因，海山在形成过程中受到北东向次级断裂控制，单座海山呈北东向展布。海山基座的主体岩石由中侏罗世洋中脊拉斑玄武岩、早白垩世板内碱性与拉斑玄武岩和洋岛枕状玄武岩组成，喷发年龄为100～200Ma。山顶主要沉积物为钙质软泥（有孔虫碎屑）、火山碎屑岩、碳酸盐壳（主要是鲕状灰岩）及粘土等组成（何高文等，2001）。根据有关资料（Nakan-ishi和Winterer,1998），测区西面的中生代磁异常条带近NE-SW走向，磁异常条带年龄往SE方向变老，从最新的M25（147Ma）到最老的M32（未确定年龄），经历了多次地磁极性倒转（图1）。
图1测区附近海域中生代磁异常条带分布图（据Nakanishi和Winterer,1998，有修改）
of Mesozoic magnetic lineation in round the study sea area
2磁异常特征
本区磁异常面貌比较简单，类型单一，且形态相似，各个海山大同小异。以MF海山为例，从平剖图（图2）看，测区磁异常呈有规律的条带状，且沿东西向平行排列、正负交替。异常变化梯度较缓，其形态较圆滑。有的磁异常振幅虽高达数百nT，但变化却不很剧烈，异常形态十分宽缓，剖面间可追踪对比。
图2MF海山磁力异常（△T）平剖图
MF seamount magnetic anomaly（△T）profile in plan
对比海底地形图（图3）和磁力（△T）异常平面等值线图（图4）可以看出，MF区内磁异常主要发育在内平顶山南北两侧的山坡上，以负值为主，在负值的背景下，局部负异常发育，仅中部即山顶上有两处异常值大于100nT的小正异常；平顶山南、北两侧边缘处形成两大伴生异常。
北伴生异常北正南负，负异常幅值比正异常幅值大，负异常中心较两翼平缓，异常中心极值超过－850nT。南、北两翼陡峭，北翼较南翼陡（平均梯度值达120nT/km），梯度方向向北，其北侧伴有一异常值大于400nT的正异常；南翼较缓（平均梯度值约90nT/km），梯度方向基本向南。
南伴生异常南正北负，负异常亦具有中心较缓，南、北两翼陡峭的特征，且异常幅值比正异常幅值大。异常中心极值超过－850nT；南北两翼梯度值相近，（平均梯度值约为90nT/km），梯度方向近南北向，其南侧伴有异常值大于300nT的正异常。
3磁异常解释断裂与岩浆活动
断裂是火山岩岩浆活动的通道，海山本身就是火山岩浆沿断裂发生喷溢活动的产物，而磁异常则是岩浆作用的地球物理表征，它是岩浆喷溢后所形成的岩石物性的客观反映。因此，通过地磁异常分析可获知岩浆活动的某些特征与规律，以及岩石的物性差异等（米纳德，1978）。
图3MF海山地形图
map of the topographical from of the MF seamount
根据磁异常的异常阶梯带、线性异常带、串珠状异常分布，以及异常被扭曲或断错等特征，可基本推断和确定断裂的分布状况（瓦奎尔，1984）。如图4所示，MF海山大的断裂有两条，属于次级断裂。F1断裂位于海山体北部的平顶山边缘，为EW向断裂；F2断裂位于海山体南部的平顶山边缘，为NE向断裂。断裂位置磁异常发生明显扭曲变化，两侧磁异常走向不同，异常面貌特征和异常振幅等存在一定的差异。
对比海底地形图（图3）和MF海山△T磁异常平剖图（图2）可以看出，MF海山为大型平顶山，山顶平台面积庞大，地形平坦开阔，有一大一小两个山顶平台，而海山的山坡地形陡峭。与之相应的磁异常变化单调，形态圆滑，少有局部发育，表明山顶平台为单火山口中央喷溢式形成。控制MF海山两大伴生负异常的磁源体，根据相似的地磁异常形态特征，相近的异常形态幅值，但其磁化方向几乎相反，可认为它们来源于相同的物源，并可能形成于不同时期的分别沿F1和F2断裂的火山喷溢活动。根据海山地形形态和磁异常特征分析，喷溢时熔岩向低洼处流溢。它们形成后经后期构造运动逐渐下沉、沉降过程中，其顶面逐渐被海水侵削而成为平顶山。
图4MF海山磁力（△T）异常等值线图
magnetic anomaly（△T）of the MF seamount
正演拟合
从实用的角度出发，正演拟合计算采用似二度体剖面磁力异常计算公式。地科院矿床所研制了一套进行磁力异常剖面解释研究工作的应用软件系统。其主要原理是用计算机模型来模拟地下地质条件，用模型引起的理论异常与实测异常相比较，通过逐步修改模型的形状和物性参数，使理论异常与实测异常相吻合来反演地下地质体的形状或物性参数的目的。可依据一定已知资料反演地下地质体的产状、形态大小、基底起伏和磁性体物性参数。该系统对二度体和似二度体剖面磁力异常的地质解释十分有效，对三度体磁力异常的地质解释亦有一定的参考价值。
伴生异常一般在中纬度地区地下磁性体在斜磁化的条件下产生，并且在北半球具有南正北负的特征，测区位于北纬17°～19°，属中、低纬度区，磁异常背景为负值，与正异常伴生的负异常幅值大，且磁异常分布特征与海山有一定的对应关系。该地区在正常磁化（地磁倾角约15°～20°）条件下，根据磁场公式，沿走向有限或无限延深的单个规则板状体所引起的异常形态，应表现为两正峰夹一负峰，负峰幅度比正峰幅度大，南正峰幅度比北正峰幅度大（罗孝宽等，1991）（图5）。下面根据此特征，通过实测剖面的模拟计算对磁异常进行解释。
图5沿走向有限延深厚板状体磁异常特征示意图
sketch showing of magnetic anomaly character thick-platy body along the trend and limited extend
图6是正南北向切割MF平顶山的一个剖面。该地区正常磁化的地磁倾角约15°，异常形态特征表现为两正异常夹一负异常，负峰幅度比正峰幅度大，南正峰幅度比北正峰幅度大。实测异常曲线中，可分为f1和f2两个异常段，f1段表现为两正异常夹一负异常，负峰幅度比正峰幅度大。北段正异常比南段正异常幅值大，但受测线范围限制，形态不完整，负异常对应平顶山北侧边缘；南伴生正异常与f1段有重叠。f2段形态与f1段相类似，但磁化方向相反，北正异常与f1段部分重叠，南正异常比北正异常幅值大，受测线范围限制形态不完整，负异常对应平顶山南侧边缘。
根据上述分析，可知该剖面异常曲线基本上表现为该地区正常磁化异常的形态特征，根据此特征模拟出磁源体的分布状况（图6），磁异常为两大磁源体所引起，其埋深约2km，为火山喷发的玄武岩。其中f1段磁源体有效磁倾角I为285°，有效磁化强度J为10A/m;f2段磁源体有效磁倾角I为16°，有效磁化强度J为12A/m，为正常磁化。根据磁条带年龄分析，MF海山形成于侏罗纪，海山南北两侧岩石磁性有差异，但差异不大，而有效磁倾角几乎相反，表明南北磁源体在磁场中磁化方向不一致，形成时间也不一样，即发生了一次地磁极性倒转。据此推测南北两大磁源体是不同时期、不同位置的火山沿F1和F2断裂喷发所形成。
4结论
研究海山基底及邻域洋底的地质构造特征，特别是断裂构造及其分布、岩浆活动规律以及岩石物性等有关的海山结壳的地质构造背景及其演化，为探讨地质构造对结壳生长的控制作用提供依据。
图6MF-09线磁力异常正演拟合剖面图
MF-09 magnetic anomaly interpreted section
通过对调查区磁异常特征进行讨论、计算、解释，可以得出如下结论：MF磁源体形成于侏罗纪，为火山喷发的玄武岩所构成，断裂是火山岩岩浆活动的通道，平顶山是火山岩浆沿断裂发生喷溢活动的产物，磁性基底埋深约2km。f2段岩石磁化方向与该地区现在的地磁倾角较一致，而f1段岩石磁化方向与该地区现在的地磁倾角几乎相反，显然是受地磁极性倒转的影响；磁化强度相互之间有较小的差异，可能是由于该地区火山活动频繁，为不同时期、不同位置、不同类型的火山多次喷发所致。由于大规模火山活动存在，深层熔岩上涌，为结壳的形成提供了丰富的物质来源。调查区拖网资料显示，不同海山样品中的Mn、Cu、Co、Ni含量有较大的差别（朱克超等，1999），这可能与海山体地磁异常所反映的地质构造特征的差异和构造环境的不同，以及与可能的地质发育史和年龄的差异有关。由此可见，地质构造对多金属结壳的生长是具有明显的控制作用的。
从地磁学方面来说，结合海山磁异常特征来研究海山深部构造及火山活动对富钴结壳成矿的影响，特别是结壳基岩层的地质构造及其背景和演化过程对富钴结壳的分布与生长的控制作用，为探讨基岩与结壳分布、厚度、品位之间关系提供依据，从而为进一步地研究磁异常特征与富钴结壳的分布关系，并以此结合地形地貌等地质资料查明结壳分布的边界及矿块尺度，为评价富钴结壳资源提供基础资料。
参考文献
何高文，赵祖斌，朱克超等.2001.西太平洋富钴结壳资源.北京：地质出版社，3～35
罗孝宽，郭绍雍主编.1991.应用地球物理教程——重力磁法.北京：地质出版社，230～248
朱克超，李扬，赵祖斌.1999.麦哲伦海山区MA、MC海山玄武岩基岩的岩石学特征.海洋地质与第四纪地质（4）.北京：科学出版社，11～19
.米纳德著，郝颐寿，谷磊昭译.1978.太平洋海洋地质.北京：科学出版社，211
Nakanishi and of （B6）:12453～12454
V.瓦奎尔著.于联生，杜曾荫，吴铭先译.1984.海底地磁学.北京：科学出版社，132
The Magnetism Anomaly and Its Geological Significance of Mf Seamount in West Pacific
Liang Jin Sha Zhibin Chen Hong
（Guangzhou Marine Geology Survey,Guangzhou,510760）
Abstract:There largely developed volcano erupting and effusing of the lava from the deep stratum in West Pacific,which provided plentiful sources for the crusts coming into being。Based on the magnetic anomaly of the MF in the study area,we adopted the magnetic anomaly formula in similar two-dimension and then inversively simulated the occurrence,dimension of the geological body,The configuration of its basement and its physical parameter the forward modeling characteristic of the magnetism sources was research on the geological structure of quality of the seamount and adjoining seafloor,especially on its geological background and the evolution such as the distribution of the stuctrual fault,the rule of the mag-ma activity and rock property etc,which is related to the formation of the crusts,provided groundwork not only for the understanding of geological structure effecting on the srusts formation,but also for the assessment of the Co-rich crusts scull resources.
Key Words:West Pacificmagnetic anomalyFault structureForward modelingVolcanic activity
毕鸣，王绍武等.1996.近百年气候变化模拟以及未来50年气候变化预测，85-9132项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
蔡绪贻，佘云平.1993.洛阳市浅层地下水硬度升高机理初探.中国地质灾害与防治学报，第4卷第4期
曹鸿兴，郑耀文，顾今.1988.灰色系统理论浅述.北京：气象出版社，120页
曹鸿兴.1994.气候动力模式与模拟.北京：气象出版社
曹银真.1991.大气CO2浓度的变化及其气候环境效应.地理科学，第1期
陈望和，倪明云等.1987.河北第四纪地质.北京：地质出版社，108页
程麟生.1994.中尺度大气数值模式和模拟.北京：气象出版社
地质矿产部水文地质工程地质研究所.1982.地下水资源评价理论与方法的研究.中国地质学会首届地下水资源评价学术会议论文选编.北京：地质出版社
丁开宁，郝爱兵，王孟科.1996.石家庄市地下水污染特征及机理.水文地质工程地质，第6期
丁一汇.第二次气候变化科学评估报告的主要科学成果和问题.地球科学进展，第2期
段永候等.1993.中国地质灾害.北京：中国建筑工业出版社
鄂竞平.1997.为彻底改变海河流域水环境而奋斗.海河水利，第2期
冯金量，李庆辰.1998.论华北河口衰亡.地理科学，第18卷第4期
符淙斌，严中伟.1996.全球变化与我国未来生存环境.国家攀登计划“我国未来（20～50年）生存环境变化趋势的预测研究”项目论文集.北京：气象出版社
高玉荣，许木启，朱江，赵忠宪.1995.府河浮游植物群落结构特征与水体质量研究.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
高玉荣，许木启.1995.白洋淀浮游植物群落结构特征与水体营养水平研究.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
巩无禄.1995.河北省水文特性.水文，第4期
郭秉荣等.1996.气候系统的非线性特征及预测理论.北京：气象出版社
胡喜荣.1995.水库与周围地区生态环境的关系.海河水利，第6期
黄洪峰.1997.土壤-植物-大气相互作用原理及模拟研究.北京：气象出版社
黄玉瑶.1995.白洋淀水域生态系统的退化与修复.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
金相烂，屠清英.1990.湖泊富营养化调查规范（第二版）.北京：中国环境科学出版社，239～302页
李浩.1993.全球变化与人类生态.海洋地质与第四纪地质，第2期
李鸿吉，张菊明.1981.电子计算机制图方法及应用.北京：地质出版社
刘俊等.1994.城市化对天津市雨洪情势变化的影响.海河水利，第5期
陆铮，王金荣等.1995.地下水超采引起的水环境变化.海河水利，第2期
陆中央.1996.河北省水资源总量计算；张卫东.水资源与可持续发展.北京：地质出版社
马强等编译. C++环境下的Windows编程技术与实例.北京：海洋出版社
毛文永，文剑平.1991.全球环境问题与对策.北京：科学出版社
任荣.1991.沧州市地下水开采与地面沉降关系的初探.地质灾害与防治，第21卷第1期
施雅风主编.1995.气候变化对西北华北水资源的影响.济南：山东科学技术出版社
石广玉等.1996.近百年全球平均气温变化的物理模式研究，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
史风波.1994.海滦河流域河川径流的开发利用.水资源研究，第15卷第1期
宋玉宽等.1996.二氧化碳稳态倍增下的气候变化数值模拟，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
孙建中，盛学斌，杨明华，冯建斌.1995.海河流域水资源地理环境.见：刘昌明主编.中国水问题.北京：气象出版社
孙讷正.1981.地下水流的数学模型和数值方法.北京：地质出版社
汤奇成.1990.黄河水资源利用对河口环境影响初探，水资源开发与环境.北京：科学出版社
天津市海岸带和海深资源综合调查领导小组办公室，天津市海岸带和海深资源综合调查组.1987.天津市海岸带和海深资源综合调查报告.北京：海洋出版社，39～43页
王东胜等.1998.氮迁移转化对地下水硬度升高的影响.现代地质，第12卷第3期
王绍武等.1996.近百年全球及中国气候变暖，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
王秀兰，陆中央.1998.河北省水环境特征.河北水利科技，第19卷第3期
王裕玮.1997.海河流域水环境的主要问题及对策.海河水利，第2期
魏忠义等.1985.华北平原地下水开采水文效应.地理研究，第2期
许木启，朱江，黄玉瑶，赵忠宪.1995.白洋淀水系浮游动物的群落结构与水质.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
薛禹群，谢春红.1980.水文地质学的数值法.北京：煤炭工业出版社
姚檀栋.1987.二氧化碳对气候的影响及气候趋势问题.地理科学，第2期
姚玉致.1994.河北平原过量开采地下水对环境的影响.河北地质情报，第4期
叶岱夫.1998.降水与森林相互作用机理的探讨.大自然探索，第1期
颐庭敏.1991.华北平原气候.北京：气象出版社
应用气象学报.997.第8卷增刊.全国气候模式学术研讨会专刊.北京：气象出版社
游性恬等.1992.数值天气预报基础.北京：气象出版社
于凤兰，钱金平，李恩庆.1994.海滦河水资源及其开发利用.北京：科学出版社
余志豪等.1996.地球物理流体动力学.北京：气象出版社
张金屯.1998.全球气候变化对自然土壤碳、氮循环的影响.地理科学，第5期
张卫东.1996.水资源与可持续发展研究.北京：地质出版社
张云峰等.1994.城市环境保护——太原市环境污染与防治植物.北京：中国科学技术出版社
中国科学院地质研究所编著.1977.数学地质引论.北京：地质出版社，159～195页
中国科学院动物研究所白洋淀工作站.1958.白洋淀生物资源及其综合利用初步调查报告.北京：科学出版社
中国科学院三峡工程生态与环境科研领导小组.1987.长江三峡工程对生态环境影响及其对策研究论文集.北京：科学出版社，106页
周雪猗.1995.计算水力学.北京：清华大学出版社
周玉.毛河流域降水、地表水、土壤水、地下水相互转化研究.水资源研究，第14卷第3期
85-913项目02课题论文编委会编.1996.气候变化规律及其数值模拟研究论文（三集），国家科委85-913 项目，02课题成果.北京：气象出版社
A.И.谢列日尼科夫等.1994.铵是地表水和地下水污染的标志.见：地质科技动态，1994年7月，刘吉成摘译
Fei views on water and sustainability research in China，“Proceedings of the International Symposium on Groundwater in Environmental Problems”，Chiba University，Japan，～106
James 著. Windows 程序员参考手册.北京：清华大学出版社
Mike McKelvy ＆ Ronald Martinsen著. Basic 5开发使用手册.杨继平等译.康博创作室审校.北京：机械工业出版社，西蒙与舒斯特国际出版公司
Paul D Raskin et al.. and sustainability，global patterns and long-range problems,“National Resources Forum”,, ～15，Elsevier Sciences in Great Britain《数学手册》编写组.1979.数学手册.北京：高等教育出版社
马胜中
（广州海洋地质调查局 广州 510760）
作者简介：马胜中，男，1968生，1990年毕业于中国地质大学（武汉），工程硕士，高级工程师，从事海洋环境地质、灾害地质和综合地质地球物理研究工作。E-mail：sz-m＠。
摘要 海洋石油钻井平台的安全就位和稳定施工，与井场区海底的工程地质条件密切相关。地球物理探测技术作为一门综合性较强的科学技术，在海洋工程地质和海洋灾害地质调查中有着不可替代的作用。实践证明，采用测深、侧扫声呐扫描、浅地层剖面、单道地震、高分辨率2D地震和海洋磁力测量等地球物理探测手段进行综合调查，对钻井平台场址周围海域的地形变化和潜在地质灾害因素，具有很好的揭示作用。
关键词 平台场址调查 海洋地球物理探测 海洋地质灾害
1 前言
随着我国经济的发展和战略储备的需要，我国原油勘探开发的重点由陆地逐渐转向海域。我国近海海底蕴藏着丰富的矿产资源，现已探明石油资源量达246×108 t，天然气×1012m3，占全国油气总资源量的23％。然而在油气开发中，屡屡遭到海洋地质灾害的破坏，不均一的持力层多次造成渤海、珠江口盆地钻井平台的倾斜和位移，使国家蒙受重大经济损失。
钻井平台场址灾害调查在石油钻井之前进行，既要探测诸如断层、浅层气地层情况以应对钻井或采油时发生的井架倒塌、井喷、着火和溢油等灾害，又要调查与钻井平台基础有关的土工问题，以避免事故和灾害发生。据资料，1955～1980年间，美国每年发生钻井船基础严重破坏的事故3～4起，经济损失和人员伤亡巨大。海洋结构物场地调查是确定影响固定式平台和海底管线等工程结构物的设计、布局、施工及安全操作的工程地质条件。1969年，卡米尔飓风袭击密西西比河三角洲，引起海底大面积土体滑移，造成3个平台破坏，损失1亿多美元［1］。可见，海洋石油钻井平台场址调查研究在油井钻探开发中有着重要的作用。我国海洋石油开发工作起步较晚，直到20世纪80年代初，我国才真正开始海洋工程地质勘察工作，近十年来，我们对石油钻井平台场址调查研究做了许多实验工作，随着调查技术的不断进步，研究正向深海挺进。
海洋平台的设计和建造需对平台场地进行包括海底地形地貌、海底表层、浅地层结构等内容的海洋工程地质勘察，从地貌、沉积物特征和地质测年等方面，利用实测的和平台设计用的海洋水文资料以及场地内土的物理力学参数，对海底稳定性进行分析计算，并在分析研究的基础上，进行场地的海底稳定性评价。
2 海洋常见灾害地质类型
海洋常见的灾害地质类型［2-5］如下：
活动断层、地震和火山等。它们不仅可能对海底构筑物造成直接破坏，而且地震可能诱发滑坡、浊流、沙土液化等其他灾害。
滑坡、崩塌、浊流和泥流等，它们的活动可能对钻井平台、海底管线构成直接破坏。
海底沙丘、海底沙波、潮流沙脊、冲刷槽、凹凸地和浅谷等，属于地貌类型的灾害，其分布和气象水文条件有关。
浅层气、泥底辟、软弱夹层、可液化砂层等。它们呈承压流体、塑性体状态存在于第四纪浅地层中。当海底构筑物基础触及这些地质体时，都有可能发生灾害。
埋藏古河道、埋藏古湖沼、埋藏起伏基岩面、埋藏珊瑚礁等。它们一般是浅地层中的透镜体，当钻井平台桩脚插入不同地质体时，由于持力不均会导致平台歪斜，甚至倾覆。
3 地球物理方法对平台场址调查的应用和研究
海底地形地貌探测
海底地形地貌探测包括单波束测深、多波束测深和旁侧声呐等，是通过探测声波在水下或岩土介质内的传播特征来研究岩土性质和完整性的一种物探方法，只是它们使用的声波频率和强度有差异，高频能提高分辨率，而低频则能提高声波的作用距离和穿透深度［6～9］，目前很多探测系统都采用双频或多频探头结构，提高仪器的探测能力。
单波束测深和多波束测深
单波束测深系统是利用其换能器从水面向海底发射一束声脉冲，声波传到水底界面被反射，再回到换能器被接收，通过时间函数的转换，形成一组时间离散的数字量系列，进行实时处理，而在记录纸上直接显示测线上连续起伏变化的海底剖面。反映了海底表面形态的凸凹性质、高差大小和延伸范围（发育规模）。
多波束测深系统是一种由多个传感器组成的复杂系统，在测量断面内可形成十几个至上百个测点点条幅式测深数据，几百个甚至上千个反向散射数据，能获得较宽的海底扫幅和较高的测点密度，它具有全覆盖、高精度、高密度和高效率的特点。测深资料反映了海底表面起伏变化、高差大小和延伸范围，利用计算机处理和绘图技术，可制成所测海区海底地形图。
侧扫声呐扫描
侧扫声呐技术运用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底形态，能直观地提供活动形态的声成像。旁侧声呐是一种高分辨率、多用途的水声设备，在海洋测绘、海底目标探测（如探测沉入水底的船、飞机、导弹、鱼雷及水雷等）、大陆架和海洋专属经济区划界、海洋地质、海洋工程、港口建设及航道疏浚等方面有广泛的应用。
侧扫声呐采用深拖型侧扫声呐系统，使用双频频率100/500 kHz，量程100/200 m，拖体距离海底10～30 m，可以获取海底表面的各种目标探测物，获取的声呐图像质量较高，可以分辨出海底表面的管道和电缆，海底物体的高度可以根据物体的阴影来确定。几种地球物理方法同步作业可以相互印证（图1）。
图1 侧扫声呐和单道地震剖面显示的灾害地质类型
中、浅地层探测
浅地层剖面测量
浅地层剖面测量系统是探测海底以下30 m内的浅层结构、海底沉积特征和海底表层矿产分布的重要方法之一。浅地层剖面系统的发射频率较低，一般在～23 kHz之间，产生声波的电脉冲能量较大，发射声波具有较强的穿透力，能够有效穿透海底数十米的地层［10～11］，地层分辨率在8 cm以上。它可以提供调查船正下方地层的垂直剖面信息，它可以准确地反映出地层界面及可能存在的浅层气、浅断层和古河道等海底地质灾害因素或其他物体（如管线）。浅地层剖面仪的穿透深度则因工作频率和海底沉积物类型的不同而异。
浅地层剖面测量系统采用德国INNOMAR公司SES-96参量浅层剖面系统，外接涌浪补偿系统，可输出水深数据。采用发射功率18 kw，主频100 kHz，差频4～12 kHz，在平台场址调查中一般使用差频8 kHz，探测到的地层分辨率较高，浅海可以探测管道，可以与磁力探测相互验证。
单道地震剖面测量
单道地震记录系统由单道数据采集处理系统、震源系统、信号接收电缆、EPC记录仪组成。主要用于了解海底以下200 m范围内的中、浅地层结构、沉积特征。
单道地震与油气地震勘探技术具有相同的工作原理。单道地震探测采用的震源能量小、频带宽（几十赫兹到几千赫兹）、主频高（几百赫兹到上千赫兹），一般选用电火花和气枪作为震源，能量从几十焦耳到几千焦耳，地层的穿透深度从几十米到数百米。
海上最常用的震源有空气枪和电火花二种，在平台场址调查中一般使用电火花震源，震源系统由震源控制箱、声源装置（电极、声脉冲发生器）组成。
如英国的CSP1500震源系统，主要包括CSP1500震源控制箱、SQUID500型电极、SQUID2000型电极或AA200型BOOMER组成电火花震源，该震源的激发能量级别为100～1500J，而且重复激发所需的时间较短。法国的SIG800J震源系统，采用120或200极鱼骨型电火花电极，能量输出270J、540 J和800J。在平台调查中一般选择250～800J的激发能量，激发间隔 s（图2）。荷兰的GEO-SPARK 10kJ震源系统，GEO-SPARK2×800型电极能量输出在100～10000 J之间，最大工作水深为4500 m，最大穿透深度为750 ms，可以满足深水井场调查的需要。
我们选用法国的SIG16 型和SIG16 型水听器，英国的AAE20单道信号接收电缆，荷兰的GEO-Sense信号接收电缆，检波器按～1 m的间隔并联组成，该接收电缆具有较高的灵敏度和较宽的频率响应，适用于高频反射信号的数据采集。
记录仪器与以上震源和水听器配套使用的是DELPHSEISMIC数据采集系统。该系统不仅可以主动控制震源每秒的激发次数，而且通过连接GPS导航系统，能够时时记录每一炮道的经纬度坐标，便于精确定位。该仪器的动态范围90db，16位模数转换，而且具有极高的采样频率，在与BOOMER震源配合使用时，其采样率高达6000～10000 Hz，极高的采样频率更有利于高频有效信号的接收。在海上单道地震数据采集过程中，可以通过控制测量船的速度来调整记录道间的距离，船速越慢，道间距越小，地震波组的连续性越好。在震源每秒激发二次的情况下，测量船体以节的速度航行，地震记录道间的距离小于1 m，可见，该方法更适用于高精度的浅层地震勘探。
在资料处理流程中，采用有效的方法技术对数据进行信噪分离，削弱多次及绕射等干扰波的影响，可进一步提高单道地震记录的信噪比和分辨率，图3（左）清楚显示了浅层气及其沿着断层上升，红色椭圆圈着的反射波为强振幅，反射同相轴反转，具明显的反相特征；图3（右）显示了各种形态的埋藏古河道。
图2 单道地震剖面
图3 单道地震剖面显示的浅层气和埋藏古河道
高分辨率2D多道地震剖面测量
高分辨率2D地震资料的采集一般使用48道或96道多道地震电缆，为了避免虚反射对高频成分的压制作用，震源和检波器电缆的沉放深度比较浅，一般震源的沉放深度3m，一般电缆的沉放深度4 m，地震震源一般是小容量GI气枪震源或套筒枪组合震源，以保证产生高频率的地震子波。这种方法采集到的地震资料频带可达20～350 Hz，比常规的地震采集资料的频带（20～50 Hz）要高得多，完全可以满足识别薄层及地层结构的需要，提高了精度。
海洋磁力测量
磁法是利用地下岩矿石或者岩土介质之间的磁性差异所引起的磁场变化（磁异常）来寻找有用矿产，查明地下构造和解决其他地质问题的一种探测方法。磁力是解决工程地质调查中探测含磁性物体的有效手段。在各种调查中，我们使用GS880铯光泵磁力仪和SeaSPY海洋磁力仪，针对不同的研究目的分别采用不同的调查方法，均能获得满意的效果。它的优势在于不仅能够探测暴露于海底的磁性异常体，同时对于覆盖于海底以下的磁性异常体也有效。
在调查中的应用，由于海底光缆路由海域存在着已经敷设过的海缆（包括海底通讯电缆、电力电缆和光缆等），经过岁月的变迁，这些海缆在海域中的坐标有了变化，有的是否还存在也不明确；另外，过去敷设海缆时的定位仪存在较大的误差，为了探明光缆路由线交汇的海底电缆的精确位置，必须对光缆路由进行探测。在平台场址调查中，使用加拿大MarineMagnetics公司生产的SeaSPY海洋磁力仪进行勘察，结合旁侧声呐和浅地层剖面共同进行探测。图4是浅地层剖面探测到的管道，当磁力仪探头穿过电缆时测得的磁异常曲线，旁侧声呐扫描到的电缆和平台，磁异常的幅值一般可达几十到上百nT。
图4 浅层剖面、磁力和侧扫声呐探测到的管道、电缆和采油平台
4 结论与讨论
平台场址地质调查的方法主要有两种：一种为地球物理方法，另一种为地质取样方法。目前地球物理方法应用得比较广泛的是单波束测深或多波束测深、侧扫声呐、浅层剖面探测、单道地震、高分辨率2D地震和磁力测量等，以上六种水下探测系统在高精度的定位系统的支持下配合使用，可使我们获得平台场址内三维的工程地质条件，特别是危害工程建设的各种灾害地质现象的形态、规模、位置及其发展趋势等性质。其优点是比较经济、快速，对各种地球物理勘探方法都有各自解决某一方面地质问题的能力，各有优势和局限性。因此，在调查时要视调查的目的与要求，采用多种方法进行综合调查，使各种方法优势互补，以便取得最佳的成果。根据20多年来的实践经验，采用以高分辨率地震为主的综合浅层物探技术，同时在井位和预计抛锚位置进行2～3 m长的地质重力取样和地质浅钻，物探和地质取样相互结合，是了解海洋地质灾害因素、灾害的类型以及海洋工程地质有关问题的行之有效的调查方法，它能够既经济又快捷地为业主提供资料。
参考文献
［1］顾小芸.海洋工程地质的回顾与展望［J］.工程地质学报，2000，8（1）：40～45.
［2］金庆焕，李唐根.南沙海域区域地质构造［J］.海洋地质与第四纪地质，2000，20（1）：1～8.
［3］刘光鼎，陈洁.中国前新生代残留盆地油气勘探难点分析及对策［J］.地球物理学进展，2005，20（2）：273 ～275.
［4］陈洁，温宁，李学杰，南海油气资源潜力及勘探现状［J］.地球物理学进展，2007，22（4）：1285～1294.
［5］刘锡清，刘守全，等.南海灾害地质发育规律初探［J］.中国地质灾害与防治学报，2002，13（1）：12～16.
［6］Spiess F research and ocean technology［J］.MTS Journal，1987，21（2）：5～17.
［7］Wille Peter Images of the Ocean in Research and Monitoring ［M］.Berlin：Springer，2005.
［8］Fish J P，Carr H Reflections（Advanced Applications of Side Scan Sonar）.Oreans：Lower CapePublishing，2001.
［9］金翔龙，海洋地球物理研究与海底探测声学技术的发展.地球物理学进展，2007，22（4）：1243～1249.
［10］Dybedal Defence ＆Aerospace Course TOPASPS 018 Parametric Sub-bottom Profiler System，2003.
［11］Dybedal J .Kongsberg Defence ＆Aerospace 018 Operator Manual，2002.
Marine Geophysical Survey Techniques and Their Applications to Well Site Survey
Ma Shengzhong
（Guangzhou Marine geological Survey，Guangzhou，510760）
Abstract：The safety of marine oil drilling platform is closely related to the submarine engineeringgeological conditions of the well technique has an irreplaceable role in marineengineering and hazard geological proves that，using geophysical instruments in-cluding echo sounder，sidescan sonar，sub-bottom profiler，single-channel seismic，high resolu-tion 2D seismic and marine magnetometer carry out a comprehensive survey can efficientlyreveal the topography and potential geo-hazards of the well site area.
Key words：Well site survey Marine geophysical survey Submarine geo-hazards
毕鸣，王绍武等.1996.近百年气候变化模拟以及未来50年气候变化预测，85-9132项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
蔡绪贻，佘云平.1993.洛阳市浅层地下水硬度升高机理初探.中国地质灾害与防治学报，第4卷第4期
曹鸿兴，郑耀文，顾今.1988.灰色系统理论浅述.北京：气象出版社，120页
曹鸿兴.1994.气候动力模式与模拟.北京：气象出版社
曹银真.1991.大气CO2浓度的变化及其气候环境效应.地理科学，第1期
陈望和，倪明云等.1987.河北第四纪地质.北京：地质出版社，108页
程麟生.1994.中尺度大气数值模式和模拟.北京：气象出版社
地质矿产部水文地质工程地质研究所.1982.地下水资源评价理论与方法的研究.中国地质学会首届地下水资源评价学术会议论文选编.北京：地质出版社
丁开宁，郝爱兵，王孟科.1996.石家庄市地下水污染特征及机理.水文地质工程地质，第6期
丁一汇.第二次气候变化科学评估报告的主要科学成果和问题.地球科学进展，第2期
段永候等.1993.中国地质灾害.北京：中国建筑工业出版社
鄂竞平.1997.为彻底改变海河流域水环境而奋斗.海河水利，第2期
冯金量，李庆辰.1998.论华北河口衰亡.地理科学，第18卷第4期
符淙斌，严中伟.1996.全球变化与我国未来生存环境.国家攀登计划“我国未来（20～50年）生存环境变化趋势的预测研究”项目论文集.北京：气象出版社
高玉荣，许木启，朱江，赵忠宪.1995.府河浮游植物群落结构特征与水体质量研究.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
高玉荣，许木启.1995.白洋淀浮游植物群落结构特征与水体营养水平研究.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
巩无禄.1995.河北省水文特性.水文，第4期
郭秉荣等.1996.气候系统的非线性特征及预测理论.北京：气象出版社
胡喜荣.1995.水库与周围地区生态环境的关系.海河水利，第6期
黄洪峰.1997.土壤-植物-大气相互作用原理及模拟研究.北京：气象出版社
黄玉瑶.1995.白洋淀水域生态系统的退化与修复.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
金相烂，屠清英.1990.湖泊富营养化调查规范（第二版）.北京：中国环境科学出版社，239～302页
李浩.1993.全球变化与人类生态.海洋地质与第四纪地质，第2期
李鸿吉，张菊明.1981.电子计算机制图方法及应用.北京：地质出版社
刘俊等.1994.城市化对天津市雨洪情势变化的影响.海河水利，第5期
陆铮，王金荣等.1995.地下水超采引起的水环境变化.海河水利，第2期
陆中央.1996.河北省水资源总量计算；张卫东.水资源与可持续发展.北京：地质出版社
马强等编译. C++环境下的Windows编程技术与实例.北京：海洋出版社
毛文永，文剑平.1991.全球环境问题与对策.北京：科学出版社
任荣.1991.沧州市地下水开采与地面沉降关系的初探.地质灾害与防治，第21卷第1期
施雅风主编.1995.气候变化对西北华北水资源的影响.济南：山东科学技术出版社
石广玉等.1996.近百年全球平均气温变化的物理模式研究，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
史风波.1994.海滦河流域河川径流的开发利用.水资源研究，第15卷第1期
宋玉宽等.1996.二氧化碳稳态倍增下的气候变化数值模拟，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
孙建中，盛学斌，杨明华，冯建斌.1995.海河流域水资源地理环境.见：刘昌明主编.中国水问题.北京：气象出版社
孙讷正.1981.地下水流的数学模型和数值方法.北京：地质出版社
汤奇成.1990.黄河水资源利用对河口环境影响初探，水资源开发与环境.北京：科学出版社
天津市海岸带和海深资源综合调查领导小组办公室，天津市海岸带和海深资源综合调查组.1987.天津市海岸带和海深资源综合调查报告.北京：海洋出版社，39～43页
王东胜等.1998.氮迁移转化对地下水硬度升高的影响.现代地质，第12卷第3期
王绍武等.1996.近百年全球及中国气候变暖，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
王秀兰，陆中央.1998.河北省水环境特征.河北水利科技，第19卷第3期
王裕玮.1997.海河流域水环境的主要问题及对策.海河水利，第2期
魏忠义等.1985.华北平原地下水开采水文效应.地理研究，第2期
许木启，朱江，黄玉瑶，赵忠宪.1995.白洋淀水系浮游动物的群落结构与水质.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
薛禹群，谢春红.1980.水文地质学的数值法.北京：煤炭工业出版社
姚檀栋.1987.二氧化碳对气候的影响及气候趋势问题.地理科学，第2期
姚玉致.1994.河北平原过量开采地下水对环境的影响.河北地质情报，第4期
叶岱夫.1998.降水与森林相互作用机理的探讨.大自然探索，第1期
颐庭敏.1991.华北平原气候.北京：气象出版社
应用气象学报.997.第8卷增刊.全国气候模式学术研讨会专刊.北京：气象出版社
游性恬等.1992.数值天气预报基础.北京：气象出版社
于凤兰，钱金平，李恩庆.1994.海滦河水资源及其开发利用.北京：科学出版社
余志豪等.1996.地球物理流体动力学.北京：气象出版社
张金屯.1998.全球气候变化对自然土壤碳、氮循环的影响.地理科学，第5期
张卫东.1996.水资源与可持续发展研究.北京：地质出版社
张云峰等.1994.城市环境保护——太原市环境污染与防治植物.北京：中国科学技术出版社
中国科学院地质研究所编著.1977.数学地质引论.北京：地质出版社，159～195页
中国科学院动物研究所白洋淀工作站.1958.白洋淀生物资源及其综合利用初步调查报告.北京：科学出版社
中国科学院三峡工程生态与环境科研领导小组.1987.长江三峡工程对生态环境影响及其对策研究论文集.北京：科学出版社，106页
周雪猗.1995.计算水力学.北京：清华大学出版社
周玉.毛河流域降水、地表水、土壤水、地下水相互转化研究.水资源研究，第14卷第3期
85-913项目02课题论文编委会编.1996.气候变化规律及其数值模拟研究论文（三集），国家科委85-913 项目，02课题成果.北京：气象出版社
A.И.谢列日尼科夫等.1994.铵是地表水和地下水污染的标志.见：地质科技动态，1994年7月，刘吉成摘译
Fei views on water and sustainability research in China，“Proceedings of the International Symposium on Groundwater in Environmental Problems”，Chiba University，Japan，～106
James 著. Windows 程序员参考手册.北京：清华大学出版社
Mike McKelvy ＆ Ronald Martinsen著. Basic 5开发使用手册.杨继平等译.康博创作室审校.北京：机械工业出版社，西蒙与舒斯特国际出版公司
Paul D Raskin et al.. and sustainability，global patterns and long-range problems,“National Resources Forum”,, ～15，Elsevier Sciences in Great Britain《数学手册》编写组.1979.数学手册.北京：高等教育出版社
梁广1，2邵长高1，2
（1.广州海洋地质调查局 广州 510760；2.国土资源部海底矿产资源重点实验室 广州 510760）
第一作者简介：梁广（1972—），男，工程师，主要从事网络管理和数据管理工作，E-mail:。
摘要 近年来资源勘探已经覆盖大部分陆地区域，越来越多的国家把目光投向海洋。海洋作为一个巨大的能源和资源宝库在国民经济、军事战略等的重要性也日益显现。各个国家竞相制定海洋科技开发规划、战略计划，优先发展海洋新技术［1］。如何有效的从海量海洋地质调查数据中获取有用信息是海洋新技术研究中的重要研究内容。论文针对海洋地质调查数据研究技术应用需求，引入了回归分析模型到海洋地质调查数据库中，详细介绍了回归分析的技术方法和在海洋地质调查数据库研究中的应用优势，为海洋科学研究提供了技术支持。
关键词 海洋地质 回归分析 数据库
1 前言
随着陆地资源的消耗和人类对能源越来越强烈的需求，海洋作为一个尚待大规模开发的能源和资源宝库引起各国越来越多的关注。我国作为世界上最大的发展中国家对能源的需求也在大幅增加，近年来我国石油进口数量急剧增长，据估计到2020年我国石油进口依存度将达到60%。党和国家领导人多次提出“资源、能源、特别是油气资源，已成为我国经济和社会发展的重要因素，解决后备能源问题是保证国家经济安全的大事”。随着我国国土资源大调查和海洋地质专项调查的开展，大量的海洋地质数据被收集和积累，并建立了多个满足各自业务需求的信息系统和数据源［2］。如何有效的从海量海洋地质调查数据中获取有用信息是海洋新技术研究中的重要研究内容。论文针对海洋地质调查数据研究技术应用手段的需求，引入了回归分析技术到海洋地质调查数据库中，详细介绍了回归分析的技术方法和在海洋地质调查数据库研究中的应用优势，为海洋科学研究提供了技术支持。
2 回归分析概述
概述
回归分析是确定两种或两种以上变数间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。回归分析按照涉及的自变量的多少，可分为一元回归分析和多元回归分析；按照自变量和因变量之间的关系类型，可分为线性回归分析和非线性回归分析。如果在回归分析中，只包括一个自变量和一个因变量，且二者的关系可用一条直线近似表示，这种回归分析称为一元线性回归分析。如果回归分析中包括两个或两个以上的自变量，且因变量和自变量之间是线性关系，则称为多元线性回归分析［3］。回归分析预测法可以从各数据之间的相互关系出发，通过对与预测对象有联系的现象变动趋势的分析，推算预测对象未来状态数量表现的一种预测方法，通过对与预测对象（y）有联系的多个因素X1，X2，……，Xk建立回归模型。求出的回归模型是否合理，是否符合变量之间的客观规律性，引入相关因素是否有效，变量之间是否存在线性相关关系，模型能否付诸应用，这要通过检验决定。本文给出了两方面的检验：一方面为实际意义检验。即利用理论所拟定的期望值与实际结果相比较是否相符。另一方面为统计检验：分别为拟合优度检验（R平方检验）、方程显著性检验（F检验）、变量显著性检验（t检验）［4］。论文主要介绍一元线性回归分析在海洋地质调查数据库中的应用。
一元线形回归分析模型
线性回归分析可以描述两个要素之间的回归关系。线性回归分析公式为：yi=a+bxi+εi.其中a和b为参数.εi是误差.我们定义Q（a，b）a为总误差。则：
南海地质研究（2014）
对公式两边的a和b求导得：
南海地质研究（2014）
南海地质研究（2014）
x表示x的平均值.y表示y的平均值.
关系系数R2求值方法为［5］：
南海地质研究（2014）
多元线形回归分析模型
研究对象y受多个因素x1，x2，x3，…xn的影响，假定各个影响因素与y的关系是线性的，则可建立多元线性回归模型：
y=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk+ε
式中：x1，x2，……，xk代表影响因子；ε 为随机误差；y 代表所研究的对象，即预测目标［3］。
统计检验
统计检验是运用数理统计的方法，对方程进行检验、对模型参数估计值的可靠性进行检验。这主要包括拟合优度检验、方程显著性检验、变量显著性检验，即常用的R2检验、F检验和t检验。
拟合优度检验（检验）：
拟合优度检验就是检验回归方程对样本观测值的拟合程度。又称为复相关系数检验法，它是通过对总变差（总离差）的分解得到。
南海地质研究（2014）
其中
南海地质研究（2014）
总变差平方和S总是各个观察值与样本均值之差的平方和，反映了全部数据之间的差异；残差平方和S残是总变差平方和中未被回归方程解释的部分，由解释变量x1，x2……，xk中未包含的一切因素对被解释变量y的影响而造成的；回归平方和S回是总变差平方和中由回归方程解释的部分。对于一个好的回归模型，它应该较好地拟合样本观测值，S总中S残越小越好。于是可以用：
南海地质研究（2014）
求得［4］。
方程显著性检验（F 检验）：
对于多元线性回归方程，方程显著性检验就是对总体的线性关系是否显著成立作出推断，即检验被解释变量y与所有解释变量X1，X2，……，Xk之间的线性关系是否显著，
南海地质研究（2014）
即F统计量服从以（k，n-k-1）为自由度的F分布。首先根据样本观测值及回归值计算出统计量F，于是在给定的显著性水平a下，若F＞Fa（k，n-k-1），则拒绝H0，判定被解释变量y与所有解释变量x1，x2，……，xk之间的回归效果显著，即确实存在线性关系；反之，则不显著［4］。
变量显著性检验（t检验）：
对于多元回归模型，方程的显著性并不意味每个解释变量对被解释变量y的影响都是重要的。如果某个解释变量并不重要，则应该从方程中把它剔除，重新建立更为简单的方程。所以必须对每个解释变量进行显著性检验。
在给定的显著性水平a下，若｜ti｜＞ta/2（n-k-1），则拒绝H0，说明解释变量xi对被解释变量y有显著影响，即xi是影响y的主要因素；反之，接受H0，说明解释变量xi对被解释变量y无显著影响，则应删除该因素［4］。
3 应用实例
论文利用线形回归分析模型对南海海域海洋沉积物温度进行了分析，其中散点图显示如图1所示，回归分析结果见表1。
图1 水深与沉积物温度散点图
Water depth temperature
表1 水深沉积物温度回归分析结果 The regression analysis result for Water depth temperature
读取回归结果如下：
截距：a=；斜率：b=；相关系数：R=；测定系数：R2=；F值：F=。
建立回归模型，并对结果进行检验
模型为： 。
F值的计算公式和结果为：
南海地质研究（2014）
其中P＜。回归结果证明，沉积物温度与海水深度有着密切的关系，但是通过散点图显示，并不是温度越深沉积物温度越低。而是受到其他例如海底热流，海洋环流等因素的影响。
4 结语
本文介绍了回归分析在海洋地质调查研究中的应用，同时提供了回归分析的技术原理及实现方法，并通过对南海沉积物与海水深度关系模型进行了应用分析，回归结果显示了两者具有密切但是存在不确定性的关系。实验结果得到有效的应用。
参考文献
［1］单宝强，毛永强.中的坐标系定义与转换［J］.黑龙江国土资源，11，38-39
［2］苏国辉，孙记红，等.2011.海洋地质数据集成中的关键问题和方案［J］.海洋地质前沿，11（27）：51
［3］百度百科.回归分析.
［4］沈聪.2009.基于EXCEL的回归分析在足迹分析上的应用［M］.辽宁警官高等专科学校本科毕业论文
［5］Cottrell Analysis：Basic ：//～cottrell/ecn215/
The Marine Geological Survey Based on Regression Analysis
Liang Guang1，2，Shao Changgao1，2
（ Marine Geological Survey，Guangzhou，510760； Laboratory of Marine Mineral Reasources，MLR，Guangzhou，510760）
Abstract：The new resources survey had covered most of the continental area at ，the ocean resources have attracted more and more attention now as it is a huge resource and energy reservoir that had a profound meaning to national economy and military energy competition made manly countries developed new technology project and put the new ocean technology as the primary study ，how to abstract useful information from marine geological survey data is one of the most important study paper focuses on the study of the deficit of marine database technology and introduces regression analysis model and the application advantage of purpose of this paper is to provide the technology support for marine word：Marine geology；Regression analysis model；Database
去无忧在线（wwwvooyoocom）就好了，那有很多
岩土工程的地质灾害防治措施论文
在平时的学习、工作中，大家对论文都再熟悉不过了吧，通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。你知道论文怎样才能写的好吗？下面是我为大家整理的岩土工程的地质灾害防治措施论文，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要：
经济发展使得各种资源开发及工程不断开展，不同地区地表都受到不同程度的破坏，导致地质灾害不断发生。因此，工程在实际建设中，需考虑到多方面因素要求，注重减少对的周围地质的破坏。地质灾害自身情况复杂，且容易出现突发情况，分布分散，威胁人们生命安全。岩土工程中，地质灾害对周围环境及人员影响最大，为避免地质灾害发生，以下对其防治方法措施详细分析，旨在为合理应对地质灾害奠定理论基础。
关键词 ：
岩土工程;地质灾害;防治方法;实践;
我国国土辽阔、地势复杂，地质灾害发生严重，且地质灾害自身种类较多，容易对周围人们财产及生命安全造成严重影响[1]。为解决这一问题，需采取先进的防御措施，对地质灾害进行提前防治，针对岩土工程的真实情况，有针对性的采取防治措施，降低地质灾害发生几率。
1、地质灾害及其造成的影响
地质灾害
我国地质灾害种类较多，但是经常发生的为泥石流、岩石滚落、地面塌陷等等，文章主要针对泥石流地质灾害、崩塌及滑坡等进行分析介绍。
地质灾害特点及影响
滑坡
滑坡主要是斜坡的岩土受到雨水冲刷，加之原本重力影响，导致岩石向下移动，形成灾害。若斜坡岩土没受到外界力的影响，则一般不会出现滑坡。发生滑坡危害的原因来说，如雨水冲刷、斜坡水土流失、斜坡植被过度开采等，都会导致滑坡发生。
崩塌
岩土工程施工本身是对岩土进行施工操作，施工的过程中可能会导致部分岩土产生裂缝，导致岩土分为较多部分[2]。分裂后的岩土其自身较为空虚，崩塌会往往滚落堆积到底部。发生崩塌的原因主要是对矿产过度开采，或土木工程不合理开发、水库发生渗漏等，导致原本岩土受到破坏。
泥石流
泥石流在我国属多发性地质灾害，对交通及附近经济发展造成严重影响，威胁附近居民生命安全。分析泥石流产生的原因，发现其主要是山区降水过多，导致泥沙和石块等固体伴随雨水形成含有大量泥沙的洪流。导致泥石流的原因较多，其中，对土体不合理开发，容易导致泥石流发生，岩土开发随意，导致岩土完整性及稳定性都受到较大影响，土体自身受到较大冲击，就会导致泥石流发生。最后山林滥砍滥伐，导致岩土失去固定依赖，更容易被雨水冲刷，容易引发泥石流。
2、岩土工程地质灾害防治技术分析
滑坡防治
滑坡对周围交通安全、居民生命安全、财产安全的影响较大。对滑坡进行治理，可以在容易滑坡的位置的上方，采取清方减载、填土反压等方式，做好外部支持，同时以抗滑挡墙技术，避免滑坡发生后，对下方公路造成严重的阻塞影响[3]。采用抗滑挡墙，其施工布置灵活，不同山体、土坡都可迅速建设，施工简单。在早期我国铁路建设中，为避免滑坡对铁路造成严重影响，还采用抗滑桩技术，发现其滑坡治理效果一般，后采取地表排水及减方减载相结合的措施，采用多技术结合互补，建立滑坡治理体系，在治理中对地面、地下、立体排水等综合治理，发现治理效果突出，有效控制滑坡地质灾难出现。
崩塌防治
崩塌本身灾难来临迅速，威胁较大。对崩塌防治，需对对应岩土仔细检查，看岩土是否不稳，若发现确实不稳定，应对岩土加固处理，避免岩土发生滑落，减少土体产生裂缝几率。相较于滑坡防治，对崩塌防治难度较低，治理简单。但是，就陡峻边坡崩塌治理而言，其裂缝和沿途结构组合及地质情况具有不确定性，无法以人为方式很好的预控制，受卸荷裂隙区扩张、扩展影响较大，裂缝分布较为集中的.区域，需对危险性岩土进行清理，之后采取锚杆加挂网喷护锚固方式实现对土体的加固保护，避免崩塌发生。
生物措施
通过生物对地质灾害进行防治，防治环保，有利于促进生态和谐。例如，可采用植树造林、退耕还林方式进行防治，保持水土。通过植物种植的方式，确保水土稳定，若岩土受到外界强烈冲击，岩土仍然受到植物根系天然保护，不会发生滑坡、坍塌等地质灾害。此外，采取生物措施对一些地质灾害进行防治，其社会价值及经济价值突出，在保护环境的同时，可改善地区生态平衡。
但是，当下生物措施仍然存在一些不足，其生物措施发挥作用时间较长，植物需经过较长时间的种植，才能发挥自身真正作用。因此，在部分经常发生泥石流、坍塌、滑坡等地区，要结合当地情况，选择最合理的措施对地质灾害进行控制。同时，一些地区可采用封山育林的方式，对地质灾害进行有效防治，同时建设良好生态环境，减少地质灾害发生几率。
泥石流防治
不同地质灾害中，泥石流造成的破坏范围最广、影响最大。在泥石流防治中，要重视周边的环境治理，还要全面治理当地岩土，管理部门结合生态工程，充分了解泥石流发生的现状，对区域化沟、坡全面检查治理，在经济迅速发展大环境下，对泥石流的治理按照上坡治理为主，对堆积区、沟谷区等依次治理。在实际遇到泥石流问题，不能按照理论死搬硬套，要具体问题具体分析，针对实际情况变化综合考量，发现某地区灾情严重，要预先建立防护林，对裸露的地表加固处理，稳固斜坡，提高岩土结构，避免侵蚀现象不断加剧。
要针对容易发生地质灾害区域的自然条件以多种措施配合，提高防治效果。在严重的地质灾害区域，可采取适当避让措施，减少地质灾害发生对人员造成不可挽回的影响。例如，在雨雪天气应适当避让山区公路，可能出现灾害的变形斜坡、工程隐患，在恶劣天气下远离那些区域，位于山脚位置的山村、城镇要制定好紧急转移措施，下雨天安排好居民转移。
3、结束语
综上所述，岩土工程地质灾害防治工作并不是一时可以完成的，要将眼光放长远，以新型材料、新型技术融入到地质灾害防治中去，完善地质灾害的防治措施。岩土工程施工中，需对现场环境仔细检查，了解施工中可能出现的地质灾害，了解不同地质灾害造成的安全风险，重视对不同的地质灾害的防护处理，有效避免灾害产生。
参考文献
[1]廖何森，崔茂才.岩土工程地质灾害防治技术及防治对策分析[J].世界有色金属，2017(5):223-224.
[2]王雷.岩土工程地质灾害防治技术的应用[J].四川水泥，2018(3):175-175.
[3]薛增荣.岩土工程地质灾害防治技术及防治措施[J].住宅与房地产，2017(5):213.
地理专业论文范文
地理是一门复杂学科体系的总称，并在各层次学校开设相关课程。下面是我搜集整理的地理专业论文范文，欢迎阅读借鉴。
论文题目：论岩土工程地质灾害防治技术及防治措施
摘要: 近年来,随着我国国民经济的快速发展,各种资源开发和工程建设活动等人类工程活动的力度也普遍增大,给我国本就十分脆弱的地质环境带来了巨大的压力,地质灾害的频度和规模有逐年增加的趋势。为此,本文作者就岩土工程与地质灾害的内涵、地质灾害的特征与危害以及地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施进行了全面的阐述。
关键词: 岩土工程;地质灾害;防治措施
1、岩土工程与地质灾害的内涵
自20世纪80年代末,90年代初,我国产生了一个新的学科——地质工程学。地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面, 但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。
2、我国地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的`规律:
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:
(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
人为地质灾害的危险性分析
人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。
人工诱发地质灾害的特点如下:
一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。
二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源———森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。
三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。
3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006);
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004);
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。
地质灾害防治工程防治措施
做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。
(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;
(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。
地质灾害防治措施
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。
根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
4、结语
岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献:
[1]地质工程勘察、检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册.中国知识出版社.2007-11
[2]胡茂焱.地质灾害与防治技术.中国地质大学出版社.2005-9
[3]GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].国家质检总局(SBTS),2002
[4]地质工程手册.中国知识出版社.2006
毕鸣，王绍武等.1996.近百年气候变化模拟以及未来50年气候变化预测，85-9132项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
蔡绪贻，佘云平.1993.洛阳市浅层地下水硬度升高机理初探.中国地质灾害与防治学报，第4卷第4期
曹鸿兴，郑耀文，顾今.1988.灰色系统理论浅述.北京：气象出版社，120页
曹鸿兴.1994.气候动力模式与模拟.北京：气象出版社
曹银真.1991.大气CO2浓度的变化及其气候环境效应.地理科学，第1期
陈望和，倪明云等.1987.河北第四纪地质.北京：地质出版社，108页
程麟生.1994.中尺度大气数值模式和模拟.北京：气象出版社
地质矿产部水文地质工程地质研究所.1982.地下水资源评价理论与方法的研究.中国地质学会首届地下水资源评价学术会议论文选编.北京：地质出版社
丁开宁，郝爱兵，王孟科.1996.石家庄市地下水污染特征及机理.水文地质工程地质，第6期
丁一汇.第二次气候变化科学评估报告的主要科学成果和问题.地球科学进展，第2期
段永候等.1993.中国地质灾害.北京：中国建筑工业出版社
鄂竞平.1997.为彻底改变海河流域水环境而奋斗.海河水利，第2期
冯金量，李庆辰.1998.论华北河口衰亡.地理科学，第18卷第4期
符淙斌，严中伟.1996.全球变化与我国未来生存环境.国家攀登计划“我国未来（20～50年）生存环境变化趋势的预测研究”项目论文集.北京：气象出版社
高玉荣，许木启，朱江，赵忠宪.1995.府河浮游植物群落结构特征与水体质量研究.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
高玉荣，许木启.1995.白洋淀浮游植物群落结构特征与水体营养水平研究.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
巩无禄.1995.河北省水文特性.水文，第4期
郭秉荣等.1996.气候系统的非线性特征及预测理论.北京：气象出版社
胡喜荣.1995.水库与周围地区生态环境的关系.海河水利，第6期
黄洪峰.1997.土壤-植物-大气相互作用原理及模拟研究.北京：气象出版社
黄玉瑶.1995.白洋淀水域生态系统的退化与修复.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
金相烂，屠清英.1990.湖泊富营养化调查规范（第二版）.北京：中国环境科学出版社，239～302页
李浩.1993.全球变化与人类生态.海洋地质与第四纪地质，第2期
李鸿吉，张菊明.1981.电子计算机制图方法及应用.北京：地质出版社
刘俊等.1994.城市化对天津市雨洪情势变化的影响.海河水利，第5期
陆铮，王金荣等.1995.地下水超采引起的水环境变化.海河水利，第2期
陆中央.1996.河北省水资源总量计算；张卫东.水资源与可持续发展.北京：地质出版社
马强等编译. C++环境下的Windows编程技术与实例.北京：海洋出版社
毛文永，文剑平.1991.全球环境问题与对策.北京：科学出版社
任荣.1991.沧州市地下水开采与地面沉降关系的初探.地质灾害与防治，第21卷第1期
施雅风主编.1995.气候变化对西北华北水资源的影响.济南：山东科学技术出版社
石广玉等.1996.近百年全球平均气温变化的物理模式研究，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
史风波.1994.海滦河流域河川径流的开发利用.水资源研究，第15卷第1期
宋玉宽等.1996.二氧化碳稳态倍增下的气候变化数值模拟，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
孙建中，盛学斌，杨明华，冯建斌.1995.海河流域水资源地理环境.见：刘昌明主编.中国水问题.北京：气象出版社
孙讷正.1981.地下水流的数学模型和数值方法.北京：地质出版社
汤奇成.1990.黄河水资源利用对河口环境影响初探，水资源开发与环境.北京：科学出版社
天津市海岸带和海深资源综合调查领导小组办公室，天津市海岸带和海深资源综合调查组.1987.天津市海岸带和海深资源综合调查报告.北京：海洋出版社，39～43页
王东胜等.1998.氮迁移转化对地下水硬度升高的影响.现代地质，第12卷第3期
王绍武等.1996.近百年全球及中国气候变暖，85-9132 项目论文编委会，气候变化规律及其数值模拟研究论文集.北京：气象出版社
王秀兰，陆中央.1998.河北省水环境特征.河北水利科技，第19卷第3期
王裕玮.1997.海河流域水环境的主要问题及对策.海河水利，第2期
魏忠义等.1985.华北平原地下水开采水文效应.地理研究，第2期
许木启，朱江，黄玉瑶，赵忠宪.1995.白洋淀水系浮游动物的群落结构与水质.见：白洋淀区域水污染控制研究（第一集），水陆交错带水环境特征与调控机理.章申，唐以剑等著.北京：科学出版社
薛禹群，谢春红.1980.水文地质学的数值法.北京：煤炭工业出版社
姚檀栋.1987.二氧化碳对气候的影响及气候趋势问题.地理科学，第2期
姚玉致.1994.河北平原过量开采地下水对环境的影响.河北地质情报，第4期
叶岱夫.1998.降水与森林相互作用机理的探讨.大自然探索，第1期
颐庭敏.1991.华北平原气候.北京：气象出版社
应用气象学报.997.第8卷增刊.全国气候模式学术研讨会专刊.北京：气象出版社
游性恬等.1992.数值天气预报基础.北京：气象出版社
于凤兰，钱金平，李恩庆.1994.海滦河水资源及其开发利用.北京：科学出版社
余志豪等.1996.地球物理流体动力学.北京：气象出版社
张金屯.1998.全球气候变化对自然土壤碳、氮循环的影响.地理科学，第5期
张卫东.1996.水资源与可持续发展研究.北京：地质出版社
张云峰等.1994.城市环境保护——太原市环境污染与防治植物.北京：中国科学技术出版社
中国科学院地质研究所编著.1977.数学地质引论.北京：地质出版社，159～195页
中国科学院动物研究所白洋淀工作站.1958.白洋淀生物资源及其综合利用初步调查报告.北京：科学出版社
中国科学院三峡工程生态与环境科研领导小组.1987.长江三峡工程对生态环境影响及其对策研究论文集.北京：科学出版社，106页
周雪猗.1995.计算水力学.北京：清华大学出版社
周玉.毛河流域降水、地表水、土壤水、地下水相互转化研究.水资源研究，第14卷第3期
85-913项目02课题论文编委会编.1996.气候变化规律及其数值模拟研究论文（三集），国家科委85-913 项目，02课题成果.北京：气象出版社
A.И.谢列日尼科夫等.1994.铵是地表水和地下水污染的标志.见：地质科技动态，1994年7月，刘吉成摘译
Fei views on water and sustainability research in China，“Proceedings of the International Symposium on Groundwater in Environmental Problems”，Chiba University，Japan，～106
James 著. Windows 程序员参考手册.北京：清华大学出版社
Mike McKelvy ＆ Ronald Martinsen著. Basic 5开发使用手册.杨继平等译.康博创作室审校.北京：机械工业出版社，西蒙与舒斯特国际出版公司
Paul D Raskin et al.. and sustainability，global patterns and long-range problems,“National Resources Forum”,, ～15，Elsevier Sciences in Great Britain《数学手册》编写组.1979.数学手册.北京：高等教育出版社
如图所示
[中图分类号] [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位，自1999年成立以来，在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩，对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求，地质钻探技术如何发展，如何更好地起到对地质工作的支撑作用，笔者对这些问题有些不成熟的想法，在此发表，希望能抛砖引玉，与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺，资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题，引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中，突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费，除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外，又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外，地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情，并进行积极的投资。近年来，随着地质工作的加强，地质钻探工作量成倍增长，一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大，使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比，目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机，基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口，我国自己研制的产品已经开始出现，但还未得到大面积推广应用，而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机，还未形成系列。钻探工艺方面，一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用，但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识，但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时，钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降，使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法，如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功，但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点，但由于没有得到地质人员的认可，至今未能得到推广。除此之外，目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等，基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高，地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想，表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在，使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为，考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段，应该分成近期、中长期和远期。划分原则是：至2010年为近期，至2020年为中长期，至2050年为远期。 远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中，都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义，目前尚无统一的说法。笔者的理解是：地质工作现代化的标志应该是，在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一，地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而，此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务，因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后，我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平，地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时，明确提出到2050年中国基本实现现代化，达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日，时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布：我们的目标是，到下世纪中叶，即中华人民共和国成立一百周年时，基本实现现代化。由此看来，我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是：自主创新能力显著增强，地质钻探技术水平显著提高，自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用，钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是：初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法，使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的，重点研究内容如下： (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法，包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题，包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术，包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外，钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一，拟开展以下一些工作： ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造，其直接结果是推动科学技术进步，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展，在短期内获得显著的技术经济效果，使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家，却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功，是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新，其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是：超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例，在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新，涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术，最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法，使机械钻速提高50%以上，回次长度由3m提高到8～9m，大大节省了施工时间和成本。 加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来，到在钻探施工中得到普遍应用，通常需要花很长的时间，做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏，都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间，影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果，该项工作应有计划、有组织地开展，因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作，而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来，在钻探技术研究与应用的所有环节中，科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节，加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2004，31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看： 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文
把周边国家都变成中国，中国世界，世界中国！
关于公布安徽省第五届中学地理优秀教学论文评选结果的通知各市教育局教研室（教科所）：各市中学地理教学专业委员会：根据省教科所《关于举办安徽省第五届中学地理教学论文评选活动的通知》(教科研函〔2007〕3号)文件要求，省专家评审委员会对各地推荐的地理教学论文进行了认真评审，共评出获奖论文一等奖 16篇，二等奖 36篇，三等奖71篇。现将评选结果予以公布(见附件)，请及时通知有关单位及论文作者。附件：安徽省第五届中学地理优秀教学论文获奖名单 二○○七年十月十九日安徽省教育厅教科所 2007年10月19日印发打印：吴儒敏 校对：吴儒敏 共印30份附件：安徽省第五届中学地理优秀教学论文获奖名单一等奖篇 目 单 位 作者《浅谈地理新课程背景下学生能力的培养》 淮北市教研室 王忠东《做理论与实践的桥梁》 芜湖市教育科学研究室 钱宏瑾《铜陵市高中地理新课程改革调研报告》 铜陵市教研室 章小明铜陵市第一中学 杨国兵《地理校本课程开发的理论与实践》 安庆市教研室 何陆祎《论地理研究性学习的评价》 阜阳市教研室 陈鹏飞《地方环境教育课程构建的案例分析》 蚌埠市教科所 吴岱峰《透过一次地理评优课谈新课程课堂教学》 滁州市教研室 郭仕荣《高中地理新课程教学应加强对学生的关注》 颖上县教研室 何长剑《关于高中地理选修课程校本化的几点探讨》 马鞍山市第六中学 林章和《使用新教材的几点体会》 淮南市第三中学 朱元坤《地理空间能力培养的教学策略》 合肥工业大学附中 洪成旗《浅谈新课程下我对地理教学的认识与实践》 黄山市枧忠中学 汪德利《探索课程标下的高中地理课堂教学设计》 贵池二中杨淑萍《浅谈地理课堂教学中的探究》 宿州市第二中学 苗红青《地理探究学习要重视学生的思维品质》 怀远一中 孙尚楼《谈地理教学中学上情商的培养》 六安皋城中学 余 蕊二等奖《梳理经历 整合资源 回归生活——地理教学中课程资源的开发》马鞍山市第二中学 周跃红《谈新课标下的“太阳高度”教学设计》 阜阳市第三中学 马 静《巧用身体语言，提高地理课堂教学艺术》 合肥市第五中学 沈龙海《谈新课程背景下地理学思想和方法的贯彻》 亳州第一中学彭长玉《新课堂教学下教学策略的初探》 芜湖市城南实验中学周慧本《谈新课程理念下如何实施地理课堂教学》 淮南实验中学廖惠荣《浅谈新课程背景下学生地理探究能力的培养》 亳州第五中学 王玉龙《地理主体性课堂教学的探究》 淮南市第二十中学 陈 中《用新课程理念引领学生快乐地学习地理知识》 固镇一中李方平《构建科学与人文和谐统一的地理教育》 巢湖市第八中 柳宗柱《如何调动学困生参与地理课堂教学活动》 蚌埠二十六中 宋长军 《新课程背景下的地理自主学习》 郎溪中学 胡燕平《浅谈高中地理新课程教学的一些误区》 来安中学 董桂山刘 俊《获取和解读地理信息的基本途径和培养策略》 和县二中 夏立军《高考地理复习的“虚”与“实” 》 合肥市第十七中学 黄永红《新课标理念下高中地理课堂教学探微》 歙县中学钟彩琴《浅谈“问题研究”的作用与教学》 五河一中 刘继英《班级授课制条件下地理分层教学策略初探》 枞阳县浮山中学陈相林《如何从地理图像中分析和提取有效信息》 黄山市黄山区一中崔仲文《加强地理基本概念教学的探讨》 亳州市谯城区大寺完全中学 汪明洁《浅谈Google Earth 在中学地理教学中的运用》 滁州市实验中学 曹 明《“任务分解、自主交流”地理课堂模式的构建与实验》阜阳第十中学 马兴海《改变课堂教学方式 适应高中地理新课程》 安徽省石台中学 姚 萍《新课标下浅谈地理与各学科的经纬结网》 东至县大渡口中学 江美丽《“读图法”在地理教学中的应用》 宿州市埇桥区梅庵中学刘玉才《多元智能评价与地理教学》 马鞍山市第一中学 程 刚《农村高中地理新课程课堂教学常见问题及对策》 六安市双河中学 刘全稳《新课程地理课堂主体教学模式的设计与落实》 铜陵市第九中学钱义国《以烈山区为例谈农村高中地理活动课的开展》 淮北七中 吴才华《开展地理实践活动 积极开发地理课程资源》 安徽广德中学 江春芳《选修7课标、教材研读及开课条件分析》 铜陵市第五中学 陈俊群《高中地理课题研究开设的一些设想》 宿松县程集中学 石雅斌《如何培养学生的自主学习、合作探究能力》 淮北市石台镇中学蔡金燕《新课程地理教学中的“敢问”与“会问”》 芜湖县第一中学 王邦忠《浅谈新理念指导下的中学地理教学》 宿州市第八中学张建国《浅谈在地理新课程教学中的“课堂提问”》 淮北市西园中学荣海侠三等奖《高中地理新教材案例教学初探》 来安中学 卢玉斌《地理课堂教学中常见的几种偏离现象 》 阜阳第三中学 吴 强《解读高中地理课程标准的开放性特点》 和县第一中学 陈晓明《浅谈地理新课程教学反思》 蚌埠包集中学赵东宇《新课程理念下的地理创新学习》 芜湖市田家炳实验中学章 波《浅析高中地理教学中创造性思维的培养》 合肥市五十一中 陈 丽《关于人教版高中地理新教材的几点看法》 阜阳一中 巫祖安《地理课堂互动型教学策略的构建》 马鞍山市第二中学 卢大亮《地理教学中的误区及思考》 宿州埇桥区汴河办事处北十里中学 武 波《新课标下课程资源开发初探》 青阳县木镇中学 方 静《在地理教学中进行环境道德教育的实践》 黄山市屯溪一中 潘胜庭《在地理教学中利用远程资源学生合作学习的探究》 歙县新安学凌文英《地理教学中应加强对学生安全意识的培养》 祁门一中胡义松《新课程地理课堂教学的思考》 歙县中学吕文英《地理教学中学生想像力的培养》 歙县二中汪明锋《如何看待地理教学中的多媒体技术和网络的作用》 凤台一中李 全《浅谈以学生为主体的地理研究性学习教学》 淮南望锋岗中学廖和喜《兴趣教学模式在高中自然地理教学中的应用初探》 淮南一中朱庆龙《合作学习模式在课堂教学中的运用》 淮南市第五中学孙 峰《合适参照物选择与“地球运动”教学难点的突破》 亳州三中 刘永志《新课程改革下对中学地理教学的几点思考》 利辛县第一中学谢 尧《高一地理新课改教学中的困惑和问题》 涡阳三中 王 娟《谈初中地理教学方式和学习方式的转变》 淮北市西园中学孙 凯《充分运用图像进行地理教学》 五河县安淮中学聂 鑫《中学地理教学的美育的层次》 蚌埠十二中马 燕《立足培养自主学习能力提高学生地理素养》 蚌埠第一中学李云静《让地理教学生活化》 蚌埠市第二十三中学王海燕《新理念下培养地理创新精神与实践能力的探索》铜陵市第十三中学戈广兵《教学中培养学生地理思维能力的体会》 铜陵县第二中学程纳新《在新课程目标下整合地理课程资源》 铜陵市第十六中学孙大信《高中地理个性化教学初探》 铜陵县第二中学程胜来《思维导图在高中地理教学中的运用》 太湖县徐桥高中 李永清《将实验教学引进地理课堂》 宿松县程集中学周文招《生活是地理教学中重要的课程资源》 安庆三中张 军《档案袋评价在高中地理教学实践中的应用》 安徽省太湖中学黄郑尧《如何开展问题研究和活动》 桐城中学段焕荣《高中地理新课程教学方法探讨》 桐城市天城中学汪 宏《中学地理多媒体教学初探》 滁州市滁州中学 季风勇《探究性学习在教学中的应用》 滁州市滁州中学 孙 成《作图法在地理教学中应用研究》 全椒中学 李 君《新课程实施的理解与体会——丰富地理课堂教学》滁州市第五中学 六振梅《浅谈新课标下地理教学手段的继承与创新》 肥东县梁园中学 周义兵《发挥地理学科优势 培养学生空间智能》 舒城县南港中学 沈龙明《多元评价促进学生地理学习探讨》 芜湖市第二十六中 吴安宁《地理新教材中“案例”教学探讨》 五河二中刘丛兰《在地理社会实践中实现教师与学生的共同发展》 怀远县龙亢中学 朱 英《地理课程资源的开发和利用》 芜湖市二十七中学俞 敏《浅谈地理课堂教学中实现学生有效参与的教学策略》 芜湖八中邱玉启《新课程理念下的地理课堂教学探索》 安师大附属外国语学校裘伟东《如何选编以社会热点为背景的地理案例》 蚌埠第四中学刘运良《中学生地理课堂兴趣培养》 六安市三十铺中学 李显静《中学地理信息化教学设计之我见》 马鞍山市第六中学 张 蕙《为地理教学注入新活力——初中地理活动初探》 马鞍山市星光学校 古 莉《现代信息技术与地理课程整合的认识与实践》 萧县中学常书云《让新课改沐浴和谐之风》 灵璧县师范学校苏 洪《光照图教学中几个问题的探讨》 安徽省砀山中学陈国华《初中地理课堂教学发展学生个性浅议》 宿州市埇桥区支河中心校李永春《关注学生发展优化地理教学》 安徽省青阳中学张 俊《谈地理新教材“活动”的使用》 石台县崇实中学汪利军《初中地理课堂教学的几点心得》 贵池区杏花村中学程丽萍《浅谈探究学习在地理新课标教学中的应用》 界首市光武中心学校 李 涛《借杜朗口“春风”促地理课鲜活》 阜阳四中 徐玉玲《论中学地理教学中的环境教育问题》 颖上县第四中学 田华利《巧妙点拨开启自主学习之门》 界首一中 王 键《评价共同体在学生地理学习评价中的应用》 淮南市第二十四中学 李 涛《构建师生互动合作共同成长的绿色课堂》南陵县何湾镇中心初中廖必根《信息技术与初中地理整合初探》 宁国市梅林初中 朱铁军《新课程地理课堂教学策略浅析》 六安市徐集中学 张碧松《夯实基础突出主干提高能力应对高考》 东至二中侯 俊《地理课堂教学中学生创新能力的培养》 界首市田营镇中心学校 闫 斌《“问题教学法”——把课堂还给学生》宁国市胡乐初级中学 张 文自己百度吧~
罗伟东 李 刚
（广州海洋地质调查局 广州 510760）
作者简介：罗伟东，男，广东人，硕士，高级工程师，主要从事海洋地形地貌调查和研究工作。
E-mail：loky＿luo＠，电话：，。
摘要 本文介绍了地形地貌研究主要工具软件的基本功能，针对主要工具软件的特点和实际应用情况，从地形数据的浏览、编辑、提取和转换，数据的网格化，等深线和彩色阴影底图等的编辑，调色板的制作与获取，地形图和三维立体图的制作等方面探讨地形地貌研究工具软件应用的方法，为地形地貌研究工作的开展创造有利条件，大大提高了工作效率和质量。
关键词 地形地貌 工具软件 应用方法
1 前言
海洋地形地貌调查和研究是大多数海洋调查研究的基本内容和重要组成部分。我国自20世纪90年代初引进多波束测深系统后开展了我国近海和邻近海域多波束海底地形地貌调查和综合研究，积累了丰富的资料和研究成果。提高地形地貌研究水平和工作效率是研究人员不断探索的方向。地形地貌研究工作常用的工具软件发挥了重要作用，能进行原始数据处理、数据网格化、数据提取转换浏览、制图等，还能进行地形坡度、距离和面积计算，地形剖面的提取制作，方便对海底地形分区、分析分布特征和识别地貌单元等。熟练掌握地形地貌研究工作常用的工具软件是研究人员必须具备的基本技能，合理选择和恰当应用工具软件是提高工作效率的有效途径。目前，地形地貌研究可用的工具软件有许多，如MapGIS、ArcGIS、Golden Software Surfer、CorelDRAW、Global Mapper、Fledermaus、GMT、MB-System和Caris Hips and Sips等。我国的地形地貌研究人员在以往的使用过程中，对相关软件积累了一些经验，但是面对种类繁多的工具软件，要恰当合理综合应用以提高工作效率和质量却不是一件容易的事。在实践工作中，常常会因为没有掌握软件的使用方法或没有发挥各软件的特点，而遇到一些困难，降低工作效率和质量。作者通过充分应用软件已有的功能，开发其潜在功能，结合工作实际，扬长避短，综合应用，使相应软件更好地服务地形地貌调查和研究工作，发挥更大的作用。
2 地形地貌研究主要工具软件概述
MapGIS、ArcGIS和Golden Software Surfer功能概述
这三款软件，特别是MapGIS和Surfer在国内得到广泛应用，相关文章对用法和功能的介绍很多。地形地貌研究主要的应用是利用MapGIS、ArcGIS制作规范的地形图和地貌图等；Surfer主要的应用是制作坡度图和地形图、地貌图和三维立体图等。
GMT功能概述
GMT（Generic Mapping Tools）是一个通用地学制图工具软件，发展至今已在大气、海洋、地震等研究领域得到较为广泛的应用。GMT是全命令行软件，需要用户录入命令及其指定的输入输出数据和各种配置参数（如经度、纬度、颜色配置等）来进行操作。GMT虽然操作相对繁琐，但执行效率很高，而且图形文件输出的主要格式为PostScript文件，这种格式可提供高质量、跨平台的图形打印，这也是GMT得以广泛应用的原因。
实际应用中，主要是制作二维三维地形图。利用GMT强大的颜色渲染和标准图框输出功能，制作颜色逼真的彩色阴影图、报告和论文插图，大数据量的网格化功能也是其强项。
Global Mapper功能概述
Global Mapper（简称GM）是美国Global Mapper公司开发的一个简单、实用的图形管理与应用软件。它可以在指定投影和地理坐标的基础上，编辑、转换光栅和矢量地形图，绘制二维、三维地形图以及点、线自编图形，具有良好的绘图、编辑、显示以及数据输出界面。其主要功能特点和实际应用包括以下四个方面：
1）浏览、合成、输入、输出、显示大部分流行的栅格图形和高程及矢量数据
实际应用中，主要用来直接打开浏览各类型如Surfer和GMT网格文件；输入输出（特定范围）网格、XYZ文件及点、线文件；合成相同或不同格式、大小的数据（网格、XYZ）文件。
2）具有数据、图形的转换、编辑、拼接、打印功能和投影转换
主要进行数据、图形的格式转换，如将GMT网格文件转换成Surfer网格文件，重新网格化数据，将XYZ文件转换成网格文件，网格、XYZ文件转换（输出）成图片等。在网格文件中选取制作特定位置的地形剖面。进行坡度、距离和面积计算。结合不同地理位置的地图，设置和改变、转换图片的投影方式。
3）具有简单的地理信息功能和动态GPS接收功能
为没有位置信息的图片添加坐标信息，在同一个项目中打开的文件都会在相同投影下的大地坐标系中显示。
4）在实际应用中，GM也存在不足之处：等深线功能简单，不能调整标注间距和字体样式及大小；地形图图框、比例尺不规范，文字大小和标注不可调节。
Fledermaus功能概述
加拿大IVS 3D公司生产的Fledermaus是全球海测数据3D具体化的领先商业软件之一，是一套功能强大的交互式三维数值数据虚拟实境的系统。它可以帮助使用者完成包括海洋（海岸、海底）资源调查与制图、环境影响评估、采矿、地质调查以及各种研究等工作。Fledermaus可直接支持广泛的工业数据格式输入。可直接导入、显示数字地形图，点、线、多边形数据集合、卫星影像并进行分析。浏览器iView4D可以随时浏览处理过或分析后的数据结果。
实际应用中，主要是利用其三维可视化功能和复杂区域编辑模块，用于导入网格文件，对三维数据进行三维可视化显示和操作，可任意角度观察地形地貌特征，可方便进行海底地形分区、分析分布特征和识别地貌单元。
3 工具软件的综合应用
常用工具软件在地形地貌研究中发挥了重要作用，工具软件种类繁多，各有优点缺点，科研人员要全部掌握其功能和操作方法有一定难度也没有必要，应该根据实际工作需要，重点掌握几个主要软件，扬长避短，合理应用，其他软件的应用能满足工作需要即可。针对所从事的工作，主要的应用情况从以下几个方面进行阐述。
图1 GM软件主界面窗口
地形数据的浏览、编辑、提取和转换
海底地形分区、分析分布特征和识别地貌单元等是地形地貌的工作之一，这些工作都要对地形数据进行浏览、观察、描述，以往一般是通过打印的地形图和三维地形图等图件来进行识别和描述。随着计算机软硬件技术的发展，目前，更科学的方法是利用工具软件完成上述工作，也可结合图件打印的方法。利用工具软件观察更直观简便高效，可直接导入、显示数字地形图，调节着色、等值线间距和垂直比例，进行地形坡度、距离和面积计算，特定位置剖面显示提取和制作，多角度、随意缩放、显示任意位置水深和点线多边线标注等。GM软件在这方面具有强大的功能（图1），结合Fledermaus，Golden SoftwareVoxler软件能方便地实现上述常用功能，大大提高工作效率，非常适合地形地貌研究和海洋调查使用。
GM软件可方便地打开XYZ和多种格式的网格文件（包括大数据量文件），还能把数据转换成自己的网格格式Global mapper grid显示，文件小，占用内存少，可随意进行操作，如放大缩小编辑等，显示效果好，这是GM软件的主要特点之一，相比其他软件具有明显优势。显示二、三维地形图，具有标注等深线、测线、标注符号和简单的3D view功能，能从各个角度浏览地形；能实时显示当前或指定位置的水深和经纬度；具备生成地形剖面功能，可选取任意位置进行地形剖面提取和制作；能进行地形坡度、距离和面积计算，地形坡度的计算和显示是在应用地形剖面功能时，在地形剖面窗口中的Options/showpath detais查看。地形剖面可输出为CSV或XYZ数据和图片格式，CSV或XYZ数据可用Grapher等专业软件制作成剖面图；图片格式可直接在CorelDRAW中导入编辑，为保证输出后的图片质量和字体大小合适，字体编辑时要注意调节字体的大小，输出的图片长度应在2000像素左右，输出后在word中的字体大小约为小5号。剖面图如图2所示。
微地形地貌的浏览和描述方面，需要用到相关三维可视化系统，GM软件具有简单的3D view功能，并不能满足实际应用的要求，目前最好的三维可视化系统是Fledermaus，Golden Software Voxler也有不错的表现，实际应用时应结合使用。
图2 典型地形剖面
数据的网格化
随着多波束海底地形地貌调查和综合研究的技术发展，对研究人员的要求也越来越高，数据网格化和数据转换方法已经成为研究人员必须掌握的技能之一。过去认为数据的网格化是由专业处理人员完成的想法已经不符合实际。研究人员在进行研究时不是简单地利用网格文件，实际可能应用的情况：简单的数据编辑；数据（网格文件）的格式转换；重新网格化，生成不同网格间距的网格文件；提取特定区域网格数据等。
在进行XYZ数据的网格化时，不同的网格化（插值）方法的绘图效果是不一样的。一般地，各软件都会提供多种网格化方法供用户选择，如Surfer提供多达12种方法、GMT有4种方法和ArcGIS提供5种方法。合理选择网格化方法和工具软件能有效提高图件制作质量，地形地貌的制图具体使用的网格化方法，需要根据客观环境特征和数据本身的特点，进行相应的数据分析，才能绘制出准确、有意义的图件。一般地，中大数据量的数据用加权反距离法（Inverse distance to a power）或者最小曲率法效果好、效率高，小数据量数据可使用克里格法（Kriging）。单一的工具软件不能满足实际要求，Surfer软件只适应于网格数据量较小的数据（几百兆的数据文件），Surfer的工作效率很低；大数据量的数据一般要选用GMT或MB-System软件进行网格化；进行数据浏览转换时可使用GM软件。
GMT网格化采用gmtmbgrid和Surface命令；MB-System软件采用mbgrid命令；Sur-face是张性样条网格化法，是一种经过改良的标准最小曲率算法，允许用户把张量引入表面。执行surface程序前要对数据进行预处理，消除混淆现象。地形数据采用block-median对网格间隔框内的值返回中值。Gmtmbgrid算法跟mbgrid命令一样是采用加权反距离插值法。具体根据实际需要选择。MB-System和GMT软件一般配合使用。使用的具体命令如下：
blockmedian文件名.xyz -R113/120/11/13 -I200e -V ＞ ship＿
Surface文件名.xyz -R113/120/11/13 -I200e -G文件名.grd
mbgrid -I文件名 -0文件名.grd -R113/120/11/13 -A2 -C2 -E 200/200 -N -V
GM软件网格化采用三角剖分法（triangulation/liner interpolation），这种方法对大数据量的数据处理效率低，数据边缘效果稍差，具体操作流程：打开XYZ文件，出现Ge-neric ASCII Text File Import Options窗口，在Import type选项中，选择Elevation Grid from3D Point Data，其他选项可以采用默认。确定后，出现Elevation Grid Creation Options窗口，在Grid Spacing中可自定义网格大小；确认后即可完成网格化过程，然后在File/Ex-port Elevation grid format，选择合适的格式输出数据。图3是不同软件网格化及制图效果图。左图是用GM软件采用三角剖分法网格化绘制而成，中图是GMT软件用改良的标准最小曲率算法（surface命令）进行网格化，右图是Surfer采用加权平均算法；从图中可清楚地看出，三个软件绘制的地形图一致性很好；GMT软件在网格化效果和调色效果方面都是最出色的，能较好的反映微地形且色彩逼真。
等深线和彩色阴影底图等的编辑
多波束数据经过后处理后，数据质量一般都能达到要求，特殊情况时也会有局部小范围数据质量较差的数据，在制作成图件时，在彩色阴影图和等深线上都会有直接的反映。一般地，都要对其进行编辑，去伪存真。彩色阴影底图的制作一般用GMT或Surfer，彩色阴影底图的编辑一般选用Photoshop或者CorelDRAW，等深线的生成可用MapGIS、Surfer和GMT软件，MapGIS具有等深线编辑功能，也可以在CorelDRAW中进行编辑，效果都很不错。在CorelDRAW中进行编辑时，等深线一般是在Surfer生成*.emf格式文件，在Corel-DRAW中打开进行编辑，删除等深线时应选用虚拟段删除工具，CorelDRAW是把显示的整条线段定义为由多条虚拟段组成，用虚拟段删除工具选中整条线段或线段的一部分后，程序将会自动删除选中的部分，操作很方便。添加线段时选中手绘工具，调节合适粗细，进行曲线和直线绘制。图片输出时同样要注意像素的调节，确保图像质量和字体合适。图4为等深线和彩色阴影底图编辑前后对比图，底图是用Surfer制作的，编辑方法如上述。右图为编辑后的情况，效果非常明显。
图3 不同软件网格化及制图效果图
图4 等深线和彩色阴影底图编辑前后对比图
调色板的制作与获取
制图的美观程度主要取决于调色板的着色效果，制作美观实用的图件是科研工作者的不懈追求。根据实际需要选择合适的工具软件及制作或引用合适的调色板是制图工作的重中之重。不同的工具软件的调色效果是有区别的。实践应用中，GMT软件的调色效果最好，Surfer、MapGIS和ArcGIS调色效果稍差，GM的调色效果次之。这也是GMT软件被广泛应用的主要原因之一。因此，在实际应用中，正式图件及成果报告插图等可应用GMT软件制图或制作彩色阴影图。GMT软件自身提供了许多独有且全球流行的调色板，自身也提供相应的命令如makecpt和grd2cpt根据相应的调色板模板对特定数据进行调色板制作，但并不能满足实际应用的需求。因此，制作或者获取第三方调色板是可行的办法。
调色板模板制作与管理的有效可行办法：首先，根据工作实际，确定工作中常用的几种地形数据类型如海陆结合数据、浅水数据和深水数据等，每种数据类型制作几个常用的调色方案，所有的调色方案都做成各软件特定的格式，可直接或稍为更改即可引用。由于GMT是全命令行软件，调色板的制作并不像Surfer等友好界面软件那么直观方便。一般地，在利用GMT自带调色板模板稍加修改或者直接在Surfer软件中制作调色板后，导出后再转换为GMT格式的调色板。
获取调色板的方法有两种：一种为通过专业网站获取相关调色板，专业网站提供多个领域的世界上主流的调色板和大量用户自主设计的调色板。另一种方法是手头只有地形图图片而没有相应数据调色板的情况，这时最好的方法是利用相关软件如Photoshop或其他具有取色功能的软件进行调色板制作，着色效果跟原有图片基本一致。
地形图和三维立体图的制作
发挥各地学绘图软件的优势，结合应用才能做出规范且最佳效果的图件。地形图和三维立体图正式图件的制作，单一工具软件不能满足要求。Surfer软件功能较全面但特点不明显且没有投影功能，等深线制作和编辑功能较弱；GMT的网格化和调色功能强大，等深线制作也不错，但没有编辑功能；由于制作正式图件时，可采用由GMT软件制作地形图和三维立体图的彩色阴影底图，再导入MapGIS或ArcGIS制成图件的方法，制作时要注意投影方式的匹配问题，GMT制作彩色阴影图时应选择合适的投影，导入前应该把PS文件转换成BMP或JPG图片，且要根据打印图件的大小选择合适的输出像素。图5为西太平洋地形图，是由GMT软件制作彩色阴影图导入MapGIS进行中文标注等。正式图件的等深线可直接由MapGIS生成并编辑或由GMT生成导入等。
4 结 语
地形地貌研究常用的工具软件种类多、功能很强大。本文针对常用工具软件的特点和实际应用情况，总结了这套工具软件应用方法的主要特点：把各软件的优势应用到实际工作，扬长避短，最大限度服务地形地貌研究工作，提高工作效率和质量；根据实际应用制定相应操作流程，综合应用，简化操作，提高效率；挖掘新工具软件，把GM软件应用于地形地貌研究工作，起到非常好的应用效果。这套方法为地形地貌研究工作的开展创造有利条件，大大提高了工作效率和质量。
图5 西太平洋三维立体图
参考文献
［1］陈欢欢等.Surfer 等值线绘制中的十二种插值方法.工程地球物理学报，2007，2.
［2］刘方兰等.Global Mapper系统在海洋调查中的应用.海洋技术，2011，01.
The application method study of the general-used software for studying the topographic and geomorphic features
Luo Weidong Li Gang
（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）
Abstract：The paper introduces the basic function of the general-used software for studying thetopographic and geomorphic on the characteristic features and the comprehen-sive application in practical experience，talking about the usages of the general-used software forstudying the topographic and geomorphic features on scanning，editing，collecting and conversionof the geographic data，data gridding，edit for the bathymetric contour and the color shader basemaps，palette make and abtain，topographic map and Creates the advantages for studying the top-ographic and geomorphic features，and also increases the efficiency and the quality of the study.
Key words：Topographic and geomorphic features Software Application method