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1、海底声学底质分类技术的研究现状与前景第22卷第3期2004年9月东海海洋Vol.22No.3Sept.2004文章编号:1001-909X(2004)03-0028-06陶春辉12金翔龙12许枫3顾春华2何拥华2(1.浙江大学理学院地球科学系浙江杭州310028;2.国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海底科学重点实验室浙江杭州310012;3.中国科学院声学研究所北京100080)摘要:对海底声学底质分类技术的研究现状进行了分析O介绍了目前典型的底质分类设备~软件以及可采取的分类方法探讨了我国开展海底声学底质分类技术研究~开发的可行性与具体实现的思路O关
2、键词:海底声学;海底底质分类;研究现状中图分类号:P733.2文献标识码:A0引言海底底质声学特性一直是海洋地质~水下工程地质~海底矿产资源~海洋渔业和水下通讯等领域重要的研究内容通过海底声反射和声散射等手段可以进行海底底质的声学特征研究O在海洋地质领域的研究过程中由于声学方法为研究海底表面特性和海底底质特性的分类提供了一种十分快捷~经济的间接手段因而当研究区的地质取样资料稀少(或因是砂质海底而难以取样)及需要了解大面积沉积物类型面上分布时声学方法显示出极大的优越性受到广大研究者的高————————————————————————————————————
3、———————————度重视O我国在海底底质分类方面的研究程度还较低虽然近些年来引进了多波束系统获得了大量的数据资料但仍然只利用了该系统的海底测深功能其底质分类等功能的技术潜力还没有得到充分开发和利用O本文通过对海底声学底质分类技术研究现状的分析探讨了我国开展海底声学底质分类技术研究~开发的可行性与具体实现的思路为未来海底资源开发和利用提供科学参考O1研究现状许多国家都非常重视海底声学特性的研究O美国海军海洋系统中心(NOSC)对海底声学特性进行了大量的基础性研究和海底数据采集工作为美国建成了大型的海洋海底数据库O近几十年来具代表性的海底声学特性研究是美
4、国学者Hamilton和Biot-Stoll的研究收稿日期:2003-08-22基金项目:国家自然科学基金资助项目(49906004);国家海洋局重点青年基金资助项目(2000502)作者简介:陶春辉(1968-)男浙江湖州市人研究员主要从事海洋地球物理研究O工作[1~3]~amiltOn对海底沉积物的声学特性进行了系统研究,提出了简单且易于应用的粘弹模型,并据收集到的数据资料总结出了大量的经验公式[1]BiOt提出的流体饱和多孔介质模型经StOll等人的修正后,物理概念明确,预计的慢纵波也被实验所证实,并用于海底参数和声场的预报[3,4]最近,美国水声
5、专家又提出将海底沉积物按声阻抗和声衰减系数进行分类,认为其它海底参数都与这两个参数密切相关———————————————————————————————————————————————20世纪60年代起,国外对海底底质分类的研究主要是从海底沉积物的物理力学特性~声学特性及两者的相关性~海底回波特性和特征量的提取等方面着手的,自80年代起,开始进入了应用研究,各个国家纷纷研制出了用于海底沉积物走航式测量的设备,在不断获取大量实验数据的同时,不断改进测量手段目前较大规模的底质分类合作研究项目主要有:ESMAC(EnvirOnmentalSeaflOOrMap
6、pingandCharacteriZatiOn)项目(1992年6月~1994年6月),由北欧多国参与,主要由瑞典和挪威来实施;ISACS(IntegratedSystemfOrAnalysisandCharacteriZatiOnOftheSeaflOOr)项目(1996年2月~1999年8月),为欧盟组织的由五国参与研究的大型海洋科学与技术研究计划(MAST-1)中的一个子项目在我国,海底声学特性的研究还较薄弱中国科学院声学所孟金生和关定华教授提出了海底沉积物分类方法[5]1992~1995年,中国科学院南沙综合科学考察队对南沙群岛及其邻近海区开展了
7、多学科综合考察和研究,其中也进行了海底底质分类等方面的考察和研究工作[6],1993~1994年又对其进行的4个航次的科学考察,取得了58个海底浅层沉积物样品,并在实验室内进行了声学参数测试和分析,发表了一系列有价值的研究文章国家海洋局第二海洋研究所对海底沉积物进行了大量声学测试分析工作,陶春辉等D~,[7]利用SeaBeam多波束系统对太平洋海底多金属结核覆盖率进行了计算,在约1700km的测线上进行估算中国科学院声学研究所研制并不断改进了海底表层底质探测系统,多次在海上作了海底底质分类工作,获得回波的8种参数(————————————————————
8、———————————————————————————反射系数~能量归一系数~回
