[发明专利]一种基于地形数据的海底热液区沉积物分布模拟方法

说明书

本发明公开了一种基于地形数据的海底热液区沉积物分布模拟方法，包括如下步骤：步骤1：选择研究区；步骤2：搜集研究区地形数据并进行栅格化；步骤3：判断研究区内是否存在凹陷盆地，若存在则提取凹陷盆地范围；步骤4：对研究区地形栅格数据进行分析，获取沉积物重力搬运方向栅格；步骤5：模拟计算各栅格的沉积物汇集量栅格；步骤6：对研究区沉积物汇集量进行重分类及缓冲区分析，生成沉积物富集区；步骤7：圈定研究区沉积物分布范围。本发明方法充分利用海底地形数据信息，有效的对海底热液区沉积物分布进行模拟，方便快捷的获取研究区沉积物分布范围；适合于研究区调查工作前期，并且具有速度快、成本低、效率高的优势。

技术领域

本发明涉及一种基于地形数据的海底热液区沉积物分布模拟方法，尤其涉及一种利用海底地形数据，结合研究区物质沉降速率信息来获取海底热液区周围沉积物分布范围的模拟方法。

背景技术

海底蕴含着丰富的矿产资源，尤其在陆地资源开始逐步枯竭的今天，人们把目光转向了广阔的海洋，海洋资源开发与勘探成为了世界各国竞争的热点。

自从与国际海底管理局签订了世界上第一份多金属硫化物勘探合同以来，我国实施了的大量大洋调查航次，使用遥控无人潜水器(ROV)、自治水下机器人 (AUV)、载人潜水器(HOV)、重力柱、锚系设备、电视抓斗，地震OBS等多种海洋调查设备，对洋中脊热液区开展了大量的调查勘探工作。但是由于工作目标或工作条件等原因，其中许多设备的布设与沉积物分布相关，如重力柱设备、OBS设备、锚系、抓斗等。像重力柱站位布设分为针对式布站和探索式布站两种方式,无论何种方式，皆需要布设在沉积物分布区；而OBS需要与海底具有较好的耦合关系，故需要布设在无沉积物分布的区域。因此在航次设计阶段，必须对其工作站位进行科学、合理的设计。但由于海洋调查难度大、花费高，故在海底区域的各种地质数据种类与数据量往往不像陆地区域一样丰富。尤其是在前期工作较少的海域，进行航次设计与工作计划布设时，往往是在较少的资料下进行的，这就需要我们利用有限地形数据对海底热液区的沉积物分布范围进行模拟分析，进一步为相关工作提供参考依据。经检索，对此目前尚无公开的技术方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于地形数据的海底热液区沉积物分布模拟方法，以对海底相关调查工作提供支持与参考。与传统实地调查方式相比，本方法它可以方便、快速地模拟出海底热液区沉积物分布范围，节约大量时间与人力成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于地形数据的海底热液区沉积物分布模拟方法，具体是指一种利用海底地形数据进行沉积物搬运-富集过程分析，进而模拟热液区沉积物分布范围的方法，包括如下步骤：

步骤1：选择研究区；

步骤2：搜集研究区地形数据并进行栅格化；

步骤3：对研究区地形栅格进行洼地填充，并判断研究区内是否存在凹陷盆地，若无则直接进入下一步，若存在则对凹陷盆地范围进行提取；

步骤4：使用流向分析工具获取研究区沉积物重力搬运方向栅格；

步骤5：基于步骤4获取的沉积物重力搬运方向栅格，通过流量分析工具模拟计算出研究区沉积物汇集量栅格；

步骤6：对步骤5获取的研究区沉积物汇集量栅格进行重分类，并根据重分类结果分别进行缓冲区分析，生成沉积物富集区；

步骤7：综合凹陷盆地范围和沉积物富集区，圈定研究区沉积物分布范围。

进一步地，步骤2中所述研究区地形数据栅格化方法具体为：使用原始地形XYZ数据创造TIN，其中投影方式选择Geographic-World-WGS 1984，然后使用TIN转栅格工具生成研究区地形栅格数据，其中插值方式选择双线性插值。