海洋地球物理研究现状ppt课件
海洋地球物理学中的海底地形研究
海洋地球物理学中的海底地形研究海洋地球物理学是研究海洋内部构造与运动、地球物理环境、海底地貌和海洋资源等方面的学科。
其中海底地形研究是海洋地球物理学的一个重要分支。
海底地形研究主要包括海岸线、大洋底部地貌、海底山脉、海底火山、海底裂谷等内容。
海底地形的研究与地质学、地貌学、地球物理学、海洋学等多个学科相关。
海底地形研究不仅有助于研究海洋内部的构造和演化历史，还可以为海洋工程、海洋气象、海洋生态等领域提供重要的支持。
因此，海底地形研究具有科学价值和应用价值。
一、海洋地球物理学方法海洋地球物理学是研究海洋内部构造和物理环境的学科。
海洋地球物理学的研究方法主要包括声纳探测、电磁探测、重力探测、磁力探测等。
其中，声纳探测是海洋地球物理学中最常用的探测方法之一。
声纳探测利用声波在海洋中传播的特点，测量声波的传播时间和反射强度，从而得到海洋内部的物理结构和地形特征。
电磁探测是一种探测海底地形的有效方法。
电磁探测利用电磁波在海洋中传播的特点，测量电磁波的反射和传播时间，从而得到海床的地形特征和海底地层的结构。
重力探测是利用重力场的变化测量海底地形的一种方法。
重力探测仪器可以测量地球表面的重力值，而海底的重力值会因为海床下物质的分布而发生变化。
通过测量重力场的变化，可以得到海底地形的特征。
磁力探测是通过测量地球表面的磁场变化获得海底地形信息的方法。
海洋地球物理学家通过测量从地球表面传导出来的磁场，可以获得所有海床磁性物质的分布情况。
这对于揭示海底地貌和形成机制非常有帮助。
二、海底地形的类型海底地形主要包括海洋平原、海底山脉、海底火山和海底断层带等。
海洋平原是海底地形中最广泛的一类。
它通常形成在大洋构造板块之间的海盆区域，是由海水沉积物形成的一种广阔的平坦区域。
在海洋平原上可以发现一些浅海湖泊和河道，以及各种生物的栖息地。
海底山脉是在大洋中央鞍部地质构造上发育的一类山脉。
这些山脉通常是由火山活动和构造活动促进的。
海底构造地球物理研究方法（1）
海底构造地球物理研究方法（1）海底构造地球物理研究方法（1）胡经国（yuanzi16）本文全文目录一、多波束深水调查㈠、概述1、海洋探测技术2、多波束测深系统3、中国海洋多波束测深㈡、多波束水深探测原理1、用声音确定海底地貌2、多波束探测原理㈢、应用实例1、多波束勘测技术在构造地质研究中的应用2、南海东部海盆的晚期3、南海东部马尼拉海沟海底4、东海冲绳海槽的扩张特征5、在近海工程中的应用二、地震探测㈠、概述1、海上地震勘探2、地震波的传播3、地震波的描述㈡、海洋地震勘探基本原理1、反射地震波的运动学2、滤波和反褶积3、地震偏移4折射地震勘探㈢、海上地震数据的采集1、海上反射地震波的激发和接收2、海上地震数据的记录和显示3、海上地震反射波数据处理和解释三、重磁测量㈠、概述1、海上重磁勘探2、海上重磁勘探未来发展㈡、重磁测量原理1、重力法原理2、磁法测量原理四、地热测量㈠、概述1、地热学中的常用物理量2、地热学研究方法3、地球的热状态㈡、大地热流密度与岩石热传导理论1、大地热流密度2、岩石热传导基本理论3、热传导方程的基本解法4、岩体中的热传导问题5、热应变与热应力㈢、海洋地热研究实例1、海底构造热演化计算实例——海底水温变化2、海底构造热演化计算实例——海底热流测量3、海底构造热演化计算实例——海底沉积与剥蚀4、海底构造热演化计算实例——海底沉积物生热5、海底构造热演化计算实例——海底地形与热流6、海底构造热演化计算实例——冷却海底模型7、海底构造热演化计算实例——海底热对流8、海底构造热演化计算实例——盆地拉张的热流9、海底构造热演化计算实例——边缘海油气构造10、海底构造热演化计算实例——南海构造热演化《南海及邻区岩石圈构造热演化》（张健）11、海底构造热演化计算实例——东亚陆缘带构造扩张的热模拟12、海底构造热演化计算实例——洋壳俯冲与埃达克岩生成的热模拟五、其它海底构造观测技术㈠、概述㈡、考察船㈢、潜水器㈣、钻探船㈤、打捞船㈥、浮标和固定平台1、漂浮和固定平台2、浮动仪器平台3、锚定浮标系统下面是正文一、多波束水深调查㈠、概述1、海洋测深技术海底地形地貌——海洋地球物理测量的基本框架。
海底构造地球物理研究方法（3）
海底构造地球物理研究方法（3）海底构造地球物理研究方法（3）胡经国（yuanzi16）㈢、海上地震数据的采集1、海上反射地震波的激发和接收海区地震探测有其特殊性。
在水中发射地震波的震源、接收地震波的观测系统，完全不同于陆地。
检波器的换能器和电缆也是特殊设计的，尤其是海上定位需要特殊的方法和专用设备。
⑴、海上反射地震波的激发①、对激发的要求足够的能量；尽量加大有效波能量。
②、气泡震荡在海水面下，无论什么能源产生的地震波，其作用都会在水中引起一个急剧的压力脉冲，造成水质点的压缩而产生冲击波，向四周以球面波形式在水中传播。
在震源附近，因冲击波的延迟作用，将会引起水质点的震荡。
③、理想的震源单一的高能脉冲、极大的频率范围。
④、海上激发地震波的震源种类脉冲型、可控型。
⑤、脉冲式震源A、导言海上地震勘探最常用的震源，是水中气泡膨胀产生的弹性波。
B、化学爆破化学爆破：炸药是能量最集中、释放能量最快的震源。
通常用硝化炭硝酸盐（NCN）。
炸药震源：几克炸药（浅部地层）～10吨炸药（数10公里深度）。
深拖爆破震源（DETES）：在海地附近爆破，能提高地震分辨率。
C、压电和磁致收缩压电传感器——声波～10-200kHz回声探测；穿透海底几米深，能解释薄的火山灰层。
中心为镍的或者其它磁致收缩物质的线圈，2-5kHz，穿透超过100米的地层；3.5kHz的传感器广泛用于深海和大陆架勘探；2-8kHz（4.6kHz）大陆架高分辨率地震剖面勘探。
AtlasParasound2.5-5.5kHzParasound20.5-23.5kHz（18kHz）D、电火花电火花Knott和Hersey（1956）发现，当高压电容器组通过水下电极突然放电产生电火花，充满离子化气体的气泡迅速膨胀，产生足够的能量能够穿透数百米的沉积物。
电火花已广泛用于大陆架研究。
E、强震板（Boomer）19世纪60年代早期，电磁震源或Boomer得以发展。
地震能量来自植入环氧树脂中的铝板和扁平的铜线圈的突然分离。
海洋地球物理与海底构造学 (20)
海底构造学的基本理论：海底构造学的基本理论包括地壳均衡理论、板块构造理论、 海底扩张理论等，这些理论共同揭示了海底地质演化的奥秘。
海底地貌的形成：受到地球板块运 动、海底火山活动、海浪和潮汐等 多种因素的影响。
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汇报人：
CONTENTS
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海洋地球物理 概述
海洋地球物理 的主要研究领 域
海底构造学的 基本理论和方 法
海底构造的主 要类型和特征
海洋地球物理 与海底构造学 的应用和发展 前景
PART NE
PART TWO
地球物理学是研究地球物理场、地球内部结构和地球物理现象的科学。 地球物理学在资源勘探、灾害防治、环境保护等方面具有重要意义。
构造盆地：由于地壳运动和 构造应力形成的盆地，通常 具有复杂的形态和陡峭的坡 度。
PART SIX
石油和天然气勘探：利用地球物理方法确定油气藏的位置和深度
矿物资源勘探：通过地球物理方法探测海底矿产资源，如铁矿、锰矿等
海洋能源开发：利用地球物理技术评估和监测海洋能（如潮汐能、波浪能）的潜 力
深海科学研究：地球物理方法在深海科学研究中的应用，如海底火山、热液喷口 等研究
海洋能源开发：结合海洋地球物理与海 底构造学的理论和技术，开发利用海洋 能源，为人类提供可持续的能源供应。
汇报人：
理论体系：海底构造学与板块构造学密切相关，是研究地球板块运动和海底扩张的重要理论 基础
实际应用：海底构造学对于海洋资源开发、海底工程和海洋环境保护等领域具有重要意义
地球科学的现状与未来发展趋势
地球科学的现状与未来发展趋势地球科学是研究地球的物理、化学和生物的学科领域。
它包括了地质学、气象学、海洋学、地球物理学、生态学等众多学科。
每个人都在某种程度上受地球科学的影响，无论是通过天气预报、对环境的关注，还是通过对地球历史的探究。
随着科技的进步和人类对地球的了解越来越深入，地球科学呈现出很大的发展潜力。
探究地球的表面与内部，使我们更加了解地球形成和演化的过程。
同时，地球科学也为我们提供了更好地管理和保护自然资源的方法。
然而，地球科学面临不少问题。
在全球变暖的今天，气候变化和自然灾害与越来越严重。
这让人们意识到地球科学所面临的重要性，寻找解决方案也成为了当务之急。
我们现在所了解的地球科学还有很多需要探索的领域。
以下是其中几个值得研究的领域。
地质学地质学是研究地球结构和外部地表形态的学科。
它的主要研究领域包括岩石和岩石圈、地球内部结构和演化、地质分类、构造与变形以及矿物资源等。
地质学不仅对解释地球形成和演化过程有重要作用，还可以帮助确定地质条件和地质灾害的危险性。
随着勘探技术的发展和全球矿产需求的不断增长，地质学仍然有着广阔的前景。
海洋学海洋学是研究海洋的物理、化学、生命和地质学的学科。
它的主要研究内容包括海洋生态学、海洋物理学、海洋地质学和海洋化学等。
海洋生态学研究的是海洋生态系统，包括各种生物在海洋生态系统中的作用。
海洋物理学则关注海洋物理特性的研究，例如海洋流动、海洋温度变化和海洋表面波浪等。
海洋地质学则探索海底地貌的形成和发展，以及海底环境中的物理、化学和生物过程。
海洋化学研究的是海洋中的各种元素的循环，如碳、氮的旋转周期。
气象学气象学研究大气科学方面与气象学有关的问题。
研究气象学的人员利用数据、模型和观察来预测天气，并研究空气污染、气候变化和天气灾害等。
近年来，人类活动对大气环境的影响越来越明显。
天气预报也由传统的基于统计方法发展为基于模型的数值预报，降水强度预报和气候预测向着更加高精度的目标前进。
海洋地球物理研究与海底探测声学技术的发展
参考内容
海洋声学目标探测技术是一种利用声波探测水中目标的方法，它在军事、海 洋资源开发和环境保护等领域都具有重要的应用价值。本次演示将介绍海洋声学 目标探测技术的现状和发展趋势，以加深人们对这一技术的了解和认识。
一、引言
海洋声学目标探测技术是一种利用声波探测水中目标的方法，具有隐蔽性好、 探测范围广、穿透能力强等优点。在军事上，海洋声学目标探测技术可用于侦察、 反潜作战、导航等领域；在海洋资源开发中，可用于水下考古、海底资源开发和 海洋工程等领域；在环境保护中，可用于水体污染监测、渔业资源保护等领域。 因此，海洋声学目标探测技术已成为多个领域不可或缺的一项技术。
未来，海底探测声学技术将朝着更高频率、更远距离、更精准定位的方向发 展。高频率声波可以提供更高精度的海底地形地貌信息，更远距离的声波传输可 以扩大探测范围，更精准的定位技术可以提高海底目标识别的准确性。此外，声 学技术还将面临深海环境中的挑战，如高压、低温、黑暗等因素的影响，需要进 一步完善和发展适应性强的声学探测设备和技术。
二、研究现状
海洋声学目标探测技术的研究现状主要包括声学探测基本原理、技术分类和 应用领域等方面。
1.声学探测基本原理
海洋声学目标探测技术的基本原理是利用声波探测水中目标。当声波在水中 传播时，遇到目标后会反射、散射和吸收声波能量，通过对这些声波信号进行处 理和分析，可以获得目标的位置、速度和形状等信息。根据不同的应用需求，可 以采用不同的声波频率和波形，以达到最佳的探测效果。
在当前阶段，海洋地球物理研究正朝着综合化、精细化、深层次化方向发展， 研究者们利用多种地球物理方法，诸如地震波探测、电阻抗成像、地热流测量等， 进行大范围、高精度的海洋底部地质调查。声学技术在海洋地球物理研究中的应 用日益广泛，成为解决诸多科学问题的关键技术之一。
海洋学课件
绪论一、地磁、地球自转速度1.地磁成因地球磁场起源于其外核液态铁镍物质的对流运动，从而产生电流,产生磁场。
2．地磁磁极地磁北极：位于北纬78.6°，西径101地磁南极：位于南纬65°，东径138°。
地磁轴与地球自转轴的夹角：11°磁极处磁场强度：南磁极，0.68高斯；北磁极，0.61高斯；赤道处，0.29～0.4高斯地磁强度变化：平均每年降低1‰，1000年后地磁场可能消失，逐渐发生地磁场倒转。
古地磁研究表明：50万～100万年地磁倒转一次。
3. 磁极移动曲线4．地球自转速度（1）长期变慢一个世纪内，每日的长度平均增加1～2ms科学家发现，13亿年前，每年有540天。
3.7亿年前，一年约有400天左右国际天文组织测量发布：1984年6月30日增加1秒；1987年12月31日增加1秒。
1972～1989出现了14次闰秒，地球约每15个月就要转慢1秒。
此数据不能用作预测闰秒。
1998年12月31日23时59分59秒闰秒2005年12月31日23时59分59秒闰秒（相隔7年）2008年12月31日23时59分59秒闰秒（相隔3年）闰秒实施举例：零八年实施的一次闰秒协调世界时：23时59分59秒（2008年12月31日）23时59分60秒（2008年12月31日）00时00分00秒（2009年1月1日）北京时间：7时59分59秒（2009年1月1日）7时59分60秒（2009年1月1日）8时00分00秒（2009年1月1日）（2）变慢原因：潮汐摩擦，引起地球自转角动量减少（3）地球南北极的有趣现象：a. 一天等于一年(度日如年)b. 北极：四面八方都朝南c. 南极：四面八方都朝北月球运动：自转周期等于公转周期月球总是以相同的一面向着地球太阳运动：围绕银河系绕转：速度，250km/s ; 周期，2.5亿年四大洋：太平洋；印度洋；大西洋；北冰洋位置：位于亚洲、大洋洲、南极洲和北美洲之间南北最长：约 15900公里东西最宽：约199O0公里面积：17968万平方公里。
海洋地球物理探测技术ppt课件
(海洋)地球物理
是利用岩石物理性质的差异，解 决地质问题的方法。
岩石物理性质差异包括密度差异、 磁性差异、声阻抗差异、电性差异和 放射性差异等。因此，地球物理方法 又可分为重力方法、磁力方法、地震 方法、电法和放射性方法等。
精品课件
1. 多波束测深技术
Multibeam Sounding
（1）在海缆路由调查中 的应用
亚欧光缆路由调查 （ 1997 年 ） 是 我 国 首 次 在海洋工程中应用多波 束测深技术。右图是调 查 中 利 用 Simrad EM950 多波束测深系统测得的 海底地形图。图中蓝线 为计划路由，但是实际 勘测表明，原计划路由 区存在一条较深海沟， 不适合海底光缆的铺设， 所以改为黄线作为光缆 路由。
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1.2 多波束测深系统主要产品
Products of Multibeam System
精品课件
1.2 多波束测深系统主要产品
Products of Multibeam System
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1.3 多波束测深技术在近海工程中的应用
Applications in Offshore Engineering
深条带内所有波束对应的位置 x和水
x
深数据。
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1.2 多波束测深系统主要产品
Products of Multibeam System
生产厂家 L-3 ELAC
RESON
Kongsberg Simrad
型号
Seabeam1185 Seabeam1050 Seabeam2120
Seabat9001 Seabat8111 Seabat8150 EM3000D
2o×2 o
1o×1o~2o ×4o
海洋地球物理与海底构造学 (24)
复杂周期振动的频谱：一个复杂的周期振动是由许多不同
频率的简谐振动合成的，可以利用傅立叶级数展开为许多 简谐振动，其数学表示为
g (t ) A0 A1 cos(0t 1 ) A2 cos(20t 2 ) An cos(n0t n )
式中各项为不同振幅、不同频率、不同相位的简谐振动。如
运动学——研究地震波传播的时间与空间的关系，
了解地震波对地下地质体的构造响应。
（2）地震波振动特征和传播过程的描述
当震源和传播介质一定时，振动位移u是时间和观测 位置x的函数，u=f(t,x).若固定一个变量来研究u随另一 个变量的变化关系，则分别为振动图和波剖面图。
振动图：显示某一观测点振动位移随时间的变化 规律。可反映地震波振动的振幅、振动 周期、延续时间的特征。
1.概述
海洋地震勘探法是利用精密的地震仪，接受由炸药或非炸药震源 激发引起地壳弹性震动所产生的地震波，测定海底岩层的埋藏深
度和起伏形状，探测海底储油结构和分布情况，寻找油气田。
地震波通过海上人工震源装置连续发射，地震波入
射到海底地层之后，遇到不同的地质界面就会产生反射
波或转换波信号，反射波或转换波信号由检波器接收，
某临界角i时，可使透射角等于900，此时透射波以V2速度沿界面滑行。根据 斯奈尔定律，可求得临界角i为
V1 sin i V2
折射波 的形成 与传播 示意图
（4）地震波的频谱和振幅 振幅谱A(f)和相位谱(f)：地震波随传播距离的
增加和深度的加大，波的频率会发生变化，高频成分
逐渐被吸收，使视周期变大，延续时间增长。研究振 幅和相位随频率的变化规律，叫频谱分析，前者称为 振幅谱，后者称为相位谱。
波剖面图：描述某一时刻不同观测点振动位移随 距离变化规律。反映质点振动波长、 该时刻起振点（波前）及停振点（波 尾）的特征。
海洋地球物理观测技术研究进展
海洋地球物理观测技术研究进展海洋地球物理观测技术是海洋科学研究的重要组成部分，它通过对海洋中物理变量的观测与测量，揭示了海洋的内在规律与特性。
随着科技的不断发展，海洋地球物理观测技术也取得了长足的进步。
本文将对海洋地球物理观测技术的研究进展进行综述。
一、声学观测技术声学观测技术是一种利用声波在海洋中的传播特性进行观测的方法。
其应用广泛且精确度较高。
其中，声学浮标技术、声纳测深技术及声呐探测技术是海洋声学观测技术的几个重要方面。
声学浮标技术是通过悬挂在浮标上的深度传感器，对声波在海洋中的传播速度及深度进行测量，从而了解海洋中的水文气象状况。
声纳测深技术是利用声纳装置对海底地形进行测量，可提供精确的海底测深数据，有助于分析海底地貌与构造。
声呐探测技术则通过声纳设备对海洋中的生物分布、底质特性等进行探测，为生物学研究提供了重要数据支持。
二、电磁观测技术电磁观测技术是利用电磁波在海洋中的传播特性进行测量和探测的方法。
主要包括电磁感应法、电磁散射技术和电磁测深技术等。
电磁感应法通过将电磁场感应到的信号变化与海水中的物理参数变化相联系，从而实现对海洋中的电导率与温度等参数的观测。
电磁散射技术则是通过对散射电磁波的波形和强度进行分析，探测海洋中的浮游生物、盐度、浊度等特征。
电磁测深技术是一种利用电磁波测量海水深度的方法，通过测量声波的传播时间和距离，计算得出海水深度信息。
三、卫星遥感技术卫星遥感技术是一种通过卫星搭载的传感器对海洋进行远距离观测的方法。
其具有高时空分辨率、全球覆盖等优势，为海洋科学研究提供了重要数据支持。
在海洋地球物理观测中，卫星遥感技术主要应用于对海洋热力学、水色、海洋环境变化等方面的观测。
卫星遥感技术可以通过获取海洋表面温度数据，揭示海洋温度分布的季节性、年际变化及异常事件；通过获取海洋表面波高数据，研究海洋风暴、海洋动力过程等；通过获取海洋色度数据，研究海洋生物光合作用、水质等特征。
四、水下地球物理探测技术水下地球物理探测技术是指在海洋底部进行地质、地球物理探测的技术手段。
第九章大洋构造海底地球物理特征
大洋中脊高耸于大洋盆地之上，假如它是简单上升的产物,它应有较高的重力值.但实际测量大洋中脊 的重力值，其自由空气异常与两侧洋盆区近于相等，一般为+20--+40毫伽（图8-2），缺乏明显的均 衡异常,表明大洋中脊基本上处于均衡状态.中脊轴部的布格异常约+130--+200毫伽,明显低于两侧洋 盆区（可达+400毫伽左右）；反映在中脊轴部以下，应存在着低密度的层次。这种密度亏损抵消了 正向的中脊地形所引起的多余质量，从而使这里保持均衡状态。
第九章大洋构造海底地球物理特征
海底热流测量还表明，各洋底单元的热流值有 很大的差别，各单元的热流平均值和标准偏差 是：
大洋中脊：1.82±1.56； 洋 盆：1.28±∓1.58； 海 沟：0.99±0.61。
第九章大洋构造海底地球物理特征
大洋中脊具有显著的高热流。例如东太平洋 海隆，热流最大值可达8个热流单位以上。 热流高值主要集中在200——500公里宽的 大洋中脊峰顶地段。在远离中脊顶部的斜坡 地带，热流值趋于降低（见表）
第九章大洋构造海底地球物理特征
各类板块边界地震活动性的强弱，包括大地震发生的 频度和最大震级，似乎与相对运动着的板块间接触面 积（包括板块厚度）有关。大洋中脊轴部的岩石圈板 块厚度最小，它是各类板块边界中地震活动最弱者， 最大震级不超过7级。随着离开中脊轴部，在洋底断裂 带处，板块厚度有所增大，其最大震级可达8.4级。
大陆地区的磁异常显得比较复杂，可能与其 下的花岗岩层有关，大洋地壳与大陆地壳上磁性 特征截然不同，反映了两者之间的截然差异。
第九章大洋构造海底地球物理特征
4、地震活动
第九章大洋构造海底地球物理特征
第九章大洋构造海底地球物理特征
海洋地形、地貌、地质与地球物理调查幻灯片PPT
三、侧扫声纳
0. 概述
① 基本含义：
别称：又称旁侧声纳、旁视声纳、侧扫声纳等：
测试原理：利用声波在海底散射的原理，扫描海底的一种观 测仪器；
测量原理示意图：图12.1.1a，1b；
② 特点：
是目前常用的海底目标(如沉船、水雷、管线等)探测工具；
可显示微地貌形态和分布，可获得连续的有一定宽度的二维 海底声图；
转换 适应于换能器以下50~11000m海域的水深测量。
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12.1 海水深度、海底地形、地貌测量
一、多波束测深系统
3. 系统组成：以Sea Beam 2112.360为例 ② 声纳： 有一个弧形换能器阵构成，换能器以纵向1.5°，横向170°的
扇形发射波束； 波束经海底返回换能器后，以横向100个1.5°波束角方式予以
建设及航道疏浚等方面； 对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应用。 类型：
➢ 根据发射频率：高频、中频和低频侧扫声纳； ➢ 发射信号形式：CW脉冲和调频脉冲； ➢ 其它：舷挂式和拖曳式，单频和双频，单波束和多波束 14
三、侧扫声纳
2. 基本工作原理 见图12.1.1a，1b 和图12.1.2： 左右两条换能器具有扇形指向性； 声波发射与回收过程与海底地形地貌的关系：P233； 成像过程：回波幅度变化。
水平开角很小(1°)，但垂直开角很宽。
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二、海底测量的相干声纳(ISIS)系统
2. 基本结构 ② ISIS成像过程： 从左右两个换能器轮流发射声波，通过对返回信号的采集记
录，测量垂直于航线的一条剖面的深度分布值； 一系列的发射脉冲得到一系列的测量剖面，构成一个测量覆
盖区带； 一系列的这种边部重迭的区带覆盖构成一幅底貌图。