海洋调查和探测技术
海底探测技术调研报告
海底探测技术调研报告课程名称海洋地质概论课程学期12-13第1学期课程教师广雪徐继尚马妍妍学生专业2010级信息与计算科学学生文波学生学号 12012年12月02日海底探测技术调研报告文波1摘要：人类用科学方法进行海洋科学考察已有100余年的历史，而大规模、系统地对世界海洋进行考察则仅有30年左右。
海底探测技术汇集了各科领域的最高技术成果，它包括了调查平台、海上定位、海底地形探测、地球物理探测、海底取样、海底观测、遥感技术等几大类。
一艘先进的海洋地质考察船实际上是一个综合海底探测系统。
本文主要总结现代海底探测技术以及其分类，国外海底探测技术的对比，并进行总结分析。
关键字：调查平台科学考察船海上定位海底地形探测地球物理探测海底取样海底观测遥感技术0引言探索海底对人类而言是如此神秘而又诱人，只有发展了海底探测技术，这种渴望才能变成现实。
人类对海底认识的每一次飞跃，都必然得到新技术和新方法的支持。
回声探测技术的应用导致对海底认识的第一次飞跃；用于反潜作战的磁力仪改装成的海洋磁力仪之后，发展了海洋磁测技术，终于识别出洋中脊两侧互为镜像的线性地磁异常带，为海地扩找到了证据，吹响了地质学革命的号角；集现代石油钻探之大成及海洋定位与船舶稳定性于一体的深海钻探技术，全面证实了板块学说，保证了地学革命的成功；采用深海钻探技术和长柱状岩芯新技术，揭示了海洋沉积物中包含的丰富古海洋环境信息，导致了新兴的交叉学科----古海洋学的形成，成为世纪之交地球科学中最有活力的领域，是“全球变化研究”的重要组成部分。
目前，海洋地质调查和技术手段主要有：利用人造卫星导航和全球定位系统（GPS），以及无线电导航系统来确定调查船或观测点在海上的位置；利用回声测深仪，多波束回声测深仪及旁测声纳测量水深和探测海底地形地貌；用拖网、抓斗、箱式采样器、自返式抓斗、柱状采样器和钻探等手段采取海底沉积物、岩石和锰结核等样品；用浅地层剖面仪测海底未固结浅地层的分布、厚度和结构特征。
海洋遥感在海洋资源勘探中的作用如何
海洋遥感在海洋资源勘探中的作用如何关键信息项：1、海洋遥感技术的定义和分类定义：＿___________________________分类：＿___________________________2、海洋资源勘探的目标和范围目标：＿___________________________范围：＿___________________________3、海洋遥感在海洋资源勘探中的具体应用应用领域 1：＿___________________________应用领域 2：＿___________________________应用领域 3：＿___________________________4、海洋遥感技术的优势优势 1：＿___________________________优势 2：＿___________________________优势 3：＿___________________________5、海洋遥感技术的局限性局限性 1：＿___________________________局限性 2：＿___________________________局限性 3：＿___________________________6、应对海洋遥感技术局限性的措施措施 1：＿___________________________措施 2：＿___________________________措施 3：＿___________________________7、海洋遥感技术在未来海洋资源勘探中的发展趋势趋势 1：＿___________________________趋势 2：＿___________________________趋势 3：＿___________________________11 海洋遥感技术的定义和分类海洋遥感技术是指利用传感器对海洋表面和海洋内部的物理、化学、生物等参数进行非接触式测量和监测的技术手段。
海洋测绘技术在海底地质调查与深海资源开发中的应用案例
海洋测绘技术在海底地质调查与深海资源开发中的应用案例引言：海洋作为地球表面最广袤的领域之一，蕴藏着丰富的自然资源。
然而，由于其复杂的环境和难以触及的地理位置，在过去，人们对海洋深海地质状况和资源分布了解甚少。
随着海洋测绘技术的迅猛发展，科学家们逐渐探索海洋的秘密，利用先进的仪器与设备进行海底地质调查和深海资源开发。
本文将介绍海洋测绘技术在这两个领域中的应用案例。
一、海底地质调查海底地质调查是海洋测绘技术的重要应用之一，它是了解海底地质结构和地形特征的关键手段。
通过使用声纳和低频声波探测设备，科学家们可以快速获得海底地形、海洋地质、海洋生物等数据。
下面以“米德-大西洋脊”的研究为例，介绍海底地质调查在科学探索方面的应用价值。
米德-大西洋脊是地球上最长的地质构造之一，其覆盖了大西洋的中央部分，是地球壳板块运动的重要证据。
科学家通过开展海洋测绘技术，对米德-大西洋脊进行了全面调查，成功地揭示了海底地质构造特征。
在此过程中，科学家利用多波束声纳和磁力计等设备进行全海域覆盖的测绘，获取了高精度的海底地形数据和海底磁场数据。
通过对这些数据的分析，科学家们发现，米德-大西洋脊的中央部分存在着一条巨大的裂缝，这是地质构造板块在地壳板块运动中裂解形成的结果。
这项发现对地质构造学研究有着重要意义，为科学家们进一步理解地球板块运动提供了宝贵的线索。
二、深海资源开发深海资源开发是海洋测绘技术的另一个重要应用领域。
在传统的海洋资源开发中，人们主要关注沿海地区的资源，而对深海地区了解甚少。
然而，在技术的推动下，如今的深海作为未来的战略资源，开始受到越来越多的关注。
深海油气、矿产等资源被认为是未来能源和经济发展的潜在来源。
深海油气开发是目前深海资源开发的主要方向之一。
海洋测绘技术在深海油气勘探中发挥着重要作用。
例如，通过声纳探测设备，科学家可以获取海底地形结构和地质构造特征，进而确定潜在的深海油气资源分布区。
利用声纳设备和测深仪，科学家们可以获得海底地质的高清晰度数据，揭示潜在油气的储藏形式。
中国探索海洋的成就
中国探索海洋的成就中国作为一个拥有丰富海洋资源的国家，自古以来就有着探索海洋的悠久历史。
随着科技的进步和国家力量的增强，中国在海洋探索方面取得了许多令人瞩目的成就。
中国的海洋探索可以追溯到古代。
早在宋代，中国就开始进行远洋航行，探索南海、东海等海域。
郑和下西洋是中国古代航海史上的壮举，他率领七次航海远征，到达了东南亚、南亚、中东和非洲东岸等地。
这些航海事迹不仅展示了中国古代航海技术的高超水平，也为后来的海洋探索奠定了基础。
近现代以来，中国在海洋探索领域取得了更多的成就。
20世纪50年代，中国开始进行海洋科学研究，建立了中国科学院海洋研究所等科研机构。
这些机构致力于海洋地质、海洋生物、海洋物理等领域的研究，为中国的海洋探索提供了重要的科学支撑。
在海底探测方面，中国也取得了重大突破。
中国自主研发了深海探测器“蛟龙号”，成功进行了多次深海探测。
2012年，蛟龙号下潜到了世界最深处的马里亚纳海沟，创造了中国人在深海探测方面的新纪录。
蛟龙号的成功研发和应用，标志着中国在深海探测技术上取得了重大突破。
中国还积极参与国际海洋合作，推动海洋科学研究和保护。
中国是国际海洋研究组织（IOC）的重要成员国，积极参与国际海洋观测计划、国际海洋调查计划等国际合作项目。
中国还与其他国家共同开展了大量的海洋科学研究，共同保护和管理海洋资源。
中国的海洋探索成就不仅体现在科学研究和技术突破上，还体现在海洋资源的开发和利用上。
中国的海洋经济发展迅速，海洋产业成为国家经济的重要支柱。
中国积极开展海洋石油、海洋能源、海洋渔业等领域的开发，为国家经济增长和人民生活改善做出了重要贡献。
然而，中国的海洋探索仍面临着一些挑战和问题。
海洋环境污染、资源过度开发、海洋灾害等问题需要进一步关注和解决。
中国政府已经制定了一系列的海洋保护和管理政策，加强海洋环境监测和治理，推动可持续海洋发展。
中国在海洋探索方面取得了许多令人瞩目的成就。
中国的海洋科学研究和技术突破为海洋资源的开发和利用提供了重要支撑，也为保护和管理海洋资源提供了科学依据。
如何进行海洋资源的测量与评估
如何进行海洋资源的测量与评估海洋资源是地球上最宝贵的财富之一，对于国家的经济发展和社会进步至关重要。
然而，由于海洋面积广阔、环境复杂，海洋资源的测量与评估一直是一个相对困难的领域。
本文将就如何进行海洋资源的测量与评估展开探讨。
一、海洋资源的测量方法海洋资源包括但不限于鱼类、海洋能源、矿产资源等。
针对不同的海洋资源，需要采用不同的测量方法。
1. 鱼类资源的测量鱼类资源是海洋中最重要的一种资源，也是渔业发展的基础。
常用的测量方法包括渔船调查、科学捕捞和卫星遥感。
渔船调查通过船舶出海进行的实地观察和捕捞作业，了解鱼类种群数量和分布情况。
科学捕捞则是利用科学技术手段进行捕捞，通过捕捞数据进行资源评估。
卫星遥感则可以通过监测海洋表面温度、色素等参数来判断鱼群的分布情况。
2. 海洋能源的测量海洋能源主要包括潮汐能、波浪能和海洋温差能等。
这些能源的测量常用的方法有测流测量、水声测量和岸线测量。
测流测量通过测量水流速度和流量来评估潮汐能和波浪能的资源潜力。
水声测量则通过测量水中传播的声波来了解水体温度、盐度等参数，从而评估海洋温差能的资源潜力。
岸线测量可以通过测量海岸线的起伏和波浪的能量来评估海岸能源的潜力。
3. 矿产资源的测量矿产资源是海洋中另一个重要的资源，主要包括海洋油气和深海矿产等。
矿产资源的测量常用的方法有石油地质勘探、地球物理勘探和水下探测器等。
石油地质勘探通过地质学和化学等方法来评估油气资源的潜力。
地球物理勘探则通过测量地球物理参数如地震波、电磁辐射等来了解矿产资源的分布情况。
水下探测器则是通过无人潜水器等设备，对海底进行实地勘测，了解深海矿产的分布和储量。
二、海洋资源的评估方法海洋资源的测量只是第一步，还需要进行资源的评估，进一步了解资源的状况和潜力。
1. 自然资源评估自然资源评估主要是通过数据分析和模型预测等方法来进行。
通过对测量数据的统计分析和挖掘，可以了解资源的分布规律和数量变化趋势。
同时，利用数学和地理信息系统等技术，可以建立资源评估的数学模型，预测资源的潜力和发展趋势，为决策提供科学依据。
浅析侧扫声呐技术在海洋测绘中的应用
浅析侧扫声呐技术在海洋测绘中的应用摘要：侧扫声呐是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，目前广泛应用于海洋地形调查以及探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标等。
侧扫声呐具有高分辨率、高效率、低成本等优点，可以提供连续的二维海底图像，对于揭示海底地形地貌的细节和特征有重要作用。
本文旨在介绍侧扫声呐的检测原理、国内外现状、在海洋测绘中的应用以及发展趋势，为后续进行海洋侧扫声呐探测技术的研究打下基础。
关键词：侧扫声呐技术，海洋测绘，海底地形地貌探测1侧扫声呐检测原理侧扫声呐技术利用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底信息，它能直观地提供海底地形地貌的声成像。
其工作原理主要包括以下几个过程：（1）声波的发射：侧扫声呐由拖鱼和船载仪器组成，拖鱼内装有发射换能器和接收换能器阵列，通过电缆与船载仪器相连。
发射换能器向左右两侧发射扇型波束，覆盖一定范围的水体和海底。
（2）声波的接收：接收换能器阵列按一定时间间隔接收水体和海底反射回来的声波信号，并将其转换为电信号传输到船载仪器。
（3）声波的处理：船载仪器对接收到的电信号进行放大、滤波、增益补偿、信噪比提高等处理，以提高信号的质量和可识别性。
（4）声波的显示：船载仪器将处理后的信号按照一定的灰度或颜色编码显示在屏幕上，形成侧扫声呐图像。
声呐图像上的每一行代表一次发射和接收的结果，每一列代表一定距离范围内的回波强度，从而反映海底地形地貌的变化。
2侧扫声呐在海洋测绘中的应用侧扫声呐由于成像分辨率高、对目标区域海底实现全覆盖扫侧，据此对海底地形地貌等进行定性分析，被广泛应用于目标探测，沉船及失事飞机等海底残骸的搜索，海底表层沉积物属性的确定以及海底地震、火山、地层的监测、水下实体结构查勘等。
下面具体介绍一下侧扫声呐在海洋测绘中的应用。
2.1海底地形地貌测量侧扫声呐可以提供连续的二维海底图像，对于揭示海底地形地貌的细节和特征有重要作用。
通过对声呐图像的解译和分析，可以识别出海底的不同类型和形态，如沙纹、基岩、岩石、锚沟等。
国内外海底探测技术调研报告
国内外海底探测技术调研报告摘要：21世纪是海洋开发和利用的时代。
各国均加大了对海洋的关注和投资，深海探测技术得到迅速发展。
空中的定位系统，海上的调查平台，各类探测仪器和设备领域取得一系列重大进展和新发现。
本文将主要从大众关注的定位系统、海洋调查船、测深技术、钻探技术、深潜技术阐述，并对比国内外的发展状况。
关键词：深海探测技术；定位系统；海洋调查船；钻探技术；测深技术；深潜技术1.海上定位系统准确的导航定位对于建立海底地形、沉积物正确的空间关系和准确的动图是必不可少的。
现今全球四大核心卫星导航系统分别是美国的GPS系统、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的格洛纳斯系统以及中国的北斗导航系统。
美国的全球定位系统（Global Positioning System）简称GPS，是由美国陆海空三军于二十世纪七十年代联合研制的定位系统。
它由24颗卫星组成（图1），军民两用。
民用精度约为10米，军用精度为1米。
不论任何时间，任何地点，至少有 4 颗以上的卫星出现在我们的上空。
4颗卫星可以确定三维坐标，三颗卫星可以确定平面坐标。
俄罗斯的“格洛纳斯”系统，目前有24颗卫星正常工作，军民两用，组网时间比GPS 更早，由于苏联解体建设进度大大减慢。
如今精度在10米左右，“格洛纳斯”系统完成全部卫星的部署后，其卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度将达到1.5米以内。
欧洲的“伽利略”系统，中国于2003年参与投资研制。
有30颗卫星组成，定位误差不超过1米，主要为民用。
预计将会于2014年开始运作，但由于欧盟内部分歧与资金问题，完工时间尚不能确定。
中国的“北斗”系统，是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。
由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成（图2）。
“北斗一号”精确度在10米之内，而“北斗二号”可以精确到“厘米”之内。
2011年12月27日起，开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。
《现代科技概论》10海洋技术
海水淡化
含义：是把海水、苦咸水等高含盐量的水，转化为生产、 生活用水的脱盐过程。 方法：闪急蒸馏、多效蒸馏、太阳能蒸馏、电渗析法、反 渗透法等。
海水化学资源
海水中约80%的盐分是氯化钠，因此，氯化钠是海洋水体 中除水本身以外最巨大的化学资源。 海水中还含有钾、镁、碘、溴、氘等。
盐池
五、海洋空间资源
1978年6月28日美国发射了 世界上第一颗海洋卫星—— “海洋卫星-1”号
俄海洋探测卫星可观察 60米深的核潜艇
全球定位系统——GPS
全球定位系统，由30个覆盖全球的卫星组成，通过卫星 的无线导航定位功能，可提供陆地、海洋、航空等实时性的 导航、定位、定时甚至速度测量等功能。
第2节 丰富的海洋资源
我国海滨砂矿资源分布 示意图
滨海砂矿
较为稀少而价值甚高的滨海砂矿：金红石、钻石、独居石、 石榴石、钛铁砂、铌铁砂、钽铁砂、磁铁砂、铬铁砂、锡砂、 磷钇砂、金砂、铂砂、琥珀砂、金刚砂、石英砂等等。
金红石
双面橘红色钙铝石榴石
99个面的钻石
三、海洋能资源
海上风电场
潮汐电站
海洋能源开发
海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、 盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等。蕴藏于海 上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。
在海洋水产品中，人们吃得最多 的是鱼类。全世界有鱼类2万多 种，中国海域约有2000种。
海洋生物资源与渔业生产
海洋渔业生产
二、海洋矿藏资源
1 海洋油气资源；2 锰结核；3 滨海砂矿
1. 海洋油气资源
海洋石油的产量已占世界石油产量的50%左右 在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困 难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平台技术、 钻井技术和油气输送技术等。
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• 海洋浮标是一种现代化的海洋观测设施。它具有全天候、全 天时稳定可靠的收集海洋环境资料的能力，并能实现数据的 自动采集、自动标示和自动发送。海洋浮标与卫星、飞机、 调查船、潜水器及声波探测设备一起，组成了现代海洋环境 主体监测系统，为探测海洋的奥秘，立下了不朽功勋。
第二节 海洋浮标 ocean buoy
海洋浮标为一类载有探测用的各类传感器的海上平台，是现 代化海洋立体监测系统中的重要技术。它犹如一个海上自动 水文气象站，可以在广阔的海洋上进行定点（或飘流）的长 期连续观测，不管是在风平浪静之日，还是在狂风暴雨之时， 都能监视着海上风云的变幻，为海洋环境预报、航海运输、 海洋科学研究、以及海洋开发，提供实时的海洋信息，费用 也比船舶低，特别是能收集到调查船难以收集到的恶劣天气
• 海洋浮标，一般分为水上和水下两部分，水上部分装有多种 气象要素传感器，分别测量风速、风向、气温、气压和温度 等气象要素；水下部分有多种水文要素传感器，分别测量波 浪、海流、潮位、海温和盐度等海洋水文要素。
• 各种传感器将采集到的信号，通过仪器自动处理，由发射 机定时发出。地面接收站将收到的信号经过处理后，就得 到了人们所需要的资料。通过对这些资料的掌握，会给人 们的生产和生活带来极大的便利。如知道了海流流向，航 海时便尽可能顺流而行；知道了风暴区域，航海时则可避 开绕行；知道了潮位的异
海洋调查发展过程
生物调查 1872
海水理化、地质地貌 1925
专业调查和特种调查 1950
现代化调查船 1962
极地海洋调查船
20世纪90年代
（雪龙号）
一、海洋调查船的主要特点
（1）装备专用仪器，研究实验室等； （2）船体坚固，有良好的稳定性和抗浪性； （3）具有良好的操纵性; （4）有准确可靠的导航定位系统； （5）具有充足完备的供电能力。
“挑战者”号科学考察船（2300ｔ）由军舰改装， 1872.12～1876.5，３年半时间，航程12.6万公 里。
所做工作：测量海洋深层水温 在362个点上进行生物标本采集 测量海底地形、地质 测量了环流 海水透明度、海洋动植物 分析盐度、发现海底锰结核
调查资料经76位科学家23年的整理分析 于1880～1895年出版50卷巨著，共29500页， 插图3000张，被誉为“奠基性调查”。
一、海洋浮标分类
• 按观测项目分：海洋水文气象遥测 浮标、海洋污染监测浮标、地震测 量浮标和多用途浮标
• 按浮标在海面上所处的位置分：锚 泊浮标（anchor buoy） 、漂流浮标 （drifting float）和潜标
（1）锚泊浮标：又称海洋资料浮标或海洋遥测 浮标。
用锚把海上平台系留在海上预定的地点，具有定点、定时、长期、连 续、较准确地收集海洋水文气象资料的能力，被称为“海上不倒翁”。包 括气象资料浮标、海水水质监测浮标、波浪浮标等。
海岸浮标是一种比较常用的锚定浮标，适合于短期科学实验及环境监 控计算，也适合于某些海底的测量工作。浮标的底部如钟摆式长臂，固定 于附加装置上。海岸浮标能将测得的数据传给卫星，再由卫星将信号传送
到地面接收站和海洋环境监网。
海洋资料浮标是岸基监测系统向海洋方面的延伸，处于海-气交换界 面上，对海洋环境进行长期测量，所采集的数据能更直接、更迅速反映海 洋环境的变化。因此，浮标资料对海洋环境监测和灾害预警报的作用是巨 大的和不可缺少的。锚泊海洋资料浮标有大型圆盘浮标，主要用于恶劣条 件下的海洋科学试验；中型浮标主要用于几百米水深的海域；小型圆盘型 浮标，主要用于近海或湖泊及河口的监测。这些资料浮标系统普遍采用了 高可靠性的低功耗微处理机作为数据采集控制的核心，应用卫星传输测量 数据。其特点主要表现在：能够增加传感器，扩大浮标的功能；采用先进 的数据采集和通讯系统；浮标采用钢、铝、泡沫塑料或玻璃钢混合结构， 重量轻、布放回收方便；均采用太阳能电池和蓄电池组合供电；关键部件 采取备份，提高浮标的可靠等级。
（二）专业调查船 （1）海洋测量船－－海图测绘和海道测量。 （2）开发研究船－－是直接为海洋开发服
务的，如勘探、渔业调查、气象观测等 （三）特种海洋调查船 （1）宇宙调查船 “远望号” （2）极地调查船 “雪龙号” （3）深海采矿钻探船
三、与调查船有关的技术及发展方向
（一）计算机网络化 （二）低速操纵性 （三）导航设备 （四）动力定位系统 （五）实验室作业区布局和调查设备 （六）调查船新型船壳设计
常升高，便可及时防备
突发事件。
海洋浮标最早出现于第二次世界大战（1939－1945年）期间，德国在大西 洋、英吉利海峡和北海等海区首先使用。当时的浮标设计较为简单。经过20世 纪50年代、60年代的研制和发展，到了70年代，海洋浮标技术日趋成熟，逐渐 投入使用。
我国从六、七十年代开始，分别开展了锚泊浮标和潜标的研制工作。在 1965年，通过全国会战研制了第一套H23 2m×1.5m船形浮标。经历了2H23型、 HFB-1型、南浮1号、科浮2号、FZF2-1型、FZS1-1型几代浮标的演变。1985年 开始建设我国的海洋水文气象浮标网，从英国MAREX公司引进了8套DS14型3m圆 盘式浮标，同时在“七五” 重点科技攻关项目中，研制了FZF2-1型10m圆盘式 浮标和FZS1-1型3m圆盘式浮标，浮标工作得到了较为迅速的发展。1986年完成 FSS1-2型千米测流潜标系统的研制工作，基本掌握了系统设计、制造、布放、 回收等技术；“七五”期间开展了深海测流潜标系统实用技术研究，使潜标系 统的相关技术得到了较大的发展，提高了潜标系统对船舶的适应性和海区适应 性。 并在中日联合黑潮调查中，多次应用了海洋调查潜标系统。
二、海洋调查船的类型
按海区不同：近海调查船 远洋调查船
按调查任务不同：综合调查船（一） 专业调查船（二） 特种调查船（三）
（一）综合调查船 设备齐全：水文、气象、物理、化学、 生物、地质的样本采集； 排水量大性能好：续航能力，有海洋浮 动实验室之称。 如：“海洋学家”号（美）、 “发现”号（英）、 “白凤丸”号（日）、 “让.夏尔科”号（法）
第一章 海洋调查和探测技术 第一节 海洋调查船 第二节 海洋浮标 第三节 海洋遥感技术 第四节 水声探测技术 第五节 海洋观测仪器
现代立体化海洋调查和探测技术:
• 海面:调查船、浮标站 • 水下:潜水器、水下实验室、水声技术 • 空中和空间:飞机、卫星
第一节 海洋调查船
海洋调查船：海洋调查最基本的运载工具，是专 门从事海洋科学调查的船只。它是运载海洋科学 工作者亲临现场，应用专门仪器设备直接观测海 洋、采集样品和研究海洋的工具。