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多波束声学底质分类研究进展与展望

唐秋华^1,2,纪 雪³,丁继胜^1,2,周兴华^1,2,李 杰¹

(1. 自然资源部 第一海洋研究所, 山东 青岛 266061；2. 山东科技大学 测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590；

3. 测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430079)

论文简介：

海底底质类型是一种重要的海洋环境参数，底质类型的分布对海洋资源调查、海洋工程建设以及海洋科学研究等具有重要意义。随着海洋资源开发、海洋工程建设以及海洋科学研究的大规模开展，迫切要求更新、更快的方法对调查区底质类型及其分布情况有全面、系统的掌握。

多波束勘测技术是20世纪60年代以来发展起来的新一代海底地形地貌测量技术。多波束测深系统不但可以获取高精度的水深地形数据，而且可以同时获取高精度的海底反向散射强度数据。基于多波束反向散射强度数据，对其进行精细化处理，并结合一定数量的传统底质取样数据进行底质分类，为海底沉积物划分提供了一种快速而有效的探测方法。

多波束声学底质分类是通过遥测海底沉积物的声学特性（如反射系数、声速、衰减、散射等）来了解其物理特性（如底质类型、粒度大小等），它具有工作效率高，获取资料连续、丰富的特点，为海底底质类型划分提供了一种迅速而可靠的方法，是传统海底底质取样和沉积物分类的有益补充。利用多波束反向散射强度进行海底底质分类是近年来声学海底遥测的一个研究热点，国内外研究人员在声学底质分类方面做了大量有益工作，但相关研究与应用尚存多方面亟待解决的问题。

我刊密切关注国内外多波束声学底质分类研究动向，特别邀请唐秋华研究员等海洋测绘学科学者，撰文论述多波束声学底质分类相关研究及其进展。

封面图片：

图片源自2018年“向阳红18”船海试航次，为高精度EM302多波束测深系统获取的水深地形数据结合反向散射强度数据叠加图。多波束测深系统不仅能获取高精度水深地形数据，同时还能获取高分辨率反向散射强度数据，利用声学底质分类技术，能快速获取调查区三维海底地形、表层纹理以及沉积物类型，为海洋监测、海洋调查、海洋工程建设和海洋科学研究等提供技术支撑和数据保障。详见本期综述《多波束声学底质分类研究进展与展望》，图片由作者提供。

作者简介：

唐秋华（1973-），男，博士，研究员。1996年毕业于武汉测绘科技大学地学测量工程学院测量工程专业，获工学学士学位；2009年毕业于中国海洋大学海洋地球科学学院海洋地质专业，获理学博士学位。1996年到自然资源部第一海洋研究所工作至今，主要从事海洋测绘、多波束海底地形地貌勘测、水下声学遥感、水下声学定位、GNSS数据处理等方面的应用与研究工作。主持国家自然科学基金项目、“863”计划专题课题、山东省自然科学基金项目、国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室开放基金项目等多项，在国内外期刊和会议上发表学术论文40余篇。

论文摘要：

多波束勘测技术是20世纪60年代以来发展起来的新一代海底地形地貌测量技术。多波束测深系统不但可以获取高精度的水深地形数据,而且可以同时获取高分辨率的海底反向散射强度数据。随着多波束测深技术的革新和应用,其声学底质探测功能得到不断的挖掘和推广,基于多波束反向散射强度数据,并结合一定数量的传统底质取样数据对海底底质分类,工作效率高且获取的资料连续、丰富,为海底底质类型划分提供了一种迅速可靠的方法,是传统海底底质取样和沉积物分类的有益补充。主要论述了国内外多波束海底底质分类技术的研究现状,梳理了多波束底质分类各环节所涉及的关键技术,分析了该领域存在的主要问题,介绍了目前典型的多波束底质探测设备及底质分类软件,展望了多波束底质分类研究的发展趋势与应用前景。

关键词:多波束测深系统; 反向散射强度; 海底底质分类

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《海洋科学进展》与《海岸工程》编辑部

 2019-01-29