南海陆坡海底峡谷地形复杂度分析方法

李金洋, 张建兴, 王冰, 杜梦迪, 张毅涵, 阳凡林, 栾振东. 南海陆坡海底峡谷地形复杂度分析方法[J]. 海洋地质前沿, 2024, 40(3): 84-92. doi: 10.16028/j.1009-2722.2022.279
引用本文: 李金洋, 张建兴, 王冰, 杜梦迪, 张毅涵, 阳凡林, 栾振东. 南海陆坡海底峡谷地形复杂度分析方法[J]. 海洋地质前沿, 2024, 40(3): 84-92. doi: 10.16028/j.1009-2722.2022.279
LI Jinyang, ZHANG Jianxing, WANG Bing, DU Mengdi, ZHANG Yihan, YANG Fanlin, LUAN Zhendong. Quantitative analysis on the seabed terrain complexity of submarine canyons of the South China Sea continental slope[J]. Marine Geology Frontiers, 2024, 40(3): 84-92. doi: 10.16028/j.1009-2722.2022.279
Citation: LI Jinyang, ZHANG Jianxing, WANG Bing, DU Mengdi, ZHANG Yihan, YANG Fanlin, LUAN Zhendong. Quantitative analysis on the seabed terrain complexity of submarine canyons of the South China Sea continental slope[J]. Marine Geology Frontiers, 2024, 40(3): 84-92. doi: 10.16028/j.1009-2722.2022.279

南海陆坡海底峡谷地形复杂度分析方法

  • 基金项目: 国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目“西太平洋典型深海热液和冷泉流固界面的长期原位拉曼定量探测”(92058206),中国科学院战略性先导科技专项(XDA22050502、XDA19060402)
详细信息
    作者简介: 李金洋(1999—),女,在读硕士,主要从事海洋测绘海底地形地貌方面的研究工作. E-mail:1340005968@qq.com
    通讯作者: 栾振东(1976—),正高级工程师,主要从事深海探测技术及海底地形地貌方面的研究工作. E-mail:luan@qdio.ac.cn
  • 中图分类号: P736

Quantitative analysis on the seabed terrain complexity of submarine canyons of the South China Sea continental slope

More Information
  • 地形复杂度指数是描述地形变化程度的综合指标,本文基于南海陆坡北港隆起区的水深网格数据,采用均值变点分析法确定地形起伏度的最佳统计单元,建立计算海底地形复杂度的模型,融合研究区坡度、地形起伏度、地表切割深度和高程变异系数4种地形因子,分析研究区的地形特征和地形复杂度。结果表明,研究区地形起伏度最佳分析窗口大小为19×19网格,最佳统计窗口面积为1.768 9 km2;研究区北部及南部区域地形平坦,地形复杂程度较低,复杂度指数<2.35;中部区域存在规模不同的峡谷,地形复杂程度较高,复杂度指数平均>3.37,其中,中部偏东区域因海底峡谷最为发育,地形复杂度指数可达7.77。研究区地形复杂度的定量分析结果与海蚀作用的强弱程度呈现出较好的正相关性,这对系统开展南海海底峡谷形态特征及演化过程研究、维护海洋工程设施安全等具有重要借鉴意义。

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  • 图 1  研究区海底地形

    Figure 1. 

    图 2  窗口面积与平均地形起伏度关系拟合曲线

    Figure 2. 

    图 3  S Sk差值的拟合曲线

    Figure 3. 

    图 4  研究区评价因子分级结果

    Figure 4. 

    图 5  研究区综合地形复杂度指数分布

    Figure 5. 

    图 6  研究区剖面图

    Figure 6. 

    图 7  区域 A、B典型冲沟形态

    Figure 7. 

    表 1  评价因子按自然间断点分级统计表

    Table 1.  The statistics of the evaluation factors based on the natural discontinuity points

    等级分类低复杂度中复杂度高复杂度较高复杂度极高复杂度
    分级指数13579
    坡度/(°)<8.014 98.014 9~6.027 216.027 2~24.039 524.039 5~32.051 8>32.051 8
    面积占比/%50.2832.0913.813.650.17
    地形起伏度/m<132132~259259~386386~513>513
    面积占比%24.0137.5228.269.280.93
    地表切割系数<8181~160160~238238~317>317
    面积占比%37.2841.9617.043.420.30
    高程变异系数<0.062 80.062 8~0.123 20.123 2~0.183 50.183 5~0.243 9>0.243 9
    面积占比%66.3928.773.101.020.72
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    表 2  评价因子权重结果

    Table 2.  The weight table of the evaluation factors

    坡度地形起伏度地表切割深度高程变异系数
    平均值0.234 70.348 50.273 10.166 2
    标准差0.172 20.186 60.161 80.138 3
    变异系数0.733 90.535 50.592 70.832 4
    归一化权重0.272 40.198 70.220 00.308 9
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    表 3  综合地形复杂度结果统计

    Table 3.  Statistics of the comprehensive terrain complexity

    等级分类范围面积占比/%
    低复杂度<2.3546.69
    中复杂度2.35~3.7131.15
    高复杂度3.71~5.0616.52
    较高复杂度5.06~6.415.08
    极高复杂度>6.410.56
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出版历程
收稿日期:  2022-10-14
刊出日期:  2024-03-28

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