當前位置:首頁 » 地質問題 » 海洋地質調查方案有哪些

海洋地質調查方案有哪些

發布時間: 2021-01-29 01:56:40

『壹』 加強和改進海洋地質調查工作的建議

在開展地質找礦改革和發展大討論中,我們在對十一五期間海洋地質調查工作調查的基礎上,研究了2011~2020年海洋地質調查工作的需求,提出了加強和改進海洋地質調查工作的建議。

一、「十一五」期間我國海洋地質調查總投入、總工作量

2006~2010年期間,我國海洋地質工作圍繞海洋區域地質調查、油氣和水合物資源調查、重點海岸帶環境地質調查、海砂資源調查評價等工作開展海上調查、綜合研究和實驗模擬工作。

(一)海洋區域地質調查

重點開展4個1:100萬圖幅、1個1:25萬圖幅的調查工作和綜合地質地球物理圖件的編制工作。總的經費投入約26300萬元,已經基本完成2個1:100萬圖幅的調查工作和1:100萬地質地球物理系列圖的編制工作。完成的主要實物工作量見表1。

表1 2005~2010年海洋區域地質工作量統計表

(二)重點海岸帶環境地質調查

開展重點海岸帶地區環境地質基礎調查、主要河口濱外區地質環境監測、濱海濕地系統的綜合地質調查與評價、以及海洋地質環境演化的綜合研究工作,2006~2010的總經費投入為8700萬元。投入的實物工作量見表2。

表2 2005~2010年海洋環境地質工作量統計表

(三)海砂資源調查

開展我國近海海域重點區塊的海砂資源調查、開采環境影響評價以及海砂資源探礦權設置規劃,已經完成了我國南海珠江口、東海舟山、黃海成山頭海域的海砂資源調查和評價工作,正在開展渤海遼東灣的調查工作。「十一五」期間海砂調查工作的總經費投入共3400萬元。

(四)油氣和天然氣水合物調查

重點開展我國黃海、東海、南海海域的油氣、天然氣水合物調查工作。分別由地質大調查、油氣戰略選區項目、國家海洋地質專項支持,總的經費投入20多億。

(五)其他

「十一五」期間國家海洋局「908」專項等開展了近海海洋地質環境調查和海岸帶地質環境調查,總的經費投入約2.5億左右。大洋科學考察和資源調查中的海洋地質的投入部分在2~3億左右。

二、2011~2020年我國社會經濟發展對海洋地質工作總需求

進入21世紀,地球科學已從陸地發展到海洋,成為海陸結合的「地球系統科學」。隨著經濟全球化和新一輪科技革命的興起,海洋已成為高新技術產業發展的重要領域,日益成為各國經濟、軍事、科技競爭焦點。為了緩解人類面臨的人口、資源、環境三大困境,各國政府紛紛出台一系列海洋政策,加強了對海洋的調查研究和對海洋資源的開發利用。50年來,我國固體地球科學獲得長足發展,但重點一直在陸地,海洋則相當薄弱。我國的海洋地質工作不僅落後於發達國家,而且落後於陸地地質工作,形成了「內向型」的地球科學格局,難以適應當今世界將地球作為整體系統研究的地球系統科學的新形勢。

隨著國家對海洋地質工作需求的增大,國土資源部作為國家地質工作的主管部門,中國地質調查局作為國家地質工作的主要組織者、承擔者,其管理職能應全方位覆蓋海洋這片「藍色國土」,應當成為國家海洋地質工作的主導者、組織者、承擔者,我們要依據國家社會經濟、科技、軍事等方面的迫切需求,立足海洋基礎地質和礦產資源地質及生態環境地質,研究和制定國家海洋地質工作的中長期發展規劃,以及強化涉海機構的能力建設、提高自主創新能力和國家核心競爭力的發展戰略。

(一)2011~2020年社會經濟發展對海洋地質工作需求

送入21世紀海洋經濟發展進入快車道,海洋經濟年平均同比增長率達到20%,在社會經濟中發揮著極為重要的作用。社會經濟發展對海洋地質工作需求突出表現在以下幾個方面。

1.海洋區域地質基礎信息保障

迫切需要盡快完成我國海域1:100萬海洋區域地質調查,開展重點經濟區海岸帶和近海1:25萬的海洋區域地質調查。完善我國海洋基礎地質信息,為國家權益、海洋軍事、資源保障、環境保護、海洋開發規劃提供所需的基礎資料。

2.油氣資源保障

迫切要求加大對我國近淺海海域油氣資源的探查,在新的區域和深部新層位(中生界、古生界地層)發現新的油氣資源,提高和穩定現有近淺海的油氣開發儲量,提高油氣資源保障能力;迫切需要在深水油氣勘探和開發領域取得突破和新的發現,提高資源儲備和可持續開發能力,發展相應的勘探和開發技術;迫切需要加快海洋天然氣水合物的勘探,以及開發領域的試產工作。大力提高天然氣水合物的調查程度,科學評價其對我國「後石油」時代的資源接續能力。大力發展水合物的開發技術研究,開展試產和環境影響評價;迫切需要開展海域淺層天然氣的勘探和開發評價技術研究,開展資源調查和評價,科學評價淺層天然氣的資源開發潛力,開展開發技術的實驗研究工作。

3.固體礦產資源保障

進行近海海域的沙礫石資源調查和評價,滿足沿海地區建築、圍填海、海岸帶防護的需求。開展回填用沙-泥資源調查,科學評價海域沙-泥開采對生態環境的影響。進行海岸帶和近海的重礦物砂礦資源調查。開展以鈦鐵礦、金紅石、鋯英砂等為主的重砂資源調查,為資源評價、科學開采、海岸帶規劃、環境保護服務,科學規劃、防止無序開采造成的環境影響和破壞。進行大洋礦產資源調查。急需加快國際海域、大洋中脊的多金屬結核、結殼、熱液硫化物礦產資源的調查評價,為我國申請新的國家海底礦區服務,加快深海礦產資源開發和環境影響評價的研究工作。

4.海岸帶地質環境保障

2008年以來,國務院相繼批准或出台指導意見的沿海地區經濟發展規劃共有11個,在原來環渤海、長三角、珠三角、北部灣發展規劃的基礎上,遼寧沿海、天津濱海、黃河三角洲、山東半島、江蘇沿海、海峽西岸、海南國際旅遊島等區域發展規劃相繼上升為國家發展戰略。這些戰略規劃涵蓋了沿海地區的產業布局、基礎建設、環境保護等重要工作內容。沿海地區的經濟增長急需突破資源保障和空間拓展兩個方面的瓶頸制約。一是大力開發海岸帶地區的資源,包括傳統的礦產資源、地下水、地熱和風能等新能源、海水和鹵水化工資源、海洋漁業資源等,亟需加強地質資源調查,支撐支柱產業發展。二是向海洋的空間拓展,大力發展港口和臨港工業、開發建設濱海新城、核電和重大涉海工程建設等。急需開展海岸帶地區的基礎地質、環境地質和工程地質調查和評價工作,為海岸帶建設和開發提供地質科學支撐服務。

目前我國海岸帶地區地質工作存在的問題包括:①中大比例尺基礎地質調查工作薄弱,現有地質資料無法滿足海岸帶地區經濟發展和重大基礎設施建設詳細規劃的需要;②海陸地質調查工作分離,在海岸帶地區存在較大的空白帶,特別是潮間帶地區,是目前海洋工程建設、圍填海的重點范圍,但基礎性地質工作嚴重不足;③海岸帶地質環境惡化和地質災害頻發,應引起極大的關注,海岸帶地質災害監測系統的建設迫在眉睫;④海岸帶生態環境破壞嚴重,有的區域經濟發展規劃脫離海岸帶自然環境的基本特徵,不具備可持續發展基礎;⑤地質資料社會化服務程度低。一方面是地質資料為地調單位所有,對管理部門的技術支撐不足;另一方面是部分地質調查工作目標服務性不強。

因此,開展以重點經濟區帶為核心的海岸帶地質環境調查、地質災害監測、地質信息社會化服務體系的建設十分迫切。繼續在「十二五」的上半段完成海岸帶地質環境中比例尺調查工作,推進重點區的大比例尺環境地質和工程地質調查,整合歷史資料,開展海陸聯合編圖,盡快提交國家和地方一批應用性強的基礎地質圖件,為海岸帶建設規劃和環境保護提供支撐。

建立海岸帶地質災害監測體系,開展地面沉降、海岸帶侵蝕、地下水污染、海平面上升、地震、滑坡、風暴潮、海水入侵等多種類型的地質災害的監測,開展地質災害的預警預報,開展全球變化對海岸帶地質災害影響評價和應對機制研究,減輕海岸帶地質災害對社會經濟的影響。

5.海洋地質調查研究能力保障

應繼續大力發展海洋地質調查和數據採集、數據處理和解釋、信息系統建設等多種技術方法,在海洋地質調查海區范圍、工作內容、深度和精度等多個領域突破。

積極推進海洋地質裝備能力建設,包括加快海洋地質地球物理調查船的建造和更新,加快海洋調查儀器裝備、海洋測試分析設備以及海洋地球物理資料處理和解釋設備和軟體采購和引進,大力提升我國海洋地質調查的能力。

6.海洋地質科學發展

繼續探索海洋地質科學的重大科學問題,在我國海域和鄰近地區的海洋地質演化和資源環境效應基礎理論研究領域有重大突破,引導海洋能源和礦產資源勘探開發、環境保護、災害防治,以及地球科學理論的發展。

(二)社會經濟發展對海洋地質調查的影響因素

社會經濟的快速發展對海洋地質工作提出了更高的要求,促進海洋地質工作的發展,需要各部門強化海洋地質工作意識,加快海洋地質調查工作進程。同時隨著社會經濟的發展,海洋地質工作也會向精細化、專題化的方向發展。國際上,各國海洋地質工作的程度與社會經濟發展的程度是密切相關的,如美國、加拿大、法國、德國、英國、荷蘭等國家已經在20世紀80~90年代基本完成海域的1:100萬的海洋區域地質調查,以及陸架區的1:25萬的調查工作。目前階段的海洋地質工作主要是開展專題性的調查工作,如油氣資源調查、精細海底地形測繪、海洋災害調查、海岸帶環境地質調查、海底生境調查,以及地質災害監測等等。另一方面,隨著社會經濟發展,海洋地質調查技術也得到長足發展,新的技術方法的應用帶動海洋地質科學的發展,如深海鑽探、海底觀測計劃、深水油氣勘探開發等等。其次,沿海地區社會經濟的快速發展,使人類活動對海岸帶地區的影響日益加強,對海岸帶脆弱的地質環境造成嚴重的影響,使得海洋環境趨於惡化,海岸帶地質災害不斷加劇。同時,沿海地區的社會經濟發展,使得人類和經濟對海洋地質環境的變化更為敏感,地質災害造成的破壞和生命財產的損失不斷加劇。因此海岸帶和海洋的地質環境評價、地質災害監測和預警等工作內容在海洋地質工作中比重逐年加大。

(三)2011~2020年完成海洋地質調查所需的經費

據測算,海保工程總體實施方案除了2008~2010年已經開展的工作外,在2015年前第一階段的工作任務(包括油氣資源調查、區域地質調查、海砂資源調查和海岸帶環境地質調查等)尚需國家投入70億元的調查費用和20億元的裝備建設費用。在這一方案中,對海岸帶地質工作投入的工作量與實際需求相差較大,而且水合物調查工作沒有在這一方案中考慮。因此綜合考慮,「十二五」期間海洋地質工作的調查研究經費總量應安排在90億左右(這里尚未考慮對大洋礦產資源調查的投入)。並應在「十二五」期間全面落實20億元的裝備建設費用,加快裝備能力建設。

2016~2020年繼續開展以海岸帶為主的中、大比例尺海洋礦產資源和環境地質調查、開展油氣和水合物資源調查,考慮到已有的工作程度,調查工作應以重點區帶、油氣等專題調查為主,「十三五」期間的調查研究經費投入應保持50億元左右,裝備建設費用應維持20億元的水平。

三、存在的問題和困難

進入21世紀,隨著經濟全球化和新一輪科技革命的興起,海洋已成為高新技術產業發展的重要領域,日益成為各國經濟、軍事、科技競爭的焦點。為了緩解人類面臨的人口、資源、環境三大困境,各國政府紛紛出台一系列的海洋政策,加強了對海洋的調查研究和對海洋資源的開發利用。據測算,中國落後於發達海洋國家約20年,我國海洋產值在國民經濟總產值中所佔比重低於世界平均水平。此外,我國與相鄰或相向的7個國家都存在疆界爭議,要盡快改變這種現狀,唯有加強海洋地質工作。

(一)海洋地質工作相對滯後

隨著國家對海洋地質工作需求的增大,國土資源部和中國地質調查局不斷加強海洋地質工作,相繼開展了126、215、118、420、429、920、908及地質大調查專項等,取得了重要成果,也受到國家重視。但與國家的需求和其他涉海系統相比,國土資源部門海洋地質工作發展速度慢,隊伍規模小,投資所佔比例和裝備水平偏低。特別是許多國際重大海洋地學計劃和海洋地學項目包括國際海底和極地的項目,我們大多處於邊緣地位。

(二)人才隊伍規模不足,人才隊伍結構不合理

目前,國土資源部門從事海洋地質工作的隊伍遠遠不能滿足全國海洋地質調查工作的要求,僅有兩個海洋地質調查單位——青島海洋地質研究所、廣州海洋地質調查局,千餘人的隊伍、陳舊的裝備遠不能適應國家和社會需求。人員隊伍建設受到嚴重束縛,與目前承擔的地調科研任務和今後需求嚴重失衡,急需增加人員隊伍的編制,加快人才引進和隊伍建設,才能基本滿足地調科研工作的需要。

此外,人才隊伍結構不合理不僅表現在學科領軍人才的不足,而且高技能的海洋調查專業人員、數據處理解釋人員、測試分析技術人員、管理人員也嚴重不足。人員結構不合理對開展調查研究工作,完成地調科研任務造成嚴重影響。當前急需加快高端人才和專業技術人才的引進,加快專業技術人員的培養,加強管理人才隊伍建設。

(三)海洋地質調查能力嚴重不足

目前,海洋地質調查機構均存在海洋調查船和調查裝備總量不足、技術手段不全、現有裝備老化與海洋地質調查任務居高不下的突出矛盾。以青島海洋地質研究所為例,目前僅有1條600噸的海洋地質調查船,而每年實際開展工作租用的調查船10~18條,調查平台嚴重不足。主要的海洋地球物理調查設備也一般為單台套,備用設備不足,調查保障能力弱。並且沒有開展油氣資源調查的綜合地球物理調查船和裝備以及海洋工程鑽探船,也缺少新的技術裝備,如海底地震、大地電磁、灘海地震、水下可視、深水遙控調查裝備等。急需加快調查船和船載裝備的建設;此外,設備更新改造沒有固定的資金渠道,沒有常態化的更新改造經費保障;特別是目前調查研究經費中對設備更新的控制過緊,在缺少其他經費來源和保障的情況下,又不準許安排必要的海洋調查裝備的更新、維護費用,缺少自我發展和持續發展能力。

(四)基地建設嚴重滯後問題

目前,海洋地質調查單位科研基地空間嚴重不足,極大限制了海洋地質調查工作的發展和學科建設。同時,隨著人才隊伍逐步擴大,對辦公和科研用房的需求也會不斷增長。「十二五」期間上述需求和資源之間的矛盾將進一步突出,急需加快基地建設,包括研究和實驗基地的建設、調查船用碼頭的建設以及職工住房建設等。目前,基地建設的首要困難是建設用地和資金問題。還以青島海洋地質研究所為例,該所現只有18畝土地,辦公和科研空間嚴重不足。突出反映在專用調查設備實驗室、分析測試實驗室、天然氣水合物模擬實驗室、岩土工程實驗室、地震處理和解譯實驗室、海洋地質數據信息中心、地質樣品庫、圖書資料館、科普實驗館等方面的空間嚴重不足。

四、加強和改進海洋地質調查工作改革和發展建議

結合國家海洋地質工作形勢、部和局海洋地質工作管理現狀、海洋地質研究所發展現狀和需求,提出以下工作建議。

(一)切實推進國家海洋地質工作的統一部署

國家海洋局為國土資源部管理的專業局,地質調查局為國土資源部管理的直屬局,國土資源部有條件在國家層面上進行海洋地質工作的統一規劃、統一部署和協調,深化體制改革,並推動海洋地質工作形成科學合理的運行機制。部、局應站在國家高度上統領海洋地質工作,明確地調局對海洋地質工作的統籌和組織實施。基於我國的海洋地質工作起步晚,基礎薄弱,部和局應從戰略高度將海洋地質工作上升為國家地質工作的重要組成部分,下大力氣研究推進機制和體制創新,加強地質調查隊伍的能力建設,並將隊伍的能力建設作為推動全國海洋地質工作發展的基礎。此外,還要做好對全國海洋地質調查研究隊伍的協調工作,加強聯系,密切溝通,通力協作,務實推進。

(二)國家和地方政府應加大對海洋地質調查的投入

海洋地質調查工作投入高,對裝備的要求和人員資質的要求高,國家應該以公益性經費的投入為主。在海岸帶地區開展的大比例尺環境地質、工程地質調查、以及海岸帶地質災害監測,地方政府也應有一定比例的經費投入。建議國家要與地方政府協調,在「十二五」期間地方對海洋地質工作的投入應占國家總經費投入的20%左右,「十三五」隨著沿海地區社會經濟的發展和自身發展的需求加大,地方政府對海岸帶地質工作的投入要適當增加,應達到總工作費用的25%~30%左右。

(三)加強海洋地質調查人才隊伍建設

部、局應制定海洋地質調查人才隊伍建設的規劃、合理調整人員編制,加大人員隊伍編制數,加快人才引進工作,及時制定和出台人才隊伍建設的鼓勵政策和機制,創造引進人才的條件。一是制定人才隊伍規劃,爭取國家長期穩定的人才隊伍建設經費支持,特別是對沒有納入創新體系的海洋單位要積極爭取國家政策,獲得支持;二是人才隊伍建設必須依託地調科研項目,制定相應政策,保障人才隊伍建設。如在重大專項中允許一定比例的項目研究經費可用於設立人才引進的開放課題,預留人才引進的經費渠道和條件,在國家預算政策允許的范圍內加強隊伍建設和引進;三是加強後備人才的培養。推動研究生院的建設,制定相應政策保證局屬和部屬科研單位可以通過研究生院進行招生。同時,應加大力度推進國土資源系統博士後工作站的建設。切實提高人才隊伍綜合實力,建成一支高素質、綜合性的海洋地質調查專業人才隊伍,以適應海洋地質調查工作發展的需要。

(四)大力推動基地建設和能力建設,解決發展瓶頸

海洋地質調查船隻和基地裝備投入大,僅靠通常的地質調查裝備更新資金,難以解決,需要專項爭取國家大型裝備(如調查船舶等)的建設資金投入,加快海洋地質調查裝備建設,並形成長期穩定的使用維護資金投入機制,進行設備修購更新。同時,要爭取國家政策,適度放寬設備投入在項目經費預算中的比例。制定依託項目進行建設的相關配套政策,加強在部重點實驗室和國家實驗室建設方面的投入。爭取國家對野外地質科學實驗站的穩定投入,保持國家對地質調查工作經常性投入經費的穩定增長。

(五)提高海洋地質調查能力,加快海洋地質調查機構建設

建議部、局加強對沿海經濟建設的服務能力,深入研究海洋地質工作的規律和需求,加快落實「北方海洋地質調查中心」建設的相關規劃、政策和保障措施,在調查船、裝備建設和人員編制方面給予青島海洋地質研究所政策和資金支持,推動青島海洋地質地調中心的建設,為局協調開展全國海岸帶地質工作做好支撐。同時,切實解決限制青島海洋地質研究所發展的基地建設問題,特別是應大力支持和幫助協調、推進基地建設項目立項和建設用地工作。還要積極推動國家實驗室、部重點實驗室等科技創新平台建設,在此基礎上,多種渠道和途徑解決調查能力和資料、數據處理能力建設問題,形成持續發展能力。

(原載《國土資源部咨詢研究中心專家建議》2010年54期,作者與余養力、朱耀琪、王希凱、秦嶺合作撰文)

『貳』 海洋地質調查船,工程地質取心船,地球物理調查船,是不是一個東西

地球物理調查船
如果是多纜式的,就是靠分析
主動造成震動引起的地質回專波圖像
來解析海底屬地質情況。工程地質取心船沒聽說過是取芯船吧?個人覺得海洋地質調查船的范圍最大,地球物理調查船和取芯船各有區別,但是誰都不可能規定地球物理調查船不能去取芯啊呵呵

『叄』 海洋地質學是研究什麼的學科

海洋地質學是研究地殼被海水淹沒部分的物質組成、地質構造和演化規律的學科。研究內容回涉及海岸答與海底的地形、海洋沉積物、洋底岩石、海底構造、大洋地質歷史和海底礦產資源。它是地質學的一部分,又與海洋學有密切聯系,是地質學與海洋學的邊緣科學。海洋覆蓋面積約佔地球表面積的71%。它是全球地質構造的重要組成部分,也是現代沉積作用的天然實驗室。海底蘊藏著豐富的礦產資源,是人類未來的重要資源基地。海洋環境地質和災害地質直接關繫到人類的生產和生活。海洋地質調查還是海港建設、海底工程和海底資源開發的基礎。因此,海洋地質學具有重要的理論和實踐意義。

『肆』 第一海洋地質調查大隊就業

兄弟,地質調查的話肯定經常在海上漂著。但是爭得多呀!

可以先了解一下單位內部規定專,以及相關法律法規屬;

如果在海洋石油工作平台上是干2個月回陸地休息兩個月。外國公司是干2周休息2周。

對於海洋地質調查,請人吃頓飯咨詢咨詢貝。反正在石油系統內,還是不錯的。

『伍』 海洋地質調查研究的任務和目的

,湖北省鄂西北地質礦產調查。地址:襄樊市長虹路35
任職資格:類固體礦產回勘探,地質鑽(坑)探測器答級。
不一定在襄樊,肯定乾地質不穩定,在一個城市。
荊州市,湖北省水文地質工程地質大隊南門外
孝感市,湖北省核工業地質大隊(湖北省核工業地質調查院)體育羲擼犧段特別
恩施市,湖北省第二地質大隊土橋大道10號
湖北省宜昌市夷陵區,湖北省宜昌地質勘探大隊夷陵路19號
化工地質礦山總局湖北地質勘查院,湖北省,荊州市荊州區屈原路桔頌街41號,
武漢,武漢地質工程勘察院漢陽十里鋪夏家灣特殊的液體礦產勘查號1級;
武漢科島地理信息工程有限公司,武漢市,青山區和平大道1250年,
湖北南以調查為基礎工程有限公司,公司,武漢市青山區和平大道1250
湖北省地質科學研究所,武漢市解放大道684號
第一鋼琴骨折街夏家灣特,武漢市,湖北省地質環境總站(武漢水文地質工程地質大隊)
武漢,湖北非金屬地質航空路26號
地球物理勘探技術研究所,湖北省,武漢市經濟技術開發區沌陽街盟市路108號
孝感市,湖北省鄂東北地質大隊163號建設路
?育才路10號,大冶市,湖北省鄂東南地質大隊

『陸』 海洋地質調查的海洋地質調查

應用地質、地球物理和地球化學等各種手段探測海底地形、地質構造、版海底岩石、沉積物及海權底礦產的統稱。調查內容和方法主要有:利用回聲測深儀、旁側聲吶和多波束測深儀調查海底地形地貌;用拖網、抓鬥以及柱狀取樣器和海洋 鑽探等獲取沉積物和岩石樣品;用地層剖面儀,了解水下疏鬆沉積物分布、厚度及其構造特徵;用地震、重力、磁力以及地熱等地球物理方法、海上鑽探等,探測海底地質構造及礦產資源;在個別地區,通過潛水器、水下電視、照相等方法直接觀測海底沉積物及其動態和地貌形態等。又可分為綜合性和專業性兩種:前者,在大范圍內,採用小比例尺進行上述各項內容的綜合調查,以獲得較全面的地質、地球物理資料,為下一步工作提供依據;後者,專業性調查則是為某一具體目的而進行的調查,如尋找石油或工程地質、環境地質調查等。

『柒』 現代通信技術在海洋地質調查中的應用

盛堰溫明明

(廣州海洋地質調查局 廣州 510760)

第一作者簡介:盛堰,男,1973年生,工程師,主要從事海洋地質調查工作、先後參加105-15大洋調查、天然氣水合物資源調查,參加了863、126、大洋課題等研究工作。

摘要 在當今海洋地質調查作業中,聲學通信技術、ADSL通信技術、衛星通信技術、區域網絡通信技術等現代通信技術得到廣泛應用,本文對應用到的幾種主要現代通信技術原理及其應用實例進行了介紹。

關鍵詞 現代通信技術 海洋地質調查 聲學通信技術 衛星通信技術 ADSL 通信技術

1 前言

現代海洋地質調查越來越成為集海(水下設備、感測器等)、陸(調查船、作業平台等)、空(GPS定位、衛星通信等)各種高技術的綜合應用平台,特別是隨著衛星通信技術、移動通信技術,網路通信技術以及計算機信息技術的飛速發展,各種現代通信技術在海洋地質調查中得到了廣泛的應用(圖1)。

圖1 通信技術應用示意圖

Fig.1 Communication Technology App sketch map

2 海洋地質調查中的應用

在當今海洋地質調查作業中廣泛應用的現代通信技術包括:聲學通信技術、ADSL通信技術、衛星通信技術、區域網絡通信技術及無線電通信技術等。

2.1 聲學通信技術的應用

海洋是一個神秘莫測的境地。在海水中,電磁波衰減很快,光也很容易被吸收或是形成散射,因此無線電及其光通信技術在海水中很難像在陸地上一樣廣泛使用。隨著現代科學技術的發展和人類進步的需要,聲波在水中的傳輸特性、逐漸形成了一種新型的水聲通信技術。水聲通信是一種運用高科技的通信技術,整個系統的工作過程比較復雜,要進行一系列的信號轉換。數據、文字、語音、圖像等信息轉換成電信號,再由編碼器將信息進行數字化處理,然後經換能器將電信號轉換為聲信號。聲信號通過水介質傳遞到接收換能器,在這里聲信號又轉換為電信號,解碼器將數字信息編譯出數據、聲音、文字及圖片等。

無纜海洋調查地質設備主要的通信手段大都利用聲通信技術。在當前我國海洋地質調查船上使用聲通信工作或控制的典型設備就有:多波束(海底地形、地貌測量)設備(如:SEABEAM2112、SIMRAD EM-3000、EM-950等多波束系統),水深測量設備(如:SOUND210等),超短基線、長基線水下定位設備(如:NAUTRIX USBL系統),各種典型的聲吶設備、水聲通信MODEM、PINGER等,它們都是通過聲波發射接收器(水聽器)、聲陣列等發送和接收調制有數據信號和控制信號的聲波信號,從而進行通信及資料採集與控制等工作。

聲波在海水中的傳播速度是溫度、鹽度和壓力的函數,聲速計算一般採用威爾遜(Wilson)經驗公式,即:C=1449.14+△CT△CS△CP△CSTP

式中,1449.14為一常量,代表了一個大氣壓下,海水溫度為0℃,鹽度為35.00時海水具有的聲速值。

△CT代表溫度變化產生的聲速改正值:

△CT=4.5721T-4.4532@10-2T2-2.6045@10-4T3+7.985@10-6T4

△CS代表鹽度變化產生的聲速改正值:

△CS=1.3980(S-35)+1.692@10-3(S-35)2

△CP代表海水壓力變化產生的聲速改正值:

△CP=1.60272@10-1P+1.0268@10-5P2+3.5216@10-9P3-3.3603@10-12P4

△CSTP代表鹽度、溫度和壓力同時變化時產生的聲速改正值。

上述公式中,C為聲速;T為溫度;P為海水壓力;S為鹽度;Z為深度。

聲波在海水中傳播時會受很多因素的影響,不僅與工作頻率有關,還與海水的溫度、鹽度、各種雜訊以及各種障礙物產生的反射、折射等因素有關,由於海洋中波浪、魚類、船舶等影響會產生的各種雜訊干擾,聲波在海水中傳遞同時還形成「多徑干擾信號」,加之海水對聲波的吸收,會導致接收到的信號模糊不清,傳播效率和質量都要受到影響。隨著科技的發展,現在水聲通信採用了跳頻通信、偽隨機碼調制等新技術來解決雜訊干擾及「多徑干擾信號」。但是聲波在水中的聲速還不及光速的20萬分之一,在水中聲信號的傳輸率較低,加上聲波在水中的散射、傳輸的損耗以及回波的干擾等,水聲通信的距離僅有約10km。

2.2 ADSL通信技術的應用

ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)技術即非對稱數字用戶環路技術,是XDSL系列銅纜用戶internet接入技術中目前應用最廣泛的一種,它通過普通電話銅線高速傳輸數據、語音、視頻信號。上行採用FSK(頻移鍵控)技術,下行採用DMT(離散多音頻調制)技術或CAP(無載波幅度/相位調制)技術,為用戶提供上、下行非對稱的傳輸速率(帶寬),它的下行速率在2.048Mb/s~8.19Mb/s之間,上行速率在640Kb/s左右。ADSL系統主要由中央交換局端模塊和遠端模塊等部分組成。隨著技術的發展,逐步成為一種較方便的寬頻接入技術。ADSL系統是在一對普通銅線兩端各加裝一台ADSL局端設備和遠端設備而構成。ADSL Modem主要由處理D/A變換的模擬前端(analog front end)、進行調制/解調處理的數字信號處理器(DSP)以及減小數字信號發送功率和傳輸誤差,利用「網格編碼」和「交織處理」實現差錯校正的數字介面構成(Walter,2000)。ADSL是目前較先進的一種接入技術,有「網路快車」之美譽,因其速率高、頻帶寬、性能優、安裝方便,成為繼MODEM、ISDN之後的又一種全新的高效通信技術。

隨著海洋技術的發展,ADSL技術也在海洋地質調查設備中得到廣泛應用,如ROV系統、海底視頻採集系統等,下面以「深海彩色數字攝像系統」(863項目,廣州海洋地質調查局主持開發)為例進行說明,系統框圖如圖2。

圖2 海底觀測系統結構模塊圖

Fig.2 Seabed observation system construction mole chart

「深海彩色數字攝像系統」利用原有的CTD鎧裝鋼纜作為傳輸介質,在甲板控制單元和水下單元各用一個 ADSL Modem,利用ADSL通信技術實現網路互連,進行視頻傳輸和採集控制。由於受到抗拉強度、水密性能、抗高壓性能的影響,對鎧裝纜的要求非常高,傳統的鎧裝鋼纜帶寬較低,不能實時無滯後傳輸海底高保真視頻圖像,因此只能對圖像進行有損壓縮。現在最新的海底觀測與視頻採集系統開始使用鎧裝光纜作為傳輸介質,極大的擴展了其傳輸帶寬,提高了海底觀測的實時性和保真度,使海底視頻觀測採集技術向光電通信技術邁進。

2.3 衛星通信技術的應用

隨著空間衛星通信技術的發展,衛星通信在海洋地質調查中也得到普遍應用,尤其是GPS衛星定位和衛星氣象的應用尤為廣泛。

GPS(Global Positioning System)全球定位系統是以衛星為基礎的無線電導航系統,可為航空、航天、陸地、海洋的用戶提供3維的導航、定位和定時。GPS由衛星星座(空間部分)、地面監控系統(地面控制部分)、GPS信號接收機(用戶設備部分)等三個部分組成。GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛星所組成,這些GPS工作衛星共同組成了GPS衛星星座,其中21顆為可用於導航的衛星,3顆為活動的備用衛星。這24顆衛星分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行。衛星至地球表面的平均高度為20200km,運行周期約為12恆星時。地球上任何地點、任何時刻至少都能觀測到4顆衛星。每顆GPS工作衛星都發出用於導航定位的信號。GPS用戶正是利用這些信號來進行工作的。以3顆位置已知的衛星為圓心,以被測點到衛星的距離為半徑作3個圓,這3個圓的交點就是被測點的位置。在GPS系統中,就是根據空中運行的3顆衛星和這些衛星到被測點的距離,確定被測點的位置。全球衛星定位導航系統採用多星高軌測距體制,GPS接收機在同時接收到3顆以上衛星的信號後,由3顆衛星至用戶的3個等距離球面的相交即可確定用戶的位置。通過對4顆衛星的觀測還可定時,並由時鍾改正值來修正距離測量誤差(徐紹銓等,2004)。該系統具有全球連續覆蓋、定位精度高快速、被動式全天候觀測無需通視、操作簡便、抗干擾能力強等優點使其應用領域不斷擴大雖然美國軍方從戰略目的出發,採取選擇可用性(Selective Availability)和反電子欺騙技術(Anti-Spoofing),但目前相位觀測法可以繞過SA的影響,消除大部分人為加入的誤差,其應用已不僅限於導航定位的軍事用途,還用於大地測量學、地球動力學、大氣科學、災害監測等。

在海洋地質調查中經常要使用GPS(或DGPS)衛星通信定位,所有測站的坐標都使用GPS衛星實時定位,導航GPS接收機接收GPS衛星信號,並根據測量投影方式進行解算後對船舶進行導航和定位。GPS接收機型號各異,如SECEL GPS接收機、LGBX-PRO GPS接收機、SF2050 GPS接收機等,其精度指標也各不相同。

在進行海洋地質調查時,調查船舶每天還要接收氣象衛星信號,並根據衛星雲圖上顯示的氣象信息(如:台風、低壓、高壓等的生成情況、大致走勢)判斷工區未來24小時內的氣象情況,從而動態安排測站調查作業。

隨著internet技術的發展,在調查船上也可以實時收發email和上internet瀏覽新聞等,但是目前衛星信道收發上下行速度相對較慢,且費用昂貴。

2.4 區域網絡通信技術的應用

在綜合的海洋地質調查中涉及到DGPS導航定位測量、地質取樣及其描述、化學測試分析、多波束及水聲測量等多學科多專業,不僅要進行資料採集,還需進行資料處理、解釋、分析、研究等工作,各種資料既相互獨立又密切結合,調查中需要綜合分析利用各種數據資料,因此各專業數據共享成為必要。

在現代海洋地質調查作業時,野外無紙化的數字辦公、網路辦公越來越成為新的辦公方式,既節約成本又可以提高效率還可以減少差錯;其次船舶位置信息、狀態、物資、氣象信息等網路化共享,不僅為首席科學家科學部署提供決策參考,還可以更好地為船長綜合指揮船舶服務;因此,隨著信息技術的發展,調查船載有線區域網絡通信技術和無線區域網絡通信技術得到了普遍的應用。以綜合海洋地質調查「海洋四號」科考船為例,區域網絡通信技術在綜合信息採集和野外辦公中得到很好的應用。圖3 為「海洋四號」區域網絡通信模塊圖。

圖3「海洋四號」科考船區域網通信模塊圖

Fig.3 Haiyang4 R/V』s LAN Communication mole chart

2.5 傳統無線電通信技術的應用

在現代海洋地質調查中,傳統的無線電通信技術仍然得到繼續利用,比如對講機,單邊帶等。

3 結語

現代通信技術在海洋地質資源調查中得到廣泛應用,但是由於受到很多客觀條件限制,陸地上已經使用的很多現代通信技術在茫茫大海中還不能使用。下一代的太空網路架構正在開發制定中,這個新的架構將利用互聯網協議確保地面(包括陸地、海洋和大氣層)和衛星網路的互操作性,利用衛星進行通信互連,這將使數據存儲、傳輸和使用的方式發生革命性變化,一個基於衛星的IP通信網路可在全球范圍內將服務延伸到世界上任何地區的用戶。企盼著即將到來的下一代網路(NGN)、下一代電信網(NGT)、下一代互聯網(NGI),下一代無線移動通信網(3G,B3G,4G)都能基於衛星IP網路平台上為海洋通信提供良好的技術服務,深信科學家們的不懈努力「一個世界,一個網路」不再是夢想,地面和太空將一起形成一個無縫的衛星通信服務體系。

參考文獻及資料

廣州海洋地質調查局,海底攝像技術手冊

廣州海洋地質調查局,seabeam2112技術手冊

Walter Gorlsky,著.劉勇等譯.2000.ADSL和ADSL技術,北京:人民郵電出版社

徐紹銓,張華海,楊志強,王澤民編著.2004.GPS測量原理及應用(修訂版).武漢:武漢大學出版社

The Application Of Modern Communication Technology In Marine Geological Survey

Sheng YanWen Mingming

(Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760)

Abstract:The communication technology such as sound communication tech.,Netware communication tech.,ADSL communication tech.and satellite communication tech.has been more and more applied in the field of Marine geological survey.in this paper,It is simply introced the theory of these communication technologies and the applications in different survey equipment and methods.

Key Words:communication tech.Marine geological survey Acoustics communication tech.satellite communication tech.ADSL communication tech.

『捌』 什麼是海洋區域地質調查

按國際分幅進行的海洋區域地質調查。調查的內容包括地形地貌、海底地質、地質構造、新生代沉積基底及蓋層性質、礦產類型及其性質等。

『玖』 海洋地質調查的海洋地質調查作業

1.無纜自返式取樣器; 2.測深剖面測量; 3~4.深海照相和電視; 5.活塞取樣、抓鬥、箱專式取樣、地熱測量; 6.海底鑽井屬; 7.拖網取樣; 8.岩石拖網; 9.地層剖面測量; 10.重力測量; 11.電火花、氣槍; 12.地震反射測量; 13.旁側聲吶; 14.地震折射 測量;15.磁力測量

『拾』 海洋地質學

海洋地質學未來的發展前景較好:我國開有海洋地質學這門專業的只有中國內海洋大學、同濟大學和中容國地質大學等有限幾所大學;我國海洋地質工作程度較低,1:100萬的區域海洋地質調查都沒有實現全覆蓋,海洋地質調查、固體礦產調查和油氣調查是我國未來重點的地質調查方向;就業單位主要在我國沿海的天津、青島、上海、廣州等沿海城市。
地質工程未來發展前景較差:我國的理工大學大都開有地質工程這個技術類專業,尤其是2000年以來,每年都為社會上輸送了大批的人才,很快就會出現供過於求的局面。

熱點內容
鹿特丹港國家地理 發布:2021-03-15 14:26:00 瀏覽:571
地理八年級主要的氣候類型 發布:2021-03-15 14:24:09 瀏覽:219
戴旭龍中國地質大學武漢 發布:2021-03-15 14:19:37 瀏覽:408
地理因素對中國文化的影響 發布:2021-03-15 14:18:30 瀏覽:724
高中地理全解世界地理 發布:2021-03-15 14:16:36 瀏覽:425
工地質檢具體幹些什麼 發布:2021-03-15 14:15:00 瀏覽:4
東南大學工程地質考試卷 發布:2021-03-15 14:13:41 瀏覽:840
中國地質大學自動取票機 發布:2021-03-15 14:13:15 瀏覽:779
曾文武漢地質大學 發布:2021-03-15 14:11:33 瀏覽:563
中國冶金地質總局地球物理勘察院官網 發布:2021-03-15 14:10:10 瀏覽:864