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·940· 中国地球物理2011 (26)海洋地球物理学 GIS在海洋工程地质中的应用 of inMarine The GIS Application EngineeringGeology 密蓓蓓 Mi Beibei 青岛海洋地质研究所青岛266071 1．GIS的发展及应用 GIS是一个基于数据库管理系统(DBMS)的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操 作对象是地理信息系统和其他信息系统的根本区别。经过四十年的发展，到现在已经逐渐形成一门相当成 熟的技术，并且得到了广泛的应用。海洋工程地质主要是对地球物理、地质和七工进行综合调查和评价。 近些年，随着国家对海洋事业开发力度的加大，海洋工程施工迫切的需要海洋地质调查数据的支持，而 GIS的数据采集、数据管理及数据分析功能在海洋地质工程的应用也发挥着越来越重要的作用。 2．研究区域概况及数据来源 黄河作为世界上含沙量最大的河流，每年都输送大量的泥沙入海。历史上它经历了多次改道，最近的 一次是黄河口1996实行的人工出汊工程。因此，黄河口海区是海底地形和海岸线变化最剧烈的地区之一。 2007年使用GeoswathPlus相干声纳多波束测深系统对黄河口水F地形进行了大规模、全覆盖的测量，获 取了高精度、高分辨率的水深数据。 3．海底地形建模及分析 用处理好的数据构建海底地形DEM是进行各种地形计算和分析的基础，通过GIS软件将数据利用GRID建 模方式生成海底DEM。通过GIS的空间分析功能，提取了各种地形因子，包括坡度、坡向、平面曲率、剖面 曲率，分析了黄河口的地形起伏情况；并通过GIS的制图功能生成的等值线图、三维图、剖面图等分析描述了 现代黄河口的地形地貌特征。利用2000年的数据和2007年调查的数据进行对比计算，阐释了黄河口的冲淤分 净淤积量为5．808亿t。而根据利津水文站所统计的数据，这期间黄河口的来沙量为10．63亿t，几乎是净淤积 量的两倍之多。据此可以推测，随着近年进入黄河口的来水来沙量的减少，海洋动力对河口、海岸线和水下三 角洲的侵蚀作用越来越强烈，很大一部分的泥沙被输往远海，导致研究区内淤积量仅占来沙量的54．63％。 4．GIS在灾害地貌研究中的应用 GIS对海洋灾害地貌的研究上也发挥重要的作用。以黄河口为例，由于黄河携带的细粒级粉砂淤泥、 细砂、粉砂、粘土和有机质等沉积物在口门附近迅速堆积，沉积时间短，欠固结、含水量高，在波浪、潮 流等水动力作用下容易被扰动悬浮，非常不稳定，形成塌陷洼地、冲沟等各种灾害地貌，在海洋工程施工 前必须做出详细的调查。利用GIS的三维分析功能，能够更直观更详尽的了解海底微地貌的形态和分布。 结果表明，由于清水沟废弃老河口和现行河口水下三角洲水动力较强，其前缘斜坡地形较为破碎，起伏较 大，塌陷洼陷、滑塌陡坎、冲沟等四级地貌单元主要发育在4~10m水深区域。另外老河口南部还存在大规 模的冲沟，NWW弧形分布，长度达7-8km，相邻高差深达两三米之多。通过综合分析，将整个黄河口海 区分成一级、二级、三级灾害区，为海洋工程的施工提供了参考依据。 5．总结 综上所述，通过先进的GIS技术和数据库技术，实现了对海洋工程地质信息的采集、计算和分析，将 其运用于黄河口工程地质的开发与建设中，将黄河口海区的海底地形、地貌等数据统一组织和管理，形成 了海底信息的一体化管理，为海上工程建设的安全提供辅助决策分析服务。 参考文献 【l】高金耀，等．多波束数据的海底数字地形模型构建【J】．海洋通报，2003，22(1)：30--38． 【2】刘雁春．海洋测深空间结构及其数据处理【M】．北京：测绘出版社，2003． 【3】苏天簧，等．GIS技术在海洋工程地质勘探中的应用【J】．高技术通讯，2004，11．