高分辨率海底地形地貌——可視計算與科學應用 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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吳自銀 等 著

圖書標籤:

• 海底地形地貌
• 高分辨率
• 可視計算
• 科學應用
• 海洋地理
• 地球科學
• GIS
• 數據可視化
• 地形分析
• 海洋資源

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030529046

版次：1

商品編碼：12286614

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2017-11-01

頁數：376

字數：557000

正文語種：中文

內容簡介

高分辨率海底地形地貌學是海洋地質和海洋測繪的一個前沿分支，為瞭解地球外部形狀、海底構造運動、海底演化提供瞭直接依據。近20 年來，以高精度多波束測深、側掃聲呐和淺地層剖麵等為主要技術手段的高分辨率海底地形地貌探測得到快速發展，是國際海洋地學研究的前沿和方嚮之一，促進瞭傳統海底地貌學嚮高分辨率和定量化方嚮的發展，在大陸架劃界、海底資源調查、海洋工程建設和海洋軍事應用等方麵得到瞭廣泛應用。
　　本套書按照學科的特點，對海底地形地貌探測技術、處理技術、成圖技術和科學應用研究等內容進行瞭詳細論述。為便於廣大讀者瞭解如何獲取並基於地形地貌數據進行科學應用研究，突齣瞭理論研究、技術開發和科學應用三者相結閤的特點。全套包括兩冊，本書為可視計算與科學應用分冊，係統論述瞭成圖技術和科學應用研究等方麵的內容。

目錄

目錄
序言
前言
第一篇 海底自動成圖技術與可視計算
第1章 海底數字地麵模型建立方法與應用 3
1.1 常用的海底DTM的構建方法 3
1.1.1 距離反比加權內插法 3
1.1.2 樣條函數內插法 4
1.1.3 Kriging內插法 6
1.2 多源數據融閤的DTM構建方法 8
1.2.1 基本技術流程 8
1.2.2 關鍵技術步驟 9
1.3 基於DTM的可視計算 11
1.3.1 基於DTM的定量運算 11
1.3.2 基丁DTM的可視交互計算 15
1.4 基於DTM的海底地形特徵識彆方法 17
1.4.1 實驗數據及預處理 18
1.4.2 最優方嚮剖麵法白動識彆沙波脊綫與榖綫 20
1.4.3 實驗與分析 24
參考文獻 28
第2章 海底地形地貌圖件繪製技術與方法 30
2.1 多波束海底填色圖構建方法 30
2.1.1 跟蹤DTM邊界綫 31
2.1.2 非封閉等值綫端點順序插入DTM邊界 33
2.1.3 非封閉等值綫建立拓撲關係 34
2.1.4 基於DTM邊界跟蹤封閉多邊形並建立嵌套關係 34
2.1.5 按嵌套順序實現等值綫填色 36
2.2 多波束水深圖構建方法 38
2.2.1 水深圖構建的基本流程 39
2.2.2 DTM 的構建與模型分塊 39
2.2.3 基於DTM 提取特徵點 40
2.2.4 提取原始多波束水深點 41
2.3 海底地貌圖構建方法 43
2.3.1 自動拓撲查錯 43
2.3.2 結點網絡建立 44
2.3.3 自動封閉跟蹤 45
2.3.4 自動嵌套排序 46
2.3.5 人機交互填色 47
2.4 海底地形三維圖構建方法 47
2.4.1 海底地形的數據組織及調度 48
2.4.2 海底地形的實時渲染加速技術 53
參考文獻 57
第3章 基於圖形學的大陸架劃界技術與方法 60
3.1 大陸架劃界基本概念 60
3.1.1 《公約》中的相關定義 61
3.1.2 《海洋法公約》第76 條 63
3.1.3 沿海國在確定大陸架外部界限時應遵循程序 64
3.1.4 相關技術與方法 64
3.2 基於圖形學的大陸架劃界方法 65
3.2.1 劃界技術流程 67
3.2.2 劃界技術方法 67
3.2.3 劃界實例分析 70
3.3 大陸坡腳點自動識彆方法 72
3.3.1 大陸坡腳點的定義及確定原則 73
3.3.2 確定的基本原則 73
3.3.3 大陸坡腳點的自動識彆 74
3.3.4 應用實例分析 80
3.4 東海大陸架劃界的關鍵界限識彆研究 80
3.4.1 資料與方法 81
3.4.2 衝繩海槽地形基本特徵 81
3.4.3 衝繩海槽地形地貌界限的確定 82
3.4.4 影響地形地貌界限分布的若乾因素 89
參考文獻 90
第4章 海底自動成圖係統MBMap的基本功能 94
4.1 成圖係統的基本構架 94
4.1.1 基於圖層結構的海底自動成圖係統 94
4.1.2 成圖係統的圖形對象分類 96
4.1.3 成圖係統的界麵與主菜單設計 98
4.1.4 成圖係統的主要功能 99
4.2 坐標係統與投影變換 102
4.2.1 海底地形地貌測量中常用的坐標係統 102
4.2.2 海底地形地貌測量中常見的投影變換 106
4.2.3 測點的位置歸算 109
4.3 成圖係統底層圖形庫設計 113
4.3.1 成圖係統的基本符號庫 113
4.3.2 海底製圖的注記方法 119
4.3.3 多分辨率海岸綫庫 122
4.4 常用數據交換格式 125
4.4.1 MapInfo 的交換文件結構 125
4.4.2 MapGIS 的交換文件結構 129
4.4.3 AutoCAD 的交換文件結構 131
4.4.4 ArcInfo 交換數據格式 133
4.4.5 PostScript 文件結構 134
4.5 基於成圖係統MBMap 構建的典型成果圖 136
參考文獻 140
第二篇 海底地形地貌探測技術應用
第5章 海底地貌學研究應用 145
5.1 東海陸架海底沙脊地貌學研究 145
5.1.1 沙脊走嚮統計 148
5.1.2 沙脊走嚮分區 149
5.1.3 多期次疊加的沙脊 150
5.1.4 沙脊成因探討 151
5.1.5 東海陸架沙脊演化 153
5.1.6 五點認識 156
5.2 南海北部陸坡天然氣水閤物地貌識彆標誌研究 156
5.2.1 研究區概況 156
5.2.2 淺錶層聲學響應與成因機製 158
5.2.3 水閤物區單道地震地層響應 160
5.2.4 天然氣水閤物沉積地層年代 161
5.3 南海馬尼拉海溝構造地貌學研究 163
5.3.1 研究區域背景 164
5.3.2 構造地貌特徵分析 165
5.3.3 構造地貌發育規律討論 168
5.3.4 五點認識 170
5.4 西南印度洋中脊構造地貌學研究 170
5.4.1 區域地質背景 171
5.4.2 地形地貌分析 172
5.4.3 洋脊構造與岩漿過程分析 179
5.5 海底地理實體命名應用研究 182
5.5.1 國際海底地形命名現狀 182
5.5.2 國際海底地形命名規則和支撐技術 183
5.5.3 我國在國際海底地形命名領域的研究進展 185
參考文獻 189
第6章 聲學海底底質分類 198
6.1 海底底質分類技術的發展現狀 199
6.1.1 迴波強度數據處理研究 200
6.1.2 特徵提取和特徵選擇研究 201
6.1.3 分類方法研究 201
6.2 海底底質性質與聲學分類原理 201
6.2.1 海底沉積物物理性質 202
6.2.2 海底沉積物地聲性質 205
6.2.3 海底錶麵粗糙度 205
6.2.4 海底底質聲學分類原理 207
6.3 海底聲學迴波數據處理 221
6.3.1 海底迴波強度數據解譯 221
6.3.2 多波束迴波強度的數據處理 228
6.4 海底底質分類特徵提取 241
6.4.1 時序迴波信號特徵提取 241
6.4.2 聲呐圖像特徵提取 242
6.4.3 平均反嚮散射強度隨入射角變化麯綫特徵提取 245
6.5 海底底質分類方法 247
6.5.1 基於SOFM網絡底質分類 248
6.5.2 基於K均值算法底質分類 251
6.5.3 支持嚮量機（SVM）底質分類 252
6.5.4 基於遺傳算法的小波神經網絡的底質分類 254
參考文獻 257
第7章 海底目標自動檢測與識彆 265
7.1 基於側掃聲呐目標檢測的研究現狀 265
7.2 主動輪廓模型與水平集方法 269
7.2.1 主動輪廓模型及其發展 269
7.2.2 變分法和梯度下降法 272
7.2.3 麯綫演化理論 274
7.2.4 水平集方法 274
7.3 RSF 主動輪廓模型與去噪方法 278
7.3.1 RSF 主動輪廓模型 278
7.3.2 非局部均值去噪方法 279
7.4 基於非局部均值降斑和邊緣約束RSF模型的分割方法 280
7.4.1 基於K 均值聚類的粗分割 281
7.4.2 基於邊緣約束RSF 模型的精細分割 282
7.4.3 輪廓演化的收斂條件 284
7.5 應用實例分析 284
7.5.1 實驗數據集 285
7.5.2 實驗結果與評價 285
7.5.3 三種方法的實驗結果對比 291
7.6 目標檢測軟件界麵與使用說明 295
參考文獻 296
第8章 國際海底礦産資源評價中的應用 301
8.1 多金屬結核 303
8.1.1 研究概況 303
8.1.2 多金屬結核基本分布規律 305
8.1.3 多金屬結核基本成因機理 309
8.1.4 多金屬結核評價方法 310
8.2 鈷結殼 313
8.2.1 研究概況 313
8.2.2 鈷結殼基本分布規律 314
8.2.3 鈷結殼基本成因機理 323
8.2.4 鈷結殼評價方法 324
8.3 多金屬硫化物 329
8.3.1 研究概況 329
8.3.2 多金屬硫化物分布特徵 330
8.3.3 多金屬硫化物成礦作用 332
8.3.4 多金屬硫化物評價方法 338
參考文獻 341
後記與展望—中國海洋科學調查與研究正由近海走嚮全球 350
名詞及索引 353

《數字孿生與智能製造：基於工業互聯網的深度融閤》 本書導讀 在當前全球製造業加速嚮數字化、網絡化、智能化轉型的浪潮中，工業互聯網已成為驅動産業變革的核心引擎。本書《數字孿生與智能製造：基於工業互聯網的深度融閤》深入剖析瞭數字孿生（Digital Twin）技術如何與智能製造係統有機結閤，並以工業互聯網為紐帶，構建起虛實一體的、高效能的現代製造新範式。 本書的編寫旨在為工程技術人員、企業管理者以及相關領域的研究人員提供一套係統、前沿且具有實踐指導意義的理論框架與技術路綫圖。我們聚焦於工業互聯網背景下，如何通過高保真、動態更新的數字孿生模型，實現對物理實體、流程與係統的全生命周期管理、優化與預測。 第一部分：工業互聯網與智能製造的理論基石 本書首先奠定瞭堅實的理論基礎。第一章深入闡述瞭工業互聯網的架構、核心技術棧（包括邊緣計算、雲計算、大數據分析和新一代信息通信技術）以及其在重塑傳統製造業價值鏈中的戰略地位。我們探討瞭工業互聯網如何打破信息孤島，實現跨層級、跨地域的互聯互通。 第二章聚焦於智能製造的核心理念與發展趨勢。不同於傳統的自動化或信息化，智能製造強調係統的自適應性、學習能力和柔性化生産。本章詳細梳理瞭智能製造的五個主要階段特徵，並重點分析瞭數據驅動決策在現代工廠中的關鍵作用。 第三章是理解本書核心概念的樞紐——數字孿生的本質與演進。本書將數字孿生定義為物理實體在虛擬空間中的高精度、實時映射，並詳細區分瞭描述型、診斷型、預測型和規範型（或稱協同型）四種主要應用層次。我們強調，缺乏實時數據連接和反饋機製的虛擬模型，不能被視為真正的數字孿生體。 第二部分：數字孿生的建模、集成與運行機製 本部分著重於數字孿生從概念到實現的工程化挑戰與解決方案。 第四章詳細介紹瞭麵嚮復雜工業係統的建模方法論。這包括：基於物理模型的建模（如有限元分析、多體動力學），基於數據的建模（如係統辨識、機器學習模型），以及混閤建模的集成策略。重點探討瞭如何建立跨尺度、多物理場的統一數據模型，以支撐孿生體的完整性。 第五章深入探討瞭數據驅動的孿生體生命周期管理。工業互聯網平颱扮演著關鍵的數據采集、傳輸與融閤樞紐角色。本章闡述瞭如何利用傳感器技術、物聯網（IoT）協議（如MQTT、OPC UA）實現海量工業數據的實時采集，並討論瞭數據預處理、質量保障以及在雲邊端架構中進行分布式存儲和計算的策略。 第六章關注數字孿生體的運行時行為與仿真技術。高質量的仿真能力是孿生體實現預測和優化功能的前提。本章覆蓋瞭高性能計算（HPC）在復雜係統仿真中的應用，例如流體力學、結構力學、熱力學等耦閤問題的求解器選擇，以及如何將實時數據注入仿真模型，確保虛擬環境與物理實體狀態的一緻性（Synchronization）。 第三部分：基於孿生的智能製造應用與優化 本部分將理論和技術落地到具體的智能製造場景中，展示數字孿生在提升生産效率、保障質量和優化運維方麵的巨大潛力。 第七章聚焦於生産過程的優化與控製。通過構建生産綫或車間的數字孿生模型，企業可以進行“假設情景分析”（What-if Scenarios）——在不影響實際生産的前提下，測試不同的調度策略、資源分配方案或工藝參數調整。本章提供瞭基於強化學習或先進控製理論的孿生體驅動的自適應調度算法案例。 第八章探討瞭産品全生命周期管理（PLM）中的數字孿生應用，特彆是麵嚮售後服務和遠程運維。本書詳細闡述瞭“數字綫程”（Digital Thread）的概念，即數據在産品設計、製造、使用和退役全過程中保持連續性和可追溯性的技術實現。這使得預測性維護（PdM）成為可能，通過分析孿生體中的磨損模型和運行狀態，提前預警潛在故障。 第九章深入分析瞭質量管理中的“數字孿生影子”（Digital Twin Shadow）。在質量控製環節，孿生體可以捕獲製造過程中的微小偏差，並將其與最終産品性能關聯起來。本章介紹瞭如何利用高精度測量數據對模型進行校準，實現缺陷的根源分析和工藝的閉環改進。 第十章展望瞭人機協作與未來工廠的構建。在安全性和效率並重的未來工作環境中，數字孿生技術可用於模擬復雜人機交互場景，優化工作站布局和操作流程，提高操作人員的安全性和培訓效率。本章還討論瞭工業元宇宙在工廠可視化和遠程協作中的初步應用。 總結與展望 本書認為，數字孿生與工業互聯網的深度融閤，標誌著製造業正從信息化、自動化嚮知識化、自主化邁進。成功的應用並非簡單地復製物理世界，而在於通過虛擬世界的迭代優化，反哺並重塑物理世界的運行邏輯。本書匯集瞭近年來該領域最核心的理論成果與工程實踐經驗，緻力於成為推動我國製造業高質量發展的有力工具書。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是科技的力量在探索未知領域方麵所能起到的巨大作用。書中將“高分辨率海底地形地貌”這個相對宏觀和靜態的概念，通過“可視計算”這一動態和交互的手段，賦予瞭它全新的生命力。我尤其被那些通過可視化技術呈現齣的海底三維模型所震撼，它們不僅僅是簡單的形狀疊加，而是充滿瞭細節，能夠讓我們清晰地看到每一個起伏、每一條溝壑的成因和演變。我能夠想象，研究人員在利用這些模型進行分析時，能夠獲得比傳統二維地圖更豐富的信息。書中對於“科學應用”的闡述也讓我大開眼界，從海洋地質學的研究，到海洋生物的棲息地分析，再到海底工程的規劃，都離不開這些精細的地形數據和強大的可視化工具。這本書讓我意識到，看似遙遠而神秘的海底世界，正在通過科技的進步，變得越來越觸手可及，它的科學價值和潛在的應用前景也遠超我的想象。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對地球科學充滿熱情的業餘愛好者，平時喜歡閱讀一些關於地理、地質和海洋的書籍。當我在書店看到《高分辨率海底地形地貌——可視計算與科學應用》這本書時，立刻被它所吸引。書名本身就給人一種專業而又引人入勝的感覺。我對於“高分辨率”這個詞尤其在意，因為它意味著書中展示的海底地形信息將非常精細，能夠讓我們更深入地瞭解那些隱藏在海平麵之下的復雜地貌特徵。我很好奇作者是如何獲取如此精細的數據的，是利用瞭哪些先進的探測技術，比如聲納、激光掃描還是衛星遙感？而且，“可視計算”這個概念也讓我覺得這本書與眾不同，它不隻是枯燥的地圖和數據，而是會將這些數據轉化為生動的圖像，甚至可能包括三維模型，讓我們仿佛身臨其境地置身於海底世界。我對書中的“科學應用”部分更是充滿瞭期待，希望它能闡述這些精細的海底地形數據是如何被科學傢們用來研究海洋動力學、尋找海底礦産資源、規劃海底電纜鋪設，甚至是模擬海嘯的傳播路徑的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當有吸引力，深邃的藍色背景下，錯落有緻的地形綫條勾勒齣海底世界的神秘感。我一直對海洋深處的地貌充滿瞭好奇，總覺得那裏隱藏著未知的奧秘和壯麗的景觀。想象一下，當我們通過高分辨率的視角去探尋那些平時難以觸及的海底山脈、峽榖、火山，甚至沉船遺跡，會是怎樣一種震撼的體驗？書名中的“可視計算”和“科學應用”也引起瞭我的興趣，這意味著它不僅僅是關於海底地形的描繪，更可能涉及到如何利用先進的技術手段，將這些復雜的數據轉化為直觀、易懂的視覺呈現，並最終服務於海洋科學的研究和探索。我期待書中能夠展示一些前沿的可視化技術，例如如何渲染齣逼真的海底場景，如何模擬洋流對地形的影響，以及這些可視化成果在實際的海洋資源勘探、環境保護、地質災害預警等方麵是如何發揮作用的。或許，書中還會涉及一些關於海底生物棲息地的分析，或者通過地形地貌來推測過去的地質活動，這些都讓我覺得這本書的內容會非常豐富且具有前瞻性。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對海洋技術發展一直保持關注的讀者，這本書給我帶來瞭很多啓發。標題中的“高分辨率”暗示瞭數據采集技術的進步，而“可視計算”則指齣瞭數據處理和展示方式的革新。我期待書中能夠詳細介紹如何通過各種傳感器和探測技術，獲取精細的海底地形數據，並且如何利用先進的算法對這些數據進行處理、融閤和建模。更重要的是，“科學應用”部分，我希望能夠看到一些具體的案例，展示這些高分辨率的地形數據和可視化成果，是如何被應用於解決實際的海洋科學問題的。比如，在深海資源勘探中，高分辨率的地形數據能否幫助我們更準確地定位潛在的礦藏？在海洋環境保護領域，這些數據又能否幫助我們更好地理解珊瑚礁、海山等特殊地貌對海洋生物的重要性，從而製定更有效的保護策略？這本書的齣現，無疑為我們打開瞭一扇瞭解現代海洋科學研究的新窗口。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題著實勾起瞭我的好奇心。當今社會，信息爆炸，我們每天都能接觸到海量的數據，但如何將這些數據有效地呈現齣來，並從中挖掘齣有價值的信息，卻是技術的核心所在。“高分辨率海底地形地貌”本身就是一個充滿想象力的主題，想象一下那些深邃的海溝、陡峭的海底山脈，以及可能隱藏其中的火山活動區域，這些都是令人神往的。而“可視計算”則像是為這些神秘的海底世界披上瞭一層生動的色彩，它意味著我們可以通過圖像、動畫，甚至互動式模型來理解這些復雜的地貌。我猜想書中會涉及一些關於三維建模、渲染技術以及數據可視化的算法，這些都是我非常感興趣的領域。更讓我期待的是“科學應用”部分，它將這些技術和數據與實際的海洋科學研究聯係起來，這讓我相信這本書不僅僅是一本技術介紹，更是一本能夠展示科技如何服務於人類認知海洋的實踐指南，或許會涉及一些前沿的海洋探索項目和成果。