CN114663640B - 基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法 - Google Patents

基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法 Download PDF

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CN114663640B CN202210548489.0A CN202210548489A CN114663640B CN 114663640 B CN114663640 B CN 114663640B CN 202210548489 A CN202210548489 A CN 202210548489A CN 114663640 B CN114663640 B CN 114663640B
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Abstract

本发明公开了基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法，包括：数据预处理、地理实体划定、特征提取与分类三大步骤。首先，通过数据预处理得到海底地形地貌模型、重力垂直梯度模型、磁异常模型；其次，将上述模型分别通过基于地形地貌的界限划定和基于构造特征的界限划定这两种方法，得到两种类型的界限；最后，通过特征提取与分类得到海底地理实体的全要素信息表。本方法克服了现有技术缺乏地质构造约束、无量化界定，导致地理实体划定模糊。本发明可在海底地名命名、海底地形地貌学等方面具有重要的实际应用价值。

Description

基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法
技术领域
本发明涉及海底地理实体划定、海底地名命名、海洋测绘、海底地形地貌（不规则的表面或轮廓的计量）、海洋地质、海洋制图与图像数据处理、海洋地球物理、海洋地理信息系统、深海采矿和海洋工程建设等技术领域。
背景技术
海洋覆盖面积约占地球表面积的71%，海水覆盖之下的海底多姿多彩，既有平缓的大陆架，也有连绵起伏的海岭、高耸的海山和深邃的海沟。将海底划定为可测量、具有确定界线的地理实体，并按照一定的命名标准和规范赋予其标准名称的行为称为海底地理实体命名，亦称为海底地名命名。海底地名包含通名和专名两部分，通名区分海底地理实体的类型，专名区分海底地理实体的个体。
海底地理实体的界限划定与分类是开展海底地名命名工作的核心步骤与主要技术难点。通过多波束测深技术获取的全覆盖、高精度水深测绘资料，进一步构建高分辨率海底地形地貌模型，采用等深线圈闭法、剖面法等分析和研判海底地理实体的界限和实体类别，是当前的主要技术手段。陶春辉等（2012年，中国科学：地球科学）在东太平洋海隆开展多波束海底地形扫测时，发现一个高出海底约250米的正地貌单位；基于总传播误差滤波器算法进行数据处理和海底地形地貌模型构建，采用等深线圈闭法划定该实体的界限范围，并进一步结合剖面分析法和国际海底地名命名规则，判定该实体的类型为海底丘（Hill），最终将其命名为“鸟巢海底丘”。
以构造特征认知为基础，以地貌形态与成因相结合为原则，按照地貌形态、规模大小和主从关系，先宏观后微观、先群体后个体，可以将现有的50余种海底地理实体类型划分为四个级别。一级海底地理实体为依据海域大地构造特征划分的特大型地理实体，如大陆架、大陆坡、深盆地等；二级海底地理实体为依据区域大地构造特征和地貌形态划分的大型地理实体，如海底峡谷群、斜坡等；三级海底地理实体为依据地貌组合形态划分的地理实体，如海山、海丘、海脊等；四级海底地理实体为组成第三级的地理实体，是最小一级的单独海底地理实体，如海底峰、海底冷泉等。
不同类型和等级的海底地理实体的空间尺度变化极大（从数公里至数千公里），导致其边界区域的海底地形地貌特征极为复杂，采用单一的海底地形地貌数据往往难以准确识别实体的界线；同时，现有的海底地理实体分类技术多采用定性描述，缺乏一套可行的定量化分类方法来判定实体的类型和级别。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法。
本发明通过下述技术方案得以实现：
一种基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法，包括数据预处理、地理实体界限划定、特征提取与分类三大步骤；
首先，通过数据预处理得到海底地形地貌模型、重力垂直梯度模型、磁异常模型；将得到的海底地形地貌模型，通过水深范围截取、坡度求取与截取、模型叠加与分析、剖面设计与计算、极值点定位与连线完成基于地形地貌的界限划定，得到基于地形地貌的界限；将得到的重力垂直梯度模型和磁异常模型，通过界限范围圈定、模型截取、剖面设计与计算、双极值点定位、加权求值与连线完成基于构造特征的界限划定，得到基于构造特征的界限；最后，基于得到的基于地形地貌的界限和基于构造特征的界限，通过地理实体界限综合、地形地貌模型提取、形态特征参数计算、实体类型与级别判定，得到海底地理实体的全要素信息表；
数据预处理包括地形地貌数据预处理、构造特征数据预处理；所述的地形地貌数据预处理依次包括输入多波束测深点集，地形地貌建模，得到海底地形地貌模型；所述的构造特征数据预处理包括两部分：一部分依次是输入自由空间重力异常模型，垂直方向求梯度，得到重力垂直梯度模型；另一部分依次是输入磁异常测量点集，磁异常建模，得到磁异常模型。
所述的地形地貌数据预处理包括下列步骤：
步骤1-1：输入多波束测深点集
多波束测深数据点集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，其中，mb和s分别代表多波束和测深点，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
分别为多波束测深点
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
的二维平面位置坐标和深度值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
均为自然数，
Figure 81280DEST_PATH_IMAGE007
为测深点总数，转入步骤1-2；
步骤1-2：地形地貌建模
基于多波束测深数据点集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
，采用张力样条插值算法，得到海底地形地貌模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
和geomor分别代表模型和地形地貌，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE012
的第i行、第j列的节点，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
分别为
Figure 640831DEST_PATH_IMAGE012
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的深度值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 76360DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 940411DEST_PATH_IMAGE017
为自然数，转入步骤4-1。
所述的构造特征数据预处理中的输入自由空间力异常模型，垂直方向求梯度，得到重力垂直梯度模型包括下列步骤：
步骤2-1：输入自由空间重力异常模型
自由空间重力异常模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE018
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
代表自由空间重力异常，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE020
为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
的第i行、第j列的节点，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE024
分别为
Figure 334876DEST_PATH_IMAGE021
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的自由空间重力异常值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE026
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 281973DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure 17848DEST_PATH_IMAGE026
为自然数，转入步骤2-2；
步骤2-2：垂直方向求梯度
基于自由空间重力异常模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
，采用公式（1）计算得到重力垂直梯度模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE028
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
代表重力垂直梯度，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE030
为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE031
的第i行、第j列的节点，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE034
分别为
Figure 531262DEST_PATH_IMAGE031
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的重力垂直梯度值；转入步骤3-1；
公式（1）：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE035
。
所述的构造特征数据预处理中的输入磁异常测量点集，磁异常建模，得到磁异常模型包括下列步骤：
步骤3-1：输入磁异常测量点集
磁异常测量点集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE036
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE037
代表磁异常，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE040
分别为磁异常测量点
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE041
的二维平面位置坐标和该位置的磁异常值，
Figure 511725DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE042
均为自然数，
Figure 567406DEST_PATH_IMAGE042
为磁异常测量点总数，转入步骤3-2；
步骤3-2：磁异常建模
基于磁异常测量点集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE043
，采用反距离加权平均插值算法，得到磁异常模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE044
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE045
为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE046
的第i行、第j列的节点，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE049
分别为磁异常模型
Figure 913547DEST_PATH_IMAGE046
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的磁异常值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE051
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 306351DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 298578DEST_PATH_IMAGE051
为自然数。
所述的基于地形地貌的界限划定包括下列步骤：
步骤4-1：水深范围截取
按照海底地理实体界限的大致水深范围
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE052
，对海底地形地貌模型
Figure 525160DEST_PATH_IMAGE012
按水深范围进行数据截取并输出，获得截取后的海底地形地貌模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE053
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE054
、
Figure 159928DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 28527DEST_PATH_IMAGE015
分别为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE055
的第i行、第j列的节点
Figure 734315DEST_PATH_IMAGE011
的二维平面位置坐标和该位置的深度值，
Figure 538323DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 595141DEST_PATH_IMAGE017
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 142797DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 234250DEST_PATH_IMAGE017
均为自然数，转入步骤4-2；
步骤4-2：坡度求取与截取
a）基于水深截取后的海底地形地貌模型
Figure 474738DEST_PATH_IMAGE055
，采用公式（2），计算获得坡度模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE056
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE057
代表坡度，
Figure 877906DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 91238DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE058
分别为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE059
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的坡度；
公式（2）：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE060
,
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE061
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE062
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE064
分别为与
Figure 866558DEST_PATH_IMAGE055
的节点
Figure 402581DEST_PATH_IMAGE011
东侧、西侧、北侧、南侧相邻的节点的深度值；
b）按照海底地理实体界限的坡度范围
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE065
，对坡度模型
Figure 637254DEST_PATH_IMAGE059
进行数据截取并输出，获得截取后的坡度模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE066
；i、j、
Figure 120188DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 61599DEST_PATH_IMAGE017
均为自然数，转入步骤4-3；
步骤4-3：模型叠加与分析
以海底地形地貌模型
Figure 768524DEST_PATH_IMAGE055
作为下覆面，以截取后的坡度模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE067
作为上覆面，采用二维平面坐标配准的方法将两者叠加，用三维可视化分析法开展分析，判断界限是否在两个模型上显著可划定；若是，则转入步骤4-4；若否，则转入步骤5-1；
步骤4-4：剖面设计与计算
a）剖面设计：垂直截取后的坡度模型
Figure 75178DEST_PATH_IMAGE067
的长轴走向，等距设计
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE068
条贯穿海底地形地貌模型
Figure 361803DEST_PATH_IMAGE055
的海底地形地貌剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE069
,其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE070
为第i条海底地形地貌剖面，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE071
代表海底地形地貌剖面，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE072
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE073
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE074
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE075
分别为
Figure 469305DEST_PATH_IMAGE070
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和水深值，
Figure 222498DEST_PATH_IMAGE068
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE076
分别为剖面总数和剖面点总数，i、j、
Figure 559326DEST_PATH_IMAGE068
、
Figure 56166DEST_PATH_IMAGE076
均为自然数；
b）剖面计算：基于海底地形地貌剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE077
，采用公式（3），计算获得坡度剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE078
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE079
代表坡度剖面，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE080
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE081
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE082
分别为第i条坡度剖面
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE083
的第j个剖面点的二维平面位置坐标和坡度值，转入步骤4-5；
公式（3）：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE084
，
Figure 549333DEST_PATH_IMAGE082
为第i条坡度剖面的第j个剖面点的坡度值，
Figure 332481DEST_PATH_IMAGE075
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE085
分别为第i条海底地形地貌剖面的第j、j+1个剖面点的水深值；
步骤4-5：极值点定位与连线
搜索定位坡度剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE086
中每一条剖面的最大坡度值并输出对应的二维平面位置坐标，获得坡度极值点坐标集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE087
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE088
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE089
为第i条坡度剖面的最大坡度值所对应剖面点的二维平面位置坐标
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE090
；将坡度极值点坐标集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE091
依次首尾相连得到基于地形地貌的界限
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE092
；转入步骤6-1。
步骤5-1：界限范围圈定
使用三维可视化分析法，综合分析水深截取后的海底地形地貌模型
Figure 750081DEST_PATH_IMAGE055
、重力垂直梯度模型
Figure 175246DEST_PATH_IMAGE031
和磁异常模型
Figure 680176DEST_PATH_IMAGE046
，圈定界限可能出现的范围
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE093
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE094
代表界限可能出现的范围，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE095
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE096
为界限可能出现范围的点
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE097
的二维平面位置坐标，
Figure 558527DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE098
均为自然数，
Figure 708097DEST_PATH_IMAGE098
为界限可能出现的范围组成的点的总数，转入步骤5-2；
步骤5-2：模型截取
基于界限可能出现的范围
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE099
，对重力垂直梯度模型
Figure 405795DEST_PATH_IMAGE031
和磁异常模型
Figure 765232DEST_PATH_IMAGE046
按范围进行数据截取并输出，获得范围截取后的重力垂直梯度模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE100
和磁异常模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE101
=
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE102
，i、j、
Figure 988053DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 65730DEST_PATH_IMAGE051
均为自然数，转入步骤5-3；
步骤5-3：剖面设计与计算
a）剖面设计：垂直界限可能出现的范围
Figure 832698DEST_PATH_IMAGE099
的长轴走向，等距设计
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE103
条贯穿该区的重力垂直梯度剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE104
和磁异常剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE105
,其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE106
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE107
分别代表重力垂直梯度剖面和磁异常剖面，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE108
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE109
分别为第i条重力垂直梯度剖面和第i条磁异常剖面，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE110
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE111
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE112
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE113
为第i条重力垂直梯度剖面
Figure 813686DEST_PATH_IMAGE108
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和重力垂直梯度值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE114
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE115
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE116
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE117
为第i条磁异常剖面
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE118
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和磁异常值，
Figure 93226DEST_PATH_IMAGE103
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE119
分别为剖面总数和剖面点总数，i、j、
Figure 517254DEST_PATH_IMAGE103
、
Figure 697700DEST_PATH_IMAGE119
均为自然数；
b）磁异常坡度计算：基于磁异常剖面
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE120
，采用公式（4），计算获得磁异常坡度剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE121
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE122
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE123
均代表磁异常坡度，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE124
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE125
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE126
分别为第i条磁异常坡度剖面
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE127
的第j个剖面点的二维平面位置坐标和磁异常坡度值；转入步骤5-4
公式（4）：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE128
,
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE129
为第i条磁异常坡度剖面的第j个剖面点的磁异常坡度值，
Figure 849371DEST_PATH_IMAGE117
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE130
分别为第i条磁异常剖面的第j、j+1个剖面点的磁异常值，
Figure 787896DEST_PATH_IMAGE116
为剖面点采用间距；
步骤5-4：双极值点定位
a）重力垂直梯度极小值定位：搜索并定位重力垂直梯度剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE131
中每一条剖面的重力垂直梯度的极小值并输出对应的二维平面坐标，获得重力垂直梯度极小值点对应的坐标集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE132
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE133
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE134
为第i条剖面的重力垂直梯度极小值所对应点
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE135
的二维平面坐标；
b）磁异常坡度极大值定位：搜索并定位磁异常坡度剖面集合
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE136
中每一条剖面的坡度极大值并输出对应的二维平面坐标，获得磁异常坡度极大值点对应的坐标集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE137
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE138
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE139
为第i条剖面的磁异常坡度极大值所对应点
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE140
的平面坐标；转入步骤5-5；
步骤5-5：加权求值与连线
设置重力梯度信息权值为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE141
和磁异常坡度信息权值为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE142
，使用公式（5），求取重力垂直梯度极小值点对应的坐标集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE143
和磁异常坡度极大值点对应的坐标集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE144
加权平均后的点坐标集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE145
,其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE146
代表构造特征，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE147
为加权平均点坐标集
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE148
第i个点的二维平面坐标
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE149
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE150
；将极值点坐标集
Figure 981111DEST_PATH_IMAGE147
依次首尾相连，得到基于构造特征的界限
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE151
；转入步骤6-1；
公式（5）：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE152
所述的地理实体特征量化与分类包括下列步骤：
步骤6-1：地理实体界限综合
对从步骤4-5得到的基于地形地貌的界限
Figure 92811DEST_PATH_IMAGE092
和从步骤5-5得到的基于构造特征的界限
Figure 671560DEST_PATH_IMAGE151
进行求和，得到海底地理实体的最终界限
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE153
，转入步骤6-2；
步骤6-2：地形地貌模型提取
基于海底地理实体的最终界限
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE154
，将海底地形地貌模型
Figure 371532DEST_PATH_IMAGE009
按范围进行数据截取并输出，获得范围截取后的海底地形地貌模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE155
，其中，
Figure 504573DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 26821DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 460076DEST_PATH_IMAGE015
分别为范围截取后的海底地形地貌模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE156
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的深度值，
Figure 3053DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 764336DEST_PATH_IMAGE017
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 214909DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 378037DEST_PATH_IMAGE017
为自然数，转入步骤6-3；
步骤6-3：形态特征参数计算
基于范围截取后的海底地形地貌模型
Figure 637722DEST_PATH_IMAGE156
，使用地理信息软件计算该海底地理实体的海底地形地貌特征参数组
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE157
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE158
代表中心点，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE159
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE160
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE161
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE162
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE163
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE164
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE165
分别为该海底地理实体中心点的二维平面位置坐标、规模大小、最大水深、最小水深、总起伏度、平均坡度，转入步骤6-4；
步骤6-4：实体类型与级别判定
基于得到的海底地形地貌特征参数组
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE166
，按照海底地理实体的定义和分级，判定该海底地理实体的类型（
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE167
）和等级（
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE168
），转入步骤6-5；
步骤6-5：全要素信息表构建
基于海底地理实体的最终界限
Figure 387765DEST_PATH_IMAGE154
、海底地形地貌特征参数组
Figure 376450DEST_PATH_IMAGE166
、海底地理实体的类型（
Figure 394084DEST_PATH_IMAGE167
）和等级（
Figure 75601DEST_PATH_IMAGE168
），构建该海底地理实体的全要素信息表
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE169
。
本发明的有益效果：
本发明提出并实现了基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法。该方法克服了现有的基于海底地形地貌模型来划定海底地理实体的界限时易导致范围不清、识别精度不高、难以多方信息交叉验证等技术难题，将重力梯度、磁力为代表的反映海底地质构造特征的数据进行统一处理，使其能够用于海底地理实体界限的识别，弥补了现有界限划定技术的不足。同时，该方法还克服了现有的海底地理实体分类技术多采用定性描述的局限性，提出了一套定量化分类技术来研判海底地理实体的类型和级别。
本发明可在海底地理实体划定、海洋测绘、深海采矿和海洋工程建设等领域发挥重要作用。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是本发明实施例中的基于多波束测深点集合（a）得到的海底地形地貌模型（b）示意图。
图3是本发明实施例中的水深范围截取前（a）和后（b）海底地形地貌模型以及坡度范围截取前（c）和后（d）的坡度模型效果示意图。
图4是本发明实施例中的采用二维平面坐标配准法将海底地形地貌模型与坡度模型叠加分析及剖面设计的效果示意图。
图5是本发明实施例中的海底地形地貌剖面、坡度计算后得到的坡度剖面及坡度极值点定位示意图。
图6是本发明实施例中得到基于地形地貌的部分界限示意图。
图7是本发明实施例中得到基于地形地貌的全部界限示意图。
图8是本发明实施例中的地形地貌数据预处理（a和b）和构造特征数据预处理（c、d、e和f）的效果示意图。
图9是本发明实施例中的采用二维平面坐标配准法将海底地形地貌模型与坡度模型叠加分析的效果示意图。
图10是本发明实施例中的使用三维可视化分析法圈定界限可能出现的范围示意图。
图11是本发明实施例中的截取后的重力垂直梯度模型及剖面（a）和截取后的磁异常模型及剖面（b）示意图。
图12是本发明实施例中的重力垂直梯度剖面及其极小值点（a）和磁异常剖面、磁异常坡度剖面极大值点（b）示意图。
图13是本发明实施例中的加权求值与连线示意图。
图14是本发明实施例中得到基于构造特征的全部界限示意图。
图15是本发明实施例中得到海底地理实体的最终界限及海底地形地貌模型和全要素信息表示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参见附图1，基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法，包括数据预处理、地理实体界限划定、特征提取与分类三大步骤。首先，通过数据预处理得到海底地形地貌模型、重力垂直梯度模型、磁异常模型。将得到的海底地形地貌模型，通过水深范围截取、坡度求取与截取、模型叠加与分析、剖面设计与计算、极值点定位与连线完成基于地形地貌的界限划定，得到基于地形地貌的界限。将得到的重力垂直梯度模型和磁异常模型，通过界限范围圈定、模型截取、剖面设计与计算、双极值点定位、加权求值与连线完成基于构造特征的界限划定，得到基于构造特征的界限。最后，基于得到的基于地形地貌的界限和基于构造特征的界限，通过地理实体界限综合、地形地貌模型提取、形态特征参数计算、实体类型与级别判定，得到海底地理实体的全要素信息表。
数据预处理中的地形地貌数据预处理依次包括输入多波束测深点集，地形地貌建模，得到海底地形地貌模型，附图2（a部分）展示了基于包含200万个点的多波束测深点集，通过地形地貌建模（张力样条插值算法），得到包含294行、477列的海底地形地貌模型（图2（b部分）），具体步骤为：
（a）输入多波束测深点集：多波束测深数据点集
Figure DEST_PATH_IMAGE170
，其中，mb和s分别代表多波束和测深点，
Figure 732848DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 400589DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 397364DEST_PATH_IMAGE004
分别为多波束测深点
Figure 125149DEST_PATH_IMAGE005
的二维平面位置坐标和深度值，测深点总数
Figure 472954DEST_PATH_IMAGE007
=2000000，多波束测深点集的分布见附图2（a部分）。
（b）地形地貌建模：基于
Figure DEST_PATH_IMAGE171
，采用张力样条插值算法，得到一个包含294行、477列的海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE172
，得到的海底地形地貌模型见附图2（b部分）。
附图3（b部分）和（d部分）分别展示了按100m~300m水深范围截取后的海底地形地貌模型和按0.3°~3°坡度范围截取后的坡度模型，具体步骤为：
（a）水深范围截取：按照该海底地理实体界限的大致水深范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE173
，对如附图3（a部分）所示的海底地形地貌模型
Figure 71950DEST_PATH_IMAGE012
按水深范围进行数据截取并输出，获得截取后的海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE174
，截取后的海底地形地貌模型见附图3（b部分）。
（b）坡度求取与截取：基于海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE175
（附图3（b部分）），采用公式（1），计算获得坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE176
，其中，
Figure 516706DEST_PATH_IMAGE057
代表坡度，
Figure 540026DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 250493DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 260037DEST_PATH_IMAGE058
分别为
Figure 496984DEST_PATH_IMAGE059
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的坡度，得到的坡度模型
Figure 300992DEST_PATH_IMAGE059
见附图3（c部分）；按照该海底地理实体界限的大致坡度范围
Figure DEST_PATH_IMAGE177
，对坡度模型
Figure 685705DEST_PATH_IMAGE059
进行数据截取并输出，获得截取后的坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE178
，截取后的坡度模型见附图3（d部分）。
公式（1）：
Figure 564187DEST_PATH_IMAGE060
,
Figure 655640DEST_PATH_IMAGE061
、
Figure 630549DEST_PATH_IMAGE062
、
Figure 174663DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 526010DEST_PATH_IMAGE064
分别为与
Figure 471969DEST_PATH_IMAGE175
的节点
Figure 883359DEST_PATH_IMAGE011
东侧、西侧、北侧、南侧相邻的节点的深度值。
模型叠加与分析：附图4展示了以海底地形地貌模型
Figure 914769DEST_PATH_IMAGE175
作为下覆面，以坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE179
作为上覆面，采用二维平面坐标配准的方法将两者叠加后的效果图，通过三维可视化分析法，可以明显的判断出该海底地理实体的界限非常显著，大致沿着坡度范围
Figure 194441DEST_PATH_IMAGE177
分布，因此可以采用基于地形地貌的界限划定法来划定。
剖面设计：如附图4所示，垂直上覆的坡度模型
Figure 260486DEST_PATH_IMAGE179
的长轴走向，等距离设计了10条贯穿海底地形地貌模型
Figure 161884DEST_PATH_IMAGE175
的海底地形地貌剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE180
,其中，
Figure 352694DEST_PATH_IMAGE070
为第i条海底地形地貌剖面，
Figure 170477DEST_PATH_IMAGE072
、
Figure 966395DEST_PATH_IMAGE073
、
Figure 578642DEST_PATH_IMAGE074
、
Figure 584644DEST_PATH_IMAGE075
分别为
Figure 550326DEST_PATH_IMAGE070
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和水深值，
Figure 325384DEST_PATH_IMAGE076
为某一剖面的剖面点总数；附图5中的黑色实线展示了其中第3条海底地形地貌剖面。
剖面计算：基于海底地形地貌剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE181
，采用公式（2），计算获得坡度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE182
，其中，
Figure 170849DEST_PATH_IMAGE080
、
Figure 539513DEST_PATH_IMAGE081
、
Figure 702029DEST_PATH_IMAGE082
分别为第i条坡度剖面
Figure 206959DEST_PATH_IMAGE083
的第j个剖面点的二维平面位置坐标和坡度值；附图5中的灰色虚线展示了剖面计算后得到的第3条海底地形地貌剖面的坡度剖面。
公式（2）：
Figure 426588DEST_PATH_IMAGE084
，
Figure 282549DEST_PATH_IMAGE082
为第i条坡度剖面的第j个剖面点的坡度值，
Figure 121192DEST_PATH_IMAGE075
、
Figure 870842DEST_PATH_IMAGE085
分别为第i条海底地形地貌剖面的第j、j+1个剖面点的水深值。
极值点定位：搜索定位坡度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE183
中每一条剖面的最大坡度值并输出对应的二维平面位置坐标，获得坡度极值点坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE184
，其中，
Figure 792530DEST_PATH_IMAGE088
、
Figure 870208DEST_PATH_IMAGE089
为第i条坡度剖面的最大坡度值所对应剖面点的二维平面位置坐标
Figure 637176DEST_PATH_IMAGE090
；附图5黑色圆点展示了定位到的第3条坡度剖面的最大坡度值点，其对应的二维平面位置坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE185
=116.632524，
Figure DEST_PATH_IMAGE186
=21.643910。
极值点连线：如附图6所示，将坡度极值点坐标集
Figure 38070DEST_PATH_IMAGE091
依次首尾相连得到基于地形地貌的界限
Figure DEST_PATH_IMAGE187
。
重复上述“地形地貌数据预处理”和“基于地形地貌的界限划定”的所有步骤，得到如附图7所示的该海底地理实体的基于地形地貌的全部界限
Figure DEST_PATH_IMAGE188
=
Figure DEST_PATH_IMAGE189
，表明该海底地理实体的基于地形地貌的全部界限由301个坡度极值点组成；至此完成基于地形地貌的界限划定。
数据预处理中的地形地貌数据预处理依次包括输入多波束测深点集，地形地貌建模，得到海底地形地貌模型。附图8（a部分）展示了基于包含150万个点的多波束测深点集，通过地形地貌建模（张力样条插值算法），得到包含316行、312列的海底地形地貌模型图（图8（b部分）），具体步骤为：
（a）输入多波束测深点集：多波束测深数据点集
Figure DEST_PATH_IMAGE190
，其中，mb和s分别代表多波束和测深点，
Figure 602431DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 292038DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 206905DEST_PATH_IMAGE004
分别为多波束测深点
Figure 931147DEST_PATH_IMAGE005
的二维平面位置坐标和深度值，测深点总数
Figure 273267DEST_PATH_IMAGE007
=1500000，多波束测深点集的分布见附图8（a部分）。
（b）地形地貌建模：基于
Figure DEST_PATH_IMAGE191
，采用张力样条插值算法，得到一个包含316行、312列的海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE192
，该海底地形地貌模型见附图8（b部分）。
数据预处理中的构造特征数据预处理包括两部分：一部分依次是输入自由空间重力异常模型，垂直方向求梯度，得到重力垂直梯度模型。附图8（c部分）展示了输入的一个包含316行、312列的自由空间重力异常模型
Figure 512487DEST_PATH_IMAGE021
，通过垂直方向求梯度，得到一个包含316行、312列的重力垂直梯度模型
Figure 231044DEST_PATH_IMAGE031
（图8（d部分）），具体步骤为：
输入自由空间重力异常模型：自由空间重力异常模型
Figure DEST_PATH_IMAGE193
，其中，
Figure 278635DEST_PATH_IMAGE019
代表自由空间重力异常，
Figure 181869DEST_PATH_IMAGE020
为
Figure 721434DEST_PATH_IMAGE021
的第i行、第j列的节点，
Figure 371246DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 679868DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 754003DEST_PATH_IMAGE024
分别为
Figure 515286DEST_PATH_IMAGE021
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的自由空间重力异常值，自由空间重力异常模型
Figure 231438DEST_PATH_IMAGE021
见附图8（c部分）。
垂直方向求梯度：基于自由空间重力异常模型
Figure DEST_PATH_IMAGE194
，采用公式（3）计算得到重力垂直梯度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE195
，其中，
Figure 50358DEST_PATH_IMAGE029
代表重力垂直梯度，
Figure 170761DEST_PATH_IMAGE030
为
Figure 809552DEST_PATH_IMAGE031
的第i行、第j列的节点，
Figure 673603DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure 815872DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 638334DEST_PATH_IMAGE034
分别为
Figure 374209DEST_PATH_IMAGE031
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的重力垂直梯度值，计算得到的重力垂直梯度模型
Figure 901005DEST_PATH_IMAGE031
见附图8（d部分）。
公式（3）：
Figure 38726DEST_PATH_IMAGE035
。
构造特征数据预处理的另一部分依次是输入磁异常测量点集，磁异常建模，得到磁异常模型。附图8（e部分）展示了输入的一个包含25000个点的磁异常测量点集，通过磁异常建模，得到一个包含316行、312列的磁异常模型（图8（f部分）），具体步骤为：
输入磁异常测量点集：磁异常测量点集
Figure DEST_PATH_IMAGE196
，其中，
Figure 374634DEST_PATH_IMAGE037
代表磁异常，
Figure 456859DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 928292DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 45153DEST_PATH_IMAGE040
分别为磁异常测量点
Figure 678259DEST_PATH_IMAGE041
的二维平面位置坐标和该位置的磁异常值；该磁异常测量点集见附图8（e部分）。
磁异常建模：基于磁异常测量点集
Figure DEST_PATH_IMAGE197
，采用反距离加权平均插值算法，得到一个包含316行、312列的磁异常模型
Figure DEST_PATH_IMAGE198
，其中，
Figure 310098DEST_PATH_IMAGE045
为
Figure 178697DEST_PATH_IMAGE046
的第i行、第j列的节点，
Figure 25430DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 219651DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 151835DEST_PATH_IMAGE049
分别为磁异常模型
Figure 89704DEST_PATH_IMAGE046
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的磁异常值，该磁异常模型见附图8（f部分）。
附图9展示了按2000m~2500m水深范围截取后的海底地形地貌模型和按0.5°~2°坡度范围截取后的坡度模型叠加后的效果，具体步骤为：
（a）水深范围截取：按照该海底地理实体界限的大致水深范围
Figure DEST_PATH_IMAGE199
，对如附图8（b部分）所示的海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE200
按水深范围进行数据截取并输出，得到截取后的海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE201
。
（b）坡度求取与截取：基于海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE202
，采用公式（2），计算获得坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE203
，其中，
Figure 167775DEST_PATH_IMAGE057
代表坡度，
Figure 142684DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 952377DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 303724DEST_PATH_IMAGE058
分别为
Figure 249683DEST_PATH_IMAGE059
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的坡度；按照该海底地理实体界限的大致坡度范围
Figure DEST_PATH_IMAGE204
，对坡度模型
Figure 988969DEST_PATH_IMAGE059
进行数据截取并输出，得到截取后的坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE205
。
模型叠加与分析：附图9展示了以海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE206
作为下覆面，以坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE207
作为上覆面，采用二维平面坐标配准的方法将两者叠加后的效果图，通过三维可视化分析法，可以明显的判断出该海底地理实体的界限在地形地貌数据上不显著，无法判定，因此采用基于构造特征的界限划定来划定实体的界限。
基于构造特征的界限划定依次通过界限范围圈定、模型截取、剖面设计与计算、双极值点定位、加权求值与连线，得到该海底地理实体的基于构造特征的界限，具体步骤为：
界限范围圈定：如附图10所示，使用三维可视化分析法，综合分析水深截取后的海底地形地貌模型
Figure 616784DEST_PATH_IMAGE202
、重力垂直梯度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE208
和磁异常模型
Figure DEST_PATH_IMAGE209
，圈定界限可能出现的范围
Figure DEST_PATH_IMAGE210
，其中，
Figure 630876DEST_PATH_IMAGE094
代表界限可能出现的范围，
Figure 431342DEST_PATH_IMAGE095
、
Figure 13633DEST_PATH_IMAGE096
为界限可能出现范围的点
Figure 532339DEST_PATH_IMAGE097
的二维平面位置坐标，
Figure 225489DEST_PATH_IMAGE006
为自然数，
Figure 146040DEST_PATH_IMAGE098
为界限可能出现的范围组成的点的总数，在这里的值为4，因此，
Figure DEST_PATH_IMAGE211
。
模型截取：基于界限可能出现的范围
Figure 495638DEST_PATH_IMAGE099
，对重力垂直梯度模型
Figure 111427DEST_PATH_IMAGE208
和磁异常模型
Figure 732901DEST_PATH_IMAGE209
按范围进行数据截取并输出，获得范围截取后的重力垂直梯度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE212
和磁异常模型
Figure 711221DEST_PATH_IMAGE101
=
Figure DEST_PATH_IMAGE213
，i、j为自然数；附图11的底图展示了范围截取后的重力垂直梯度模型和磁异常模型。
剖面设计：垂直界限可能出现的范围
Figure 556686DEST_PATH_IMAGE099
的长轴走向，等距设计19条贯穿该区的重力垂直梯度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE214
和磁异常剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE215
,其中，
Figure 315564DEST_PATH_IMAGE106
和
Figure 475150DEST_PATH_IMAGE107
分别代表重力垂直梯度剖面和磁异常剖面，
Figure 980080DEST_PATH_IMAGE108
和
Figure 659762DEST_PATH_IMAGE109
分别为第i条重力垂直梯度剖面和第i条磁异常剖面，
Figure 374777DEST_PATH_IMAGE110
、
Figure 213420DEST_PATH_IMAGE111
、
Figure 697491DEST_PATH_IMAGE112
、
Figure 963387DEST_PATH_IMAGE113
为第i条重力垂直梯度剖面
Figure 634540DEST_PATH_IMAGE108
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和重力垂直梯度值，
Figure 604770DEST_PATH_IMAGE114
、
Figure 208926DEST_PATH_IMAGE115
、
Figure 645724DEST_PATH_IMAGE116
、
Figure 69752DEST_PATH_IMAGE117
为第i条磁异常剖面
Figure 109252DEST_PATH_IMAGE118
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和磁异常值，剖面总数（
Figure 974440DEST_PATH_IMAGE103
）在此时为19，
Figure 709702DEST_PATH_IMAGE119
为剖面点总数，i、j、
Figure 496393DEST_PATH_IMAGE103
、
Figure 605163DEST_PATH_IMAGE119
均为自然数；附图11黑色实线展示了19条剖面位置。
磁异常坡度计算：基于磁异常剖面
Figure DEST_PATH_IMAGE216
，采用公式（4），计算获得磁异常坡度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE217
，其中，
Figure 715070DEST_PATH_IMAGE122
和
Figure 493671DEST_PATH_IMAGE123
均代表磁异常坡度，
Figure 892291DEST_PATH_IMAGE124
、
Figure 414539DEST_PATH_IMAGE125
、
Figure 847794DEST_PATH_IMAGE126
分别为第i条磁异常坡度剖面
Figure 531717DEST_PATH_IMAGE127
的第j个剖面点的二维平面位置坐标和磁异常坡度值；附图12（b部分）中的灰色虚线为第4条磁异常剖面计算后的磁异常坡度剖面。
公式（4）：
Figure 683212DEST_PATH_IMAGE128
,
Figure 743572DEST_PATH_IMAGE129
为第i条磁异常坡度剖面的第j个剖面点的磁异常坡度值，
Figure 562493DEST_PATH_IMAGE117
、
Figure 682895DEST_PATH_IMAGE130
分别为第i条磁异常剖面的第j、j+1个剖面点的磁异常值，
Figure 59038DEST_PATH_IMAGE116
为剖面点采用间距。
双极值点定位：a）重力垂直梯度极小值定位，搜索并定位重力垂直梯度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE218
中每一条剖面的重力垂直梯度的极小值并输出对应的二维平面坐标，获得重力垂直梯度极小值点对应的坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE219
，其中，
Figure 578881DEST_PATH_IMAGE133
、
Figure 862094DEST_PATH_IMAGE134
为第i条剖面的重力垂直梯度极小值所对应点
Figure 278032DEST_PATH_IMAGE135
的二维平面坐标。
附图12（a部分）中的黑色圆点展示了定位到的第4条重力垂直梯度剖面的极小值点，其对应的二维平面位置坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE220
=119.220352，
Figure DEST_PATH_IMAGE221
=19.312744；附图11（a部分）中的黑色圆点展示了19个重力垂直梯度剖面极小值点对应的坐标集分布图。
b）磁异常坡度极大值定位，搜索并定位磁异常坡度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE222
中每一条剖面的坡度极大值并输出对应的二维平面坐标，获得磁异常坡度极大值点对应的坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE223
，其中，
Figure 466437DEST_PATH_IMAGE138
、
Figure 134179DEST_PATH_IMAGE139
为第i条剖面的磁异常坡度极大值所对应点
Figure 396533DEST_PATH_IMAGE140
的平面坐标。
附图12（b部分）中的黑色圆点展示了定位到的第4条磁异常坡度剖面的极大值点，其对应的二维平面位置坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE224
=119.366227，
Figure DEST_PATH_IMAGE225
=19.207916；附图11（b部分）中的黑色圆点展示了19个磁异常坡度剖面极大值点对应的坐标集分布图。
加权求值与连线：设置重力梯度信息权值为
Figure DEST_PATH_IMAGE226
和磁异常坡度信息权值为
Figure DEST_PATH_IMAGE227
，使用公式（5），求取重力垂直梯度极小值点对应的坐标集
Figure 314198DEST_PATH_IMAGE143
和磁异常坡度极大值点对应的坐标集
Figure 396423DEST_PATH_IMAGE144
加权平均后的点坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE228
,其中，
Figure 195752DEST_PATH_IMAGE146
代表构造特征，
Figure 312612DEST_PATH_IMAGE147
为加权平均点坐标集
Figure 945719DEST_PATH_IMAGE148
第i个点的二维平面坐标
Figure 780820DEST_PATH_IMAGE149
和
Figure 790364DEST_PATH_IMAGE150
；将极值点坐标集
Figure 761731DEST_PATH_IMAGE147
依次首尾相连，得到基于构造特征的界限
Figure DEST_PATH_IMAGE229
。附图13中的黑色十字符号和实线展示了包含19个基于构造特征的界限
Figure 986363DEST_PATH_IMAGE229
。
公式（5）：
Figure DEST_PATH_IMAGE230
重复上述“地形地貌数据预处理”、“构造特征数据预处理”和“基于构造特征的界限划定”所有步骤，得到如附图14所示的该海底地理实体的基于构造特征的全部界限
Figure DEST_PATH_IMAGE231
=
Figure DEST_PATH_IMAGE232
，表明该海底地理实体的基于构造特征的全部界限由34个点组成。
基于得到的基于地形地貌的界限
Figure 902235DEST_PATH_IMAGE188
=
Figure 715471DEST_PATH_IMAGE189
和基于构造特征的界限
Figure 541344DEST_PATH_IMAGE231
=
Figure 516253DEST_PATH_IMAGE232
，通过地理实体界限综合、地形地貌模型提取、形态特征参数计算、实体类型与级别判定，得到海底地理实体的全要素信息表，具体步骤为：
地理实体界限综合：对得到的基于地形地貌的界限
Figure 60367DEST_PATH_IMAGE188
=
Figure 270769DEST_PATH_IMAGE189
和基于构造特征的界限
Figure 92094DEST_PATH_IMAGE231
=
Figure 628118DEST_PATH_IMAGE232
进行求和，得到如附图15（a部分）所示的海底地理实体的最终界限
Figure DEST_PATH_IMAGE233
。
地形地貌模型提取：基于海底地理实体的最终界限
Figure 600140DEST_PATH_IMAGE154
，将海底地形地貌模型
Figure 879812DEST_PATH_IMAGE009
按范围进行数据截取并输出，获得范围截取后的海底地形地貌模型
Figure 555644DEST_PATH_IMAGE155
，其中，
Figure 262569DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 656641DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 474424DEST_PATH_IMAGE015
分别为范围截取后的海底地形地貌模型
Figure 4763DEST_PATH_IMAGE156
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的深度值，
Figure 617010DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 498378DEST_PATH_IMAGE017
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 385432DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 770276DEST_PATH_IMAGE017
为自然数。
形态特征参数计算：基于范围截取后的海底地形地貌模型
Figure 84583DEST_PATH_IMAGE156
，使用地理信息软件计算该海底地理实体的海底地形地貌特征参数组
Figure 187668DEST_PATH_IMAGE157
，其中，
Figure 347254DEST_PATH_IMAGE158
代表中心点，得到的
Figure 117764DEST_PATH_IMAGE159
=20°、
Figure 74743DEST_PATH_IMAGE160
=117°、
Figure 665125DEST_PATH_IMAGE161
=1400km×400km、
Figure DEST_PATH_IMAGE234
、
Figure DEST_PATH_IMAGE235
、
Figure DEST_PATH_IMAGE236
、
Figure 159560DEST_PATH_IMAGE165
=0.3°，分别为该海底地理实体中心点的二维平面位置坐标、规模大小、最大水深、最小水深、总起伏度、平均坡度。
实体类型与级别判定：基于得到的海底地形地貌特征参数组
Figure 909210DEST_PATH_IMAGE166
，按照海底地理实体的定义和分级，判定该海底地理实体的类型（
Figure 175106DEST_PATH_IMAGE167
=大陆坡）和等级（
Figure 377418DEST_PATH_IMAGE168
=一级）。
全要素信息表构建：如图15（b部分）所示，基于海底地理实体的最终界限
Figure 347648DEST_PATH_IMAGE154
、海底地形地貌特征参数组
Figure 827171DEST_PATH_IMAGE166
、海底地理实体的类型（
Figure 388602DEST_PATH_IMAGE167
）和等级（
Figure 953575DEST_PATH_IMAGE168
），构建该海底地理实体的全要素信息表
Figure 258655DEST_PATH_IMAGE169
=
Figure DEST_PATH_IMAGE237
。
上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims (1)

1.基于地形地貌和构造特征的海底地理实体划定与分类方法，其特征在于，包括数据预处理、地理实体界限划定、特征提取与分类三大步骤；首先，通过数据预处理得到海底地形地貌模型、重力垂直梯度模型、磁异常模型；将得到的海底地形地貌模型，通过水深范围截取、坡度求取与截取、模型叠加与分析、剖面设计与计算、极值点定位与连线完成基于地形地貌的界限划定，得到基于地形地貌的界限；将得到的重力垂直梯度模型和磁异常模型，通过界限范围圈定、模型截取、剖面设计与计算、双极值点定位、加权求值与连线完成基于构造特征的界限划定，得到基于构造特征的界限；最后，基于得到的基于地形地貌的界限和基于构造特征的界限，通过地理实体界限综合、地形地貌模型提取、形态特征参数计算、实体类型与级别判定，得到海底地理实体的全要素信息表；
所述的数据预处理包括地形地貌数据预处理、构造特征数据预处理；所述的地形地貌数据预处理依次包括输入多波束测深点集，地形地貌建模，得到海底地形地貌模型；所述的构造特征数据预处理包括两部分：一部分依次是输入自由空间重力异常模型，垂直方向求梯度，得到重力垂直梯度模型；另一部分依次是输入磁异常测量点集，磁异常建模，得到磁异常模型；
所述的地形地貌数据预处理包括下列步骤：
步骤1-1：输入多波束测深点集
多波束测深数据点集
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，其中，mb和s分别代表多波束和测深点，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure DEST_PATH_IMAGE004
分别为多波束测深点
Figure DEST_PATH_IMAGE005
的二维平面位置坐标和深度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure DEST_PATH_IMAGE007
均为自然数，
Figure 521527DEST_PATH_IMAGE007
为测深点总数，转入步骤1-2；
步骤1-2：地形地貌建模
基于多波束测深数据点集
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，采用张力样条插值算法，得到海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
和geomor分别代表模型和地形地貌，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为
Figure DEST_PATH_IMAGE012
的第i行、第j列的节点，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure DEST_PATH_IMAGE015
分别为
Figure 143394DEST_PATH_IMAGE012
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的深度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 887578DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 830258DEST_PATH_IMAGE017
为自然数；
所述的构造特征数据预处理中的输入自由空间力异常模型，垂直方向求梯度，得到重力垂直梯度模型包括下列步骤：
步骤2-1：输入自由空间重力异常模型
自由空间重力异常模型
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
代表自由空间重力异常，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为
Figure DEST_PATH_IMAGE021
的第i行、第j列的节点，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure DEST_PATH_IMAGE024
分别为
Figure 5149DEST_PATH_IMAGE021
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的自由空间重力异常值，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 30874DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure 766749DEST_PATH_IMAGE026
为自然数，转入步骤2-2；
步骤2-2：垂直方向求梯度
基于自由空间重力异常模型
Figure DEST_PATH_IMAGE027
，得到重力垂直梯度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE028
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
代表重力垂直梯度，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为
Figure DEST_PATH_IMAGE031
的第i行、第j列的节点，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure DEST_PATH_IMAGE034
分别为
Figure 219113DEST_PATH_IMAGE031
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的重力垂直梯度值；其中，GVG ij 采用公式（1）得到，
公式（1）：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
；
所述的构造特征数据预处理中的输入磁异常测量点集，磁异常建模，得到磁异常模型包括下列步骤：
步骤3-1：输入磁异常测量点集
磁异常测量点集
Figure DEST_PATH_IMAGE036
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
代表磁异常，
Figure DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure DEST_PATH_IMAGE040
分别为磁异常测量点
Figure DEST_PATH_IMAGE041
的二维平面位置坐标和该位置的磁异常值，
Figure 514090DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure DEST_PATH_IMAGE042
均为自然数，
Figure 773033DEST_PATH_IMAGE042
为磁异常测量点总数，转入步骤3-2；
步骤3-2：磁异常建模
基于磁异常测量点集
Figure DEST_PATH_IMAGE043
，采用反距离加权平均插值算法，得到磁异常模型
Figure DEST_PATH_IMAGE044
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为
Figure DEST_PATH_IMAGE046
的第i行、第j列的节点，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure DEST_PATH_IMAGE049
分别为磁异常模型
Figure 651996DEST_PATH_IMAGE046
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的磁异常值，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure DEST_PATH_IMAGE051
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 104188DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 96415DEST_PATH_IMAGE051
为自然数；
所述的基于地形地貌的界限划定包括下列步骤：
步骤4-1：水深范围截取
按照海底地理实体界限的大致水深范围
Figure DEST_PATH_IMAGE052
，对海底地形地貌模型
Figure 431319DEST_PATH_IMAGE012
按水深范围进行数据截取并输出，获得截取后的海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE053
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE054
、
Figure 813890DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 557855DEST_PATH_IMAGE015
分别为
Figure DEST_PATH_IMAGE055
的第i行、第j列的节点
Figure 843736DEST_PATH_IMAGE011
的二维平面位置坐标和该位置的深度值，
Figure 241219DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 438982DEST_PATH_IMAGE017
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 862005DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 828824DEST_PATH_IMAGE017
均为自然数，转入步骤4-2；
步骤4-2：坡度求取与截取
a）基于水深截取后的海底地形地貌模型
Figure 459525DEST_PATH_IMAGE055
，得到坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE056
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE057
代表坡度，
Figure 784065DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 214040DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure DEST_PATH_IMAGE058
分别为
Figure DEST_PATH_IMAGE059
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的坡度；其中，
Figure 937496DEST_PATH_IMAGE058
采用公式（2）得到，
公式（2）：
Figure DEST_PATH_IMAGE060
,
Figure DEST_PATH_IMAGE061
、
Figure DEST_PATH_IMAGE062
、
Figure DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure DEST_PATH_IMAGE064
分别为与
Figure 660470DEST_PATH_IMAGE055
的节点
Figure 708192DEST_PATH_IMAGE011
东侧、西侧、北侧、南侧相邻的节点的深度值；
b）按照海底地理实体界限的坡度范围
Figure DEST_PATH_IMAGE065
，对坡度模型
Figure 191126DEST_PATH_IMAGE059
进行数据截取并输出，获得截取后的坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE066
；i、j、
Figure 774947DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 622817DEST_PATH_IMAGE017
均为自然数，转入步骤4-3；
步骤4-3：模型叠加与分析
以海底地形地貌模型
Figure 892256DEST_PATH_IMAGE055
作为下覆面，以截取后的坡度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE067
作为上覆面，采用二维平面坐标配准的方法将两者叠加，用三维可视化分析法开展分析，判断界限是否在两个模型上显著可划定；若是，则转入步骤4-4；若否，则转入步骤5-1；
步骤4-4：剖面设计与计算
a）剖面设计：垂直截取后的坡度模型
Figure 647722DEST_PATH_IMAGE067
的长轴走向，等距设计
Figure DEST_PATH_IMAGE068
条贯穿海底地形地貌模型
Figure 348700DEST_PATH_IMAGE055
的海底地形地貌剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE069
,其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE070
为第i条海底地形地貌剖面，
Figure DEST_PATH_IMAGE071
代表海底地形地貌剖面，
Figure DEST_PATH_IMAGE072
、
Figure DEST_PATH_IMAGE073
、
Figure DEST_PATH_IMAGE074
、
Figure DEST_PATH_IMAGE075
分别为
Figure 161279DEST_PATH_IMAGE070
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和水深值，
Figure 432861DEST_PATH_IMAGE068
、
Figure DEST_PATH_IMAGE076
分别为剖面总数和剖面点总数，i、j、
Figure 975706DEST_PATH_IMAGE068
、
Figure 750764DEST_PATH_IMAGE076
均为自然数；
b）剖面计算：基于海底地形地貌剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE077
，得到坡度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE078
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE079
代表坡度剖面，
Figure DEST_PATH_IMAGE080
、
Figure DEST_PATH_IMAGE081
、
Figure DEST_PATH_IMAGE082
分别为第i条坡度剖面
Figure DEST_PATH_IMAGE083
的第j个剖面点的二维平面位置坐标和坡度值，
Figure 474525DEST_PATH_IMAGE082
采用公式（3）得到，转入步骤4-5；
公式（3）：
Figure DEST_PATH_IMAGE084
，
Figure 702244DEST_PATH_IMAGE082
为第i条坡度剖面的第j个剖面点的坡度值，
Figure 314360DEST_PATH_IMAGE075
、
Figure DEST_PATH_IMAGE085
分别为第i条海底地形地貌剖面的第j、j+1个剖面点的水深值；
步骤4-5：极值点定位与连线
搜索定位坡度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE086
中每一条剖面的最大坡度值并输出对应的二维平面位置坐标，获得坡度极值点坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE087
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE088
、
Figure DEST_PATH_IMAGE089
为第i条坡度剖面的最大坡度值所对应剖面点的二维平面位置坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE090
；将坡度极值点坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE091
依次首尾相连得到基于地形地貌的界限
Figure DEST_PATH_IMAGE092
；
所述的基于构造特征的界限划定包括下列步骤：
步骤5-1：界限范围圈定
使用三维可视化分析法，综合分析水深截取后的海底地形地貌模型
Figure 354645DEST_PATH_IMAGE055
、重力垂直梯度模型
Figure 449640DEST_PATH_IMAGE031
和磁异常模型
Figure 679502DEST_PATH_IMAGE046
，圈定界限可能出现的范围
Figure DEST_PATH_IMAGE093
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE094
代表界限可能出现的范围，
Figure DEST_PATH_IMAGE095
、
Figure DEST_PATH_IMAGE096
为界限可能出现范围的点
Figure DEST_PATH_IMAGE097
的二维平面位置坐标，
Figure 770343DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure DEST_PATH_IMAGE098
均为自然数，
Figure 67463DEST_PATH_IMAGE098
为界限可能出现的范围组成的点的总数，转入步骤5-2；
步骤5-2：模型截取
基于界限可能出现的范围
Figure DEST_PATH_IMAGE099
，对重力垂直梯度模型
Figure 395676DEST_PATH_IMAGE031
和磁异常模型
Figure 847255DEST_PATH_IMAGE046
按范围进行数据截取并输出，获得范围截取后的重力垂直梯度模型
Figure DEST_PATH_IMAGE100
和磁异常模型
Figure DEST_PATH_IMAGE101
=
Figure DEST_PATH_IMAGE102
，i、j、
Figure 958430DEST_PATH_IMAGE050
和
Figure 437953DEST_PATH_IMAGE051
均为自然数，转入步骤5-3；
步骤5-3：剖面设计与计算
a）剖面设计：垂直界限可能出现的范围
Figure 448985DEST_PATH_IMAGE099
的长轴走向，等距设计
Figure DEST_PATH_IMAGE103
条贯穿该区的重力垂直梯度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE104
和磁异常剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE105
,其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE106
和
Figure DEST_PATH_IMAGE107
分别代表重力垂直梯度剖面和磁异常剖面，
Figure DEST_PATH_IMAGE108
和
Figure DEST_PATH_IMAGE109
分别为第i条重力垂直梯度剖面和第i条磁异常剖面，
Figure DEST_PATH_IMAGE110
、
Figure DEST_PATH_IMAGE111
、
Figure DEST_PATH_IMAGE112
、
Figure DEST_PATH_IMAGE113
为第i条重力垂直梯度剖面
Figure 46582DEST_PATH_IMAGE108
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和重力垂直梯度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE114
、
Figure DEST_PATH_IMAGE115
、
Figure DEST_PATH_IMAGE116
、
Figure DEST_PATH_IMAGE117
为第i条磁异常剖面
Figure DEST_PATH_IMAGE118
的第j个剖面点的二维平面位置坐标、剖面点采用间距和磁异常值，
Figure 273032DEST_PATH_IMAGE103
、
Figure DEST_PATH_IMAGE119
分别为剖面总数和剖面点总数，i、j、
Figure 279166DEST_PATH_IMAGE103
、
Figure 152444DEST_PATH_IMAGE119
均为自然数；
b）磁异常坡度计算：基于磁异常剖面
Figure DEST_PATH_IMAGE120
，得到磁异常坡度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE121
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE122
和
Figure DEST_PATH_IMAGE123
均代表磁异常坡度，
Figure DEST_PATH_IMAGE124
、
Figure DEST_PATH_IMAGE125
、
Figure DEST_PATH_IMAGE126
分别为第i条磁异常坡度剖面
Figure DEST_PATH_IMAGE127
的第j个剖面点的二维平面位置坐标和磁异常坡度值，
Figure 762636DEST_PATH_IMAGE126
采用公式（4）得到，转入步骤5-4；
公式（4）：
Figure DEST_PATH_IMAGE128
,
Figure DEST_PATH_IMAGE129
为第i条磁异常坡度剖面的第j个剖面点的磁异常坡度值，
Figure 592445DEST_PATH_IMAGE117
、
Figure DEST_PATH_IMAGE130
分别为第i条磁异常剖面的第j、j +1个剖面点的磁异常值，
Figure 905615DEST_PATH_IMAGE116
为剖面点采用间距；
步骤5-4：双极值点定位
a）重力垂直梯度极小值定位：搜索并定位重力垂直梯度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE131
中每一条剖面的重力垂直梯度的极小值并输出对应的二维平面坐标，获得重力垂直梯度极小值点对应的坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE132
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE133
、
Figure DEST_PATH_IMAGE134
为第i条剖面的重力垂直梯度极小值所对应点
Figure DEST_PATH_IMAGE135
的二维平面坐标；
b）磁异常坡度极大值定位：搜索并定位磁异常坡度剖面集合
Figure DEST_PATH_IMAGE136
中每一条剖面的坡度极大值并输出对应的二维平面坐标，获得磁异常坡度极大值点对应的坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE137
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE138
、
Figure DEST_PATH_IMAGE139
为第i条剖面的磁异常坡度极大值所对应点
Figure DEST_PATH_IMAGE140
的平面坐标；转入步骤5-5；
步骤5-5：加权求值与连线
设置重力梯度信息权值为
Figure DEST_PATH_IMAGE141
和磁异常坡度信息权值为
Figure DEST_PATH_IMAGE142
，使用公式（5），求取重力垂直梯度极小值点对应的坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE143
和磁异常坡度极大值点对应的坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE144
加权平均后的点坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE145
,其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE146
代表构造特征，
Figure DEST_PATH_IMAGE147
为加权平均点坐标集
Figure DEST_PATH_IMAGE148
第i个点的二维平面坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE149
和
Figure DEST_PATH_IMAGE150
；将极值点坐标集
Figure 556651DEST_PATH_IMAGE147
依次首尾相连，得到基于构造特征的界限
Figure DEST_PATH_IMAGE151
；其中，
Figure 892955DEST_PATH_IMAGE149
和
Figure 54683DEST_PATH_IMAGE150
采用公式（5）得到，
公式（5）：
Figure DEST_PATH_IMAGE152
；
所述的特征提取与分类包括下列步骤：
步骤6-1：地理实体界限综合
对从步骤4-5得到的基于地形地貌的界限
Figure 504250DEST_PATH_IMAGE092
和从步骤5-5得到的基于构造特征的界限
Figure 453752DEST_PATH_IMAGE151
进行求和，得到海底地理实体的最终界限
Figure DEST_PATH_IMAGE153
，转入步骤6-2；
步骤6-2：地形地貌模型提取
基于海底地理实体的最终界限
Figure DEST_PATH_IMAGE154
，将海底地形地貌模型
Figure 734078DEST_PATH_IMAGE009
按范围进行数据截取并输出，获得范围截取后的海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE155
，其中，
Figure 404224DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 832932DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 281231DEST_PATH_IMAGE015
分别为范围截取后的海底地形地貌模型
Figure DEST_PATH_IMAGE156
的第i行、第j列的二维平面位置坐标和该位置的深度值，
Figure 903711DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 95658DEST_PATH_IMAGE017
为该模型的最大行号和列号，i、j、
Figure 988658DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 811121DEST_PATH_IMAGE017
为自然数，转入步骤6-3；
步骤6-3：形态特征参数计算
基于范围截取后的海底地形地貌模型
Figure 671629DEST_PATH_IMAGE156
，使用地理信息软件计算该海底地理实体的海底地形地貌特征参数组
Figure DEST_PATH_IMAGE157
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE158
代表中心点，
Figure DEST_PATH_IMAGE159
、
Figure DEST_PATH_IMAGE160
、
Figure DEST_PATH_IMAGE161
、
Figure DEST_PATH_IMAGE162
、
Figure DEST_PATH_IMAGE163
、
Figure DEST_PATH_IMAGE164
、
Figure DEST_PATH_IMAGE165
分别为该海底地理实体中心点的二维平面位置坐标、规模大小、最大水深、最小水深、总起伏度、平均坡度，转入步骤6-4；
步骤6-4：实体类型与级别判定
基于得到的海底地形地貌特征参数组
Figure DEST_PATH_IMAGE166
，按照海底地理实体的定义和分级，判定该海底地理实体的类型（
Figure DEST_PATH_IMAGE167
）和等级（
Figure DEST_PATH_IMAGE168
），转入步骤6-5；
步骤6-5：全要素信息表构建
基于海底地理实体的最终界限
Figure 946229DEST_PATH_IMAGE154
、海底地形地貌特征参数组
Figure 693736DEST_PATH_IMAGE166
、海底地理实体的类型（
Figure 421520DEST_PATH_IMAGE167
）和等级（
Figure 34904DEST_PATH_IMAGE168
），构建该海底地理实体的全要素信息表
Figure DEST_PATH_IMAGE169
。
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