[发明专利]一种基于地形网格的大陆坡脚点自动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海底地形的识别方法，具体是指一种基于海底地形网格生成地形剖面线，并能对海底地形剖面进行自动分析，从而自动识别出大陆坡脚点的技术方法，涉及到计算机图形学、海底科学和海洋划界领域。 

背景技术

大陆坡脚点是200海里以外大陆架划界中最重要的界限点，将影响大陆坡脚点外推60海里线和1％沉积物厚度线及最终外部界限的精度。对二维地形剖面进行智能分析，从而自动识别大陆坡脚点，在200海里以外大陆架划界、二维地形剖面特征自动识别与二维地形剖面绘制方面均具有重要的应用价值。 

1982年签署生效的《海洋法公约》第七十六条规定：“沿海国的大陆架包括其领海以外依其陆地领土的全部自然延伸，扩展到大陆边外缘的海底区域的海床和底土，如果从测算领海宽度的基线量起到大陆边的外缘的距离不到二百海里，则扩展到二百海里的距离”；沿海国如果主张从测算领海宽度的基线量起超过200海里，则应按照《公约》第七十六条和附件二第四条的相关要求划定200海里以外大陆架外部界限，并向大陆架界限委员会提交划界案。 

200海里以外大陆架划界的关键证据是系列划界界限，包括：大陆坡脚点(简称FOS)、公式线(FOS+60M线和1％沉积物厚度线)、限制线(350M线及2500m+100M线)和外部界限等。其中，FOS是最重要的界限点，因为FOS是确定200海里以外大陆架系列界限的起点，将直接影响FOS+60M线和1％沉积物厚度线的准确性，并最终影响外部界限的坐标和所圈定的面积，如果FOS错误或者误差过大将对最终外部界限产生重大影响。 

从检索的公开资料分析，目前国内无成熟的技术方法用于大陆坡脚点的自动识别，尽管有少数文献对200海里以外大陆架划界进行了介绍，但无翔实的大陆坡脚点自动生成方法之内容，现有技术方法不足以支持大陆坡脚点的识别和生成。 

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出一种利用海底地形网格自动生成地形剖面线，并通过对地形剖面进行二次简化和二次求导，进而对简化剖面进行综合分 析，从而实现大陆坡脚点的自动分析与提取的技术方法。该发明可应用于网格模型自动生成任意二维剖面线、地形剖面特征自动识别与综合剖面绘制、海洋划界中关键界限点的生成与海底地貌类型的自动识别等技术环节。 

本发明是通过下述技术方案得以实现的： 

一种基于地形网格的大陆坡脚点自动识别方法，其特征在于，包括下列步骤： 

(1)网格切割：用直线f(x，y)对地形网格模型z_i，j＝Grid(i，j)进行分割，生成二维地形剖面线；直线f(x，y)的起点和终点坐标分别为O_(x1，y1)和E_(x2，y2)。 

x_i，j和y_i，j为网格模型第i行第j列网格点之横坐标和纵坐标值；z_i，j为网格模型第i行第j列网格点之水深值； 

直线f(x，y)斜率k=(x1-x2)/(y1-y2),当y1=y2时，斜率表达为k=(y1-y2)/(x1-x2)； 

(2)首次求导：对二维地形剖面首次求导，在海底地形网格模型Grid(i，j)基础上，通过直线f(x，y)与之相交运算，获得f(x，y)与网格模型Grid(i，j)交点坐标及水深值点集，生成坡度剖面线和二阶导数剖面线； 

由步骤(1)和(2)生成初始数据点集G₀={g_i}，每个数据点包括距离、水深、坡度和二阶导数值； 

f(x，y)与网格Grid(i,j)的交点之坐标和水深值dep(x，y)分下述情形计算：