海底地震仪三维全景可视化投放与生产应用
2017-08-11 中国地调成果快讯 天然气水合物
海底地震仪（OBS）采集作业之前，对OBS的海底布设采用水下三维全景可视化投放技术的地形匹配和离底高度侦测,可真实了解OBS海底置放环境，有利于OBS的海底地震数据采集和顺利回收，有效提高了OBS回收率和OBS资料采集的质量。
1. 项目概况
“天然气水合物勘查技术研发”子项目，隶属于“海域天然气水合物资源勘查”工程中设置的“南海天然气水合物资源勘查”二级项目，由中国地质调查局广州海洋地质调查局承担。项目周期为2016—2018年。
主要目标任务是针对我国海域天然气水合物的调查研究现状，跟踪国际上天然气水合物调查最新技术，研制适合我国海域天然气水合物特点的地质、地球物理、地球化学及资源评价方法、技术及相关设备，为天然气水合物勘查提供技术支撑。
依托该项目，为解决海底地震仪（OBS）的姿态控制、水下定位精度控制、时间校准控制等获取高质量OBS野外地震资料的技术难点，中国地质调查局广州海洋地质调查局联合中国地质大学（武汉）等单位，经过多年的设备改进和技术试验，成功研制了OBS三维全景可视化投放设备及软硬件，在近年来海上生产中取得了良好成效。
2.成果简介
（1）为优化OBS设计站位和OBS地震测线设计方向可提供原始数据支撑。结合USBL水下定位系统以及海底地形测量等GIS数据共享，实现海底地形3D建模的OBS三维全景可视化投放技术，可准确展示OBS拟投放点周围地形地貌特征。
由于OBS布设区域的海底地形地貌直接影响OBS在海底置放姿态，坡度、凹坑都会使OBS发生不可预料的倾斜，甚至造成矢量方向的改变，严重影响OBS在海底采集地震信号的真实性及可信度。
因此，高精度准点投放是实现OBS地震采集观测系统目标的关键。OBS投放分为有缆投放和无缆投放两种方式，目的是引导作业船到达设计目标点附近后投放OBS，使OBS在海底的触底点尽可能靠近目标点站位（图1）。
图1 OBS实时可视化投放平面展示和空间示意图
（2）提高OBS回收率，保证OBS野外采集原始数据质量，具有较好的社会应用价值。在作业过程中，如结合高度计、深度计、姿态仪、海底摄像系统，可实时了解作业船只与OBS投放过程的空间立体关系及OBS在海水中的下降过程，以及在当前作业地点的海底地形上的平面投影，则可实现三维实时OBS全景可视化投放，了解OBS在海底的坐底状态及资料采集姿态，有利于OBS顺利回收（图2）。
图2 海地地震仪（OBS）三维全景可视化投放
3.成果意义
OBS三维全景可视化投放技术能够实现作业海域地理信息的实时展示、海底地形地貌环境渲染、实时动态显示OBS的投放过程，可真实了解OBS海底置放环境，有利于OBS站位设计和原始海底地震数据采集，提高了OBS回收率，最大限度地保全OBS在海底的原始采集资料，具有较好的社会应用价值。
OBS三维全景可视化投放系统的建成，还可用于需要高精度水下定位（如可视化取样、电视抓斗等），以及避开极端地形地貌的其他海洋地质调查项目（如海底摄像、深拖、ROV等）深海水下调查设备提供地形匹配，设备实时状态监视等技术服务。
（中国地质调查局广州海洋地质调查局 胡家赋 赵庆献供稿）
