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  • 世界大洋深度图(GEBCO)和Seabed 2030项目

作者:xiaokcehui2022-5-8 5:30分类:

GEBCO( general bathymetric chart of the oceans,世界大洋深度图) 是联合 国 教 科 文 组 织 下 属 的 IOC ( intergovernmental oceanographic commission, 政府间海洋学委员会) 和 IHO ( international hydrographic organization,国际海道测量组织) 联合主持下的大洋水深制图项目,旨在建立水深数据收集国际合作渠道,实现水深数据及其元数据的收集、处理和管理,提供权威、公开的全球海洋数据,完成大洋海底水深图的编制。

早期 GEBCO 仅发布全球纸质版海底地形图,1982 年编辑出版了全球 1 ∶ 100 万大洋水深图以及更小比例尺的全球和两极的水深图。随着科技的进步,在 1994 年 GEBCO 年会上,GEBCO 决定不再出版纸质地图,同时建议构建全球数字海底地形模型,当时目标是构建格网大小为 5'的全球海底地形格网数值模型以代替 DBDB-5 模型。此后,GEBCO 发布了一系列的三维格网海底地形模型,空间格网大小分别有 1'、30″和 15″等,同时在地形模型中包含了全球陆地地形数据。主要数据产品如下:

(1) 2003 年发布了空间格网大小为1'的 GEBCOV1.0(GEBCO _ 2003 ),该 模 型 作 为 GDA ( GEBCO digital atlas ) 一百周年版的部分内容,模型主要利用GDA 的等深线信息和部分区域的额外数据,主要利用最新的 GEBCO 数字图集中的等深线数据插值而成。

(2)2008 年 10 月发布了 GEBCO V2. 0( GEBCO_2008) ,GEBCO V2. 0 包含了 SRTM30+模型,以及①包含了 IBCAO V2. 23 数据信息; ②更新了浅海海域数据资料,包括 India 和 Pakistan 区域、Korean Peninsula区域、South Afraca 区域; ③修复了 GEBCO 1. 0 版本中的部分错误。

(3)2014 年 12 月发布了全球水深网格数据( GEBCO_2014) ,该数据是基于多波束数据格网化和卫星测高重力数据反演水深融合生成的空间格网大小为 30″网格数据,其中仅有大约 18%的格网数据依靠声学海深测量结果约束生成。GEBCO_2014是 GEBCO_2008 版数据的更新,同时包含了源标识( SID) 数据,分别标识出真实原始声纳点深数据和插值数据。

该版数据增加了大量的新数据集,主要包 括 IBCAO V1 版 数 据、IBCAO V3 版 数 据、EMODnet ( European marine observation and data network) 、2013 年欧洲海域 ( European waters) 水深测量 数 据 ( schaap and moussat,2013; schmitt and weatherall,2014 ) 、DSBD ( baltic sea bathymetry database) 、日本海上保安厅提供的西北太平洋区域的 500 m 水深网格数据、东亚水文协调委员会提供的依据南中国海电子海图数据生成的网格更新数据等等。

(4)2019 年,依 托Nippon Foundation GEBCO Seabed 2030 项目,GEBCO 首次发布了格网大小为 15″的海底地形模型 GEBCO_2019。GEBCO_2019模型以SRTM15+V1. 0 版本( Olson et al. ,2016) 作为先验模型,基于 Seabed 2030 项目设置的全球数据中心和 4个区域数据中心拥有的格网海深数据进行模型增强。GEBCO_2019 地形覆盖面积为 89°59'52. 5″N,179°59'52. 5″W ~ 89° 59' 52. 5″ S,179° 59' 52. 5″ E; 格网大小为86 400×43 200,共 3 732 480 000 个地形数据点,可作为SRTM15+1. 0 版本的基础数据来源。

联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC)是负责支持全球海洋科学和服务的联合国机构。IOC通过协调海洋观测、海啸警报和海洋空间规划等领域方案,使其150个成员国共同努力保我们共同海洋的健康。自1960年成立以来,IOC一直所有其他致力于了解和改进我们的海洋、海岸和海洋生态系统管理的联合国机构提供关注点。今天,IOC正在支持其所有成员国建设其科学和机构能力,以实现全球目标,包括联合国2030年议程及其可持续发展目标、《巴黎气候变化协定》和《仙台框架》

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国际海道测量组织( IHO)是一个政府间组织,致力于确保对世界上所有的和通水域进行测绘制图。 它成立于 1921 年,负责协调各国海洋测绘部门的活动,并促进海图和文档的统一。它发布测绘的最佳做法,为最大限度地利用海测数据提供了指导方针,并发展了会员国的海洋测绘能力。

SRTM30+2009 年,SIO、NOAA、NOO ( naval oceanographic office ) 、 NGA ( nationalgeospatial - intelligence agency) 、IHB ( international hydrographic bureau ) 和BODC( british oceanographic data ceter) 联合发布了空间格网大小为 30″的全球地形模型 SRTM30+。SRTM30+地形模型数据来源如下。( 1) 北极区域水深( 纬度大于 80°) 来源于空间格网大小为 1'的 IBCAO 模型;( 2) 陆地和冰面地形信息来自于 SRTM30 提供的纬度小于 55°区域陆地地形数据,GTOPO30 提供的北极陆地数据和 ICESat 提供的南极陆地信息;( 3) 海洋区域水深信息主要利用水深测量数据和 SIO V11. 1 版本的重力场模型获取的重力/地形比例因子,采用回归技术反演获得。

NGDC的ETOPO1改版以后不能直接提供xyz数据,使用起来不是很方便。通过网络搜索,我们找到了替代产品--GEBCO。下图是GEBCO的官网主页。

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点击“Download GEBCO's global grid",随后打开下载数据的网页。GEBCO当前提供的最新数据集是GEBCO_2021 Grid ,它包含15"全球海洋和陆地高程数据。下载方式有两种:(1)下载全球网格,数据量较大,如Esri ASCII raster压缩文件约5G;(2)自定义区域下载,与ETOPO1类似,其主界面如下:


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通过CTRL+鼠标左键拉框在图上画出感兴趣的区域,也可直接输入感兴趣的四至坐标。然后分别点击Add to basket按钮和view basket按钮,弹出Your data downloads basket窗口,点击Download your data。

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下载数据是一个压缩包,其文件结构如下:


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ESRI ASCII raster文件的扩展名为.asc。上一篇文章讲了在ArcGIS中将栅格文件转成xyz文件的方法。看到了asc格式,一个更为简单的转换方法从头脑中闪过。没错,Surfer的格网转换功能也许可以。打开Surfer软件,点击Grids菜单下的Convert按钮,将asc文件转成dat文件(xyz),确实可以。

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最后,说说GEBCO主页的Seabed2030项目,全称为日本财团-GEBCO Seabed2030项目。Seabed2030项目是GEBCO和日本财团之间的一个合作项目,目的是促进到2030年完成全球洋底测绘。日本财团会长笹川阳平先生在2018年2月的新闻发布会上宣布了该项目的运营启动。

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海洋占地球面积的三分之二以上,人们常说,我们对火星表面形状的了解比我们对全球海底形状的了解还要多。在2016年未来海底测绘论坛的开幕致辞中,笹川先生提出了与GEBCO合作的倡议,在2030年前绘制世界100%的海底地形。这一倡议催生了Seabed2030项目,这是 IHO-IOC GEBCO框架内的一个全球项目,其重点目标是制作世界各大洋的高精度高分辨率水深图。这一雄心勃勃的倡议是由一个强大的动力驱动的,即增强世界基于地球海底的详细测深信息制定政策、可持续地利用海洋和科学研究的能力。

截止到2021年,全球海底水深测绘的完成比例仅为20.6%。按照目前的进度来说,到2030年完成全球海底地形测绘基本是不可能的。

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参考文献:

通用大洋水深制图(GEBCO)的发展与启示_李四海

几款全球海底地形模型比较分析_范雕

新一代全球海底地形模型BAT_WHU2020_胡敏章


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