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龙图腾网获悉招商局深海装备研究院(三亚)有限公司;招商局海洋装备研究院有限公司申请的专利一种基于改进地声模型的深海环境识别与评估方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121541271B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610063723.9，技术领域涉及：G01V1/38；该发明授权一种基于改进地声模型的深海环境识别与评估方法是由黄静怡;彭绍源;侯正瑜;董芳;尹丽娜;周成秀;冯光;曹辉设计研发完成，并于2026-01-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于改进地声模型的深海环境识别与评估方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于改进地声模型的深海环境识别与评估方法，属于海洋地质勘探与深海矿产资源开发技术领域。该方法通过调查船搭载设备走航式采集地声与地形数据，提取反射系数、声速、衰减系数等地声参数并校正；基于经典Biot‑Stoll模型，经骨架参数优化、渗透率修正及高频衰减机制改进，结合实验室实测数据库构建适配深海沉积物的地声模型；反演物理参数并转化为土力学参数，从地基承载力、斜坡稳定性、可挖掘性三维评估采矿环境，输出含四级适宜性分级及置信度的综合报告。本发明无需依赖昂贵原位测试，实现大范围精准评估，为采矿规划与风险防控提供科学依据。

本发明授权一种基于改进地声模型的深海环境识别与评估方法在权利要求书中公布了：1.一种基于改进地声模型的深海环境识别方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：数据采集：利用搭载于调查船的浅地层剖面仪和多波束测深系统，对待评估的深海区域进行走航式测量，同步采集地声数据； S2：地声参数提取与预处理：对步骤S1采集的原始地声数据进行处理，提取目标地声参数； S3：深海采矿地声模型的建立以及土力学参数范围的预测： S31：建立和改进深海采矿地声模型：基于经典Biot-Stoll理论模型，针对深海沉积物的特殊性质进行改进优化，以建立深海采矿地声模型；S32：物理参数反演：将步骤S2中提取的地声参数输入至所述深海采矿地声模型中，通过物理参数反演获取海底沉积物的基本物理参数；S33：底质分类与土力学参数预测：根据所述基本物理参数，首先进行底质类型初步分类，再基于实验室实测数据库建立的统计关系或经验方程，将反演计算得到的基本物理参数转换为工程所需的土力学参数范围； 其中实验室实测数据库为引入在20kHz-200kHz频率范围内对典型沉积物的实验室实测数据作为训练和验证获得的数据库；所述实验室实测数据包括声学数据和对应的孔隙度、密度、粒度、剪切强度； 所述步骤S31中，对经典Biot-Stoll模型进行改进优化方法如下： S311：骨架参数优化：通过收集深海沉积物的实验室实测数据，建立针对深海沉积物的骨架体积模量和剪切模量的经验公式；改进的经验关系式为： ； ； 其中，为孔隙度，、、、、、为拟合参数，通过实测数据优化得到； S312：渗透率修正：深海细颗粒沉积物的渗透率与孔隙度和粒径D的关系采用修正的Kozeny-Carman方程： ； 其中，为平均粒径；为孔隙度；为考虑颗粒形状和孔隙曲折度的修正因子，所述修正因子根据深海黏土的微观结构特征确定； S313：高频衰减机制：在高频段，引入颗粒尺度的粘弹性效应；衰减系数的频率依赖性表达为： 其中，为粘性衰减，为散射衰减；对于细颗粒沉积物，散射衰减项采用Rayleigh散射理论修正，考虑颗粒尺度分布的影响； 所述步骤S31中，还包括建立实验室实测数据库的步骤，所述实验室实测数据库包括： 不同类型深海沉积物样品，包括粉砂质黏土、黏土、硅质软泥； 测量的基本物理参数，包括孔隙度、湿密度、干密度、颗粒密度、含水率、粒度分布； 测量的声学参数：在20-200kHz频率范围内的声速、衰减系数、反射系数； 测量的力学参数：不排水剪切强度、压缩模量、内摩擦角、黏聚力； 所述步骤S31中，还包括利用所述实验室实测数据库对深海采矿地声模型参数进行优化，步骤如下： T1：将实验室实测数据库中已知物理参数的样品输入改进的Biot-Stoll模型，计算预测的声学参数； T2：将预测值与实测声学参数对比，计算均方根误差RMSE： 其中，为样品数量；和分别为第i个样品的预测值和实测值； T3：采用非线性优化算法，包括遗传算法、粒子群算法或Levenberg-Marquardt算法，调整模型中的可调参数，包括骨架模量的指数参数、渗透率修正因子，使RMSE最小化； T4：将实验室实测数据库分为训练集和验证集，在训练集上优化参数，在验证集上评估模型的预测精度和泛化能力。

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