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龙图腾网获悉中国海洋大学三亚海洋研究院;中国海洋大学申请的专利基于电学探针组网监测系统的海底界面层三维可视化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：CN121541274B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03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：202610069666.5，技术领域涉及：G01V3/00；该发明授权基于电学探针组网监测系统的海底界面层三维可视化方法是由刘晓磊;张少鹏;谢波涛;刘涛;王泽坤;张红设计研发完成，并于2026-01-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于电学探针组网监测系统的海底界面层三维可视化方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于电学探针组网监测系统的海底界面层三维可视化方法,包括由若干根电学探针组网形成的电学探针网、水下采集站、海上浮标、卫星通讯系统、远程终端以及连接电学探针、水下采集站和海上浮标的水上水下通讯电缆。通过本发明的技术方案，为从“点”到“体”的海底环境数据采集提供解决方案。基于此系统提出了一种融合数据体重构、多界面智能识别与多参数同步反演的计算分析方法，实现从离散数据到结构特征与属性分布的跨越，能够清晰可视化并量化分析海底界面层内部结构特征在极端环境下的时空演变规律。

本发明授权基于电学探针组网监测系统的海底界面层三维可视化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于电学探针组网监测系统的海底界面层三维可视化方法，其特征在于,所述基于电学探针组网的海底界面层监测系统包括由若干根电学探针10组网形成的电学探针网1、水下采集站2、海上浮标4、卫星通讯系统5、远程终端6以及连接电学探针10、水下采集站2和海上浮标4的水上水下通讯电缆3； 所述电学探针10的本体上等间距安装的有若干电极环11，电学探针10底端装有贯入锥尖12，内部通过内置排线13将电极环11所监测数据传输至安装在电学探针10顶部的承重仓15内的主控CPU14，承重仓15外部布置有温度传感器16和盐度传感器17； 具体包括以下步骤： 步骤S1、电学探针组网：在选择研究区域后，根据研究区域的空间尺度，选择性地采用均布式、环形式或线性式布设电学探针网1； 步骤S2、监测数据采集与传输：电学探针网1自动、周期性地采集原始的视电阻率数据，并通过水下采集站2、水上水下通讯电缆3、海上浮标4及卫星通讯系统5，实现数据至远程终端6的实时传输，并分别收集至少30组研究区域的收集水体和沉积物样品； 步骤S3、数据预处理与标定，具体包括以下步骤： 步骤S3.1、原位监测数据获取与现场取样：将步骤S2中获取的原始的视电阻率数据与收集的水体、沉积物样品信息进行对应和记录； 步骤S3.2、数据预处理与实验室测定：对于电阻率数据，根据温度传感器16和盐度传感器17所测实时的温度与盐度对其进行环境因子补偿校正，其公式为： ， 其中为校正到参考温度与参考盐度的视电阻率，为温度系数，为盐度系数，并将反演计算为真实的环境介质的电阻率； 对于水体样品，采用过滤称重法测定真实悬浮泥沙浓度，对于沉积物样品，采用烘干法测定其真实孔隙度； 步骤S3.3、海底界面层环境参数标定：将实验室测得的和与环境介质的电阻率进行统计拟合，并计算标定系数，，，和胶结指数； 步骤S3.4、描述海底界面层结构特征的数学模型：基于步骤S3.3的拟合结果，建立海底界面层结构特征与电学数据定量关系的数学模型； 电阻率-悬浮泥沙浓度关系表述为： ， 其中，为海水电阻率值，设定为， 通过步骤S3.3中的拟合分析确定，，； 电阻率-沉积物孔隙度关系式表述为： ， 通过步骤S3.3拟合分析确定标定系数和胶结指数； 步骤S4、基于电学探针网建立三维空间网格并计算电阻率场，实现从离散电阻率数据到连续电阻率场的转化； 首先将整个监测区域内的海底界面层在三维空间内离散化为均匀分布的规则矩形网格，各个网格中心节点的位置坐标记为，网格尺寸大小按照设定，其中为网格在三轴方向上的索引，以电学探针网中所有电学探针10中编号为的电极环11对应测量点的网格节点空间坐标和其对应的环境介质的电阻率作为输入，并采用三维克里金插值算法重构出覆盖整个目标体的、连续的电阻率数据体；生成的每一个海底界面层网格节点计算一个插值，数学表达式为 ， 其中是三维空间内待求网格节点的电阻率计算值，是用于此次插值的、距离当前网格节点的有效电极环11测量点的数量，是赋予第测量点的权重系数，其通过克里金方程组获得，即 ， 其中的范围为至，是拉格朗日乘子；该方程组通过所有电学探针10的电极环11处的电阻率数据计算并拟合得到理论变差函数，用以描述电阻率空间变异性的结构，通过克里金算法求解，即可计算出任意网格节点的，遍历所有网格节点，最终生成可覆盖整个海底界面层内的电阻率数据分布； 步骤S5、海底界面层结构识别与划分： 首先，采用基于梯度突变法提取关键界面，对电阻率数据体进行数值微分，计算其空间梯度场，并求得其模长；对于任意水平位置，分析其垂向法线上的梯度模长，在垂向上会出现两个梯度极大值点，分别对应两个物性突变界面，从上至下分别为上部界面即海水层-悬浮泥沙层界面和下部界面即悬浮泥沙层-海床层界面，垂向深度分别为，统一表示为 继而，融合界面识别与聚类算法进行电阻率数据体划分，将以两个界面为参考，以每个网格的电阻率值、垂向位置及其与两个界面的相对位置作为属性，采用均值聚类算法对所有网格进行精细识别与归类，类别定义为3，每个网格的特征向量定义为： ， 目标函数定义为： ， 其中为第类的簇中心，为网格属于类别的指示变量； 最终建立起一个被明确划分为海水层、悬浮泥沙层和海床层的海底界面层三维结构体； 步骤S6，基于步骤S3.4中获取的数学模型和步骤S5划分的海底界面层三维结构体，对研究区域海底界面层内各点位及层位的三维空间反演； 步骤S7、多参数时空动态演化分析：基于连续时间的反演结果和海底界面层三维结构体，进行四维动态演化分析，输出具有动态指标。

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