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为解决全球海底地貌分类受限于低分辨率数据与地形知识整合不足的问题，研究人员基于地形知识框架，利用 15 弧秒 GEBCO 数据开展分类研究，生成含 6 个地貌带和 21 种类型的全球海底地貌数据集（GSL），为海底地质等研究提供新视角。
海洋占据地球表面的 71%，其下的海底地貌如同隐藏的 “地下世界”，不仅是地球地貌的重要组成部分，还对理解板块构造、沉积物沉积、火山活动等地质演化过程，以及海洋动力学、生态系统分布和资源形成等起着关键作用。然而，长期以来，全球尺度的海底地貌分类面临着两大难题：一是缺乏高分辨率的数据支撑，难以捕捉地貌的细微特征；二是地形知识的整合不足，无法系统地反映地貌的形态、空间关系和起伏特性。在这样的背景下，开展高精度、全球范围的海底地貌分类研究成为海洋科学领域的迫切需求。
为了攻克这些难题，南京师范大学联合奥地利萨尔茨堡大学的研究人员开展了相关研究。他们提出了一种基于地形知识的海底地貌分类框架，该框架综合考虑了地貌的形态特征、空间关系和起伏特性，并利用 15 弧秒分辨率的全球海洋通用测深图（GEBCO_2022 Grid），生成了全球海底地貌数据集（GSL）。这项研究成果发表在《Scientific Data》上，为海底地貌的深入研究提供了重要的数据基础。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，利用累积坡度分析（AS）区分平坦和倾斜地貌，通过动态阈值确定两者边界；其次，对于平坦地貌，依据空间拓扑邻接关系识别大陆架、高地平坦地貌和平原；再者，针对倾斜地貌，基于三角网（TIN）构建基准地形，计算水深起伏（BR）以表征起伏特性，进而分为丘陵、高地和洼地；最后，结合水深带（ bathyal、abyssal、hadal）对地貌进行细分。
数据记录与分类体系
研究生成的 GSL 数据集包含 6 个主要地貌带和 21 种地貌类型。主要分类层级将海底地貌分为平坦地貌和倾斜地貌，进一步细分为大陆架、高地平坦地貌、平原、丘陵、高地地貌和洼地地貌 6 个带。在详细分类层级中，结合水深带和起伏强度，例如平原分为深海平原（0-4000 米）、深渊平原（4000-6000 米）和超深渊平原（>6000 米），高地和洼地地貌则按起伏强度分为低、中、高起伏三类。理论上应存在 26 种类型，但受自然分布限制，实际包含 21 种。此外，数据集还提取了海山、盖奥特（海底平顶山）、高原和海沟等代表性地貌特征，与现有 30 弧秒分辨率的全球海底特征图（GSFM）相比，GSL 能更细致地反映海底地貌的区域特征。
技术验证与数据对比
研究通过视觉比较、统计分析和定量验证评估 GSL 的准确性。视觉对比显示，GSL 在细节表现上更优，例如能捕捉从平原到丘陵再到高地或洼地的渐变过渡。统计分析表明，平坦地貌和倾斜地貌在全球海底面积占比分别为 54.9% 和 45.1%，其中平原是最广泛的平坦地貌，丘陵则是倾斜地貌的主要类型，这与海底地貌的一般认知一致。与 GSFM 的定量对比显示，大陆架的重叠面积精度达 95.27%，其他地貌带如深渊平原、丘陵等也与 GSFM 对应类别有较高重叠比例，验证了 GSL 的可靠性。
研究结论与意义
这项研究首次构建了 15 弧秒分辨率的全球海底地貌数据集，突破了传统分类在分辨率和知识整合上的局限。其创新点在于将地形知识与定量分析结合，实现了自动化的地貌分区和分类，为处理中高分辨率全球水深数据提供了新方法。GSL 数据集不仅为海洋地质学、海洋动力学和生态系统研究提供了高精度的数据支撑，还可用于地貌特征提取和跨学科研究，如结合其他海洋数据集探索地质过程与生物分布的关联。此外，研究提出的框架和方法具有可扩展性，可应用于区域尺度的海底地貌研究，为全球海洋科学的发展奠定了重要基础。
