海底作为水圈、生物圈和岩石圈的一个重要地质界面,海底地形地貌是构造运动和岩浆活动的重要表征。对研究气候的演变、沉积过程和海底资源勘探等具有重要意义。本文以中国大洋39IV航段获取的西南印度洋中脊(46°~47°E)船载多波束数据为基础,分别提取水深与反向散射强度数据,开展海底地形地貌和底质特征定量研究,有助于对海底科学研究与资源勘探。本研究利用50m分辨率的水深数据提取地形特征因子,并借助GIS与遥感技术完成研究区地貌形态定量分类,将其分为洼地、高山、斜坡、平地和低隆5大类。从而结合已有的地质背景、地貌成因等资料划分了2个线性特征类,10个面单元和4个推断单元地貌类型,绘制区域海底地貌图。并分别从构造特征、岩浆活动、侵蚀沉积三个方面分析了研究区的地形地貌特征,发现该洋脊段轴部以裂谷为主,谷内发育轴向火山脊(AVR)且正在张裂,两侧谷壁地貌形态不同,南翼断层发育明显。推测此洋脊段岩浆供应正在减弱,构造活动增强;且轴部存在不对称扩张,其演化过程由岩浆活跃期和构造活跃期交替进行。综合利用声呐影像与摄像测线资料进行底质分析,发现研究区主要分布有沉积物、岩石角砾(玄武岩角砾居多)、枕状玄武岩及碎屑;断裂发育处可见岩席或熔岩流;同时存在少量生物富集区与蚀变区。通过统计分析发现,反向散射强度与各底质存在较好的对应关系,可以有效地表达基岩、角砾以及沉积物三种底质,对应反向散射强度趋势表现为:沉积物<岩石角砾<基岩。揭示了在深水的情况下,多波束声呐的反向散射强度能够反映海底底质属性的变化。本文基于纹理特征对声呐影像进行非监督分类,可以快速大范围获取不同底质分布范围,相较于简单的统计分类,不需要大量的样本数据就可以得到研究区底质分布示意图,为底质填图工作提供参考。通过分析区域内典型的地貌单元中的地形——反向散射强度的空间特征分布,发现不同地貌单元对应的反向散射强度分布存在差异,总结了底质在各地貌单元的分布特征:沉积物广泛分布于洋底,大多集中分布于沉积洼地与沉积平原;岩石角砾多分布在离轴高地及轴向火山脊等构造活跃的区域;基岩主要分布在断层崖、轴向火山脊新出露的地壳及其他熔岩流覆盖的区域。综合分析地形地貌及底质特征有助于进一步揭示洋底的岩浆与构造活动,对海洋资源勘探有着重要意义。