大范围、高精度的海底地形信息是研究地球形状、地球构造等科学研究的基础,也是进行海洋运输业、渔业、矿产资源开发和军事斗争等海上活动的重要保障。传统的海底地形测量是通过声纳设备来进行,虽然可以获得高精度水深数据,但是效率低下,随着测高卫星技术的成熟,获取到大量的海面高数据,为研究海洋重力异常提供了重要的数据源,进而根据地壳均衡理论,海表面重力异常和海底地形之间存在着密切联系,因此可以利用测高技术反演大范围的海底地形。本文针对测高数据反演重力异常以及利用重力异常反演海底地形进行了深入研究,主要工作和创新点概括如下:(1)分别利用HY-2A和Cryosat2卫星数据反演了研究区域重力异常,与船测重力差值的均方根分别为5.39mgal和4.08mgal,然后联合HY-2A和Cryosat2数据再进行反演与船测重力做差,均方根为4.06mgal,证明了HY-2A数据的加入可以提高Cryosat2反演的精度,为全球重力场的构建做贡献;统计了不同深度下的重力异常反演精度,发现反演精度随着水深的增加而提高,表明测高重力反演效果在深海优于浅海;最后将重力异常模型和船测重力利用移去-恢复法进行融合,并用split-sample方法评估精度,得到精度为1.72mgal的融合重力异常模型。(2)以高精度融合重力异常模型和单波束水深点作为原始数据,运用重力地质法(GGM)反演了研究区域海底地形,与船测水深相比,反演模型的精度优于ETOPO1模型,但是低于V19.1和GEBCO模型;以多波束作为控制点进行试验,得到的结果要优于V19.1和GEBCO模型,表明GGM的反演精度受到控制点密度影响;研究了在不同的控制点密度下,对比利用控制点进行重力反演的结果与控制点直接插值的结果,结果表明在任何控制点密度下,重力反演结果优于控制点直接插值的结果。(3)针对控制点密度低导致重力地质法反演精度下降的问题,转而采用改进GGM,以EGM2008参考重力场、长波水深模型和测高重力异常模型为原始数据进行反演,得到的模型精度比V19.1和GEBCO模型提高0.5%-5.4%;提出了一种把密度差常数格网化的方法,该方法不再将整个研究区域的密度差视为一个常数,而是将研究区域分成若干部分,分别求出每个部分最合适的密度差,然后构建密度差格网,在密度差格网的基础上反演海底地形,结果比V19.1和GEBCO模型的精度提高1.73%-12.57%。(4)采用了模型对比分析、功率谱分析和测线剖面分析对水深模型进行精度评估,结果表明:基于密度差格网构建的模型精度受到海底地形复杂程度影响,海底地形越复杂,反演精度越差;基于密度差格网构建的模型在短波地形刻画上优于其他模型。(5)根据不同水深数据源赋予不同权重,融合多源水深数据,构建了一个精度为49.22m的1′×1′模型和一个精度为29.36m的15″×15″模型。