海洋环境噪声是海洋中普遍存在的一种背景声场。噪声在传播的过程中会与海水界面，即海底海面发生接触，特别是在浅海，这种接触会更加频繁，使得环境噪声本身会携带有海底信息。同时在浅海环境中，海底特性对于水下声场的计算和分析有着非常重要的影响。因此利用浅海环境噪声获取海底特性是一项有意义的研究工作。本文从两个方面入手，一方面是通过简化海底，建立单参数噪声场模型，快速获取海底信息，进行沉积物分类;另一方面在多参数海底基础上，建立更加精确地噪声场模型，结合改进的优化算法，获得包含沉积层在内的更加详尽的海底声学参数，论文的主要内容及创新点在文中的第二到第五章中阐述:　　在第二章中，给出了一种单参数海底为基础的噪声场模型。单参数海底是一种对海底声学参数的简化，通过单参数构建的噪声场模型，计算量小，反演效率较高，文中推导了单参数噪声场中的垂直能量分布以及垂直相干性。通过与多参数模型计算结果的对比发现，在液态半无限大海底情况下，单参数噪声场模型计算得到的相干系数误差很小;考虑沉积层时，单参数模型在一定频率范围内计算结果准确;而考虑切变波声速时，单参数模型计算结果误差较大。因此，单参数噪声场模型的使用范围应该是切变波可以忽略的浅海海底环境。　　在第三章中，首先利用单参数噪声场模型的相干系数进行了海底单参数的反演研究。根据敏感度的计算方法，结果噪声场相干系数的计算公式得到相干系数对于海底单参数的敏感度值在0.1～0.35之间。利用一次浅海环境噪声数据对100～2500Hz的宽带噪声进行了处理和分析，通过代价函数反演得到该处海域海底单参数值为6.65。随后在这一章中继续开展了海底沉积物分类研究。由于单参数本身并不能够对沉积物进行分类，文中结合海底反射临界角这一物理量，通过单参数和临界角两个参数的反演，得到试验海域的海底沉积类型为砂-粉砂-粘土。　　在第四章中，利用多参数海底，在Workshop97浅海基准环境模型的基础上计算了浅海噪声场相干系数。在计算时，将远场和近场分开考虑，再将结果相加，得到总的相干系数表达式。得到这一表达式之后，文中研究了几种主要因素对于相干系数的影响:首先是沉积层厚度的影响，沉积层厚度的增加总体来说会使得相干性对于基底参数的敏感性降低，但基底声速的敏感性一直较高;其次是声速剖面的影响，对于声速剖面呈正梯度时，声速剖面的测量误差对于相干系数的影响较大，而对于负梯度的情况，声速剖面的测量误差则对相干系数影响较小;然后是接收器深度的影响，总体来说，接收器布放较深时，噪声场相干性下降更快，曲线振幅更大;最后是海底反射系数的影响，海底反射系数是最主要的影响因素，在文中分别通过液态基底和固态基底分别进行仿真，分析相干性对于各参数的敏感性，同时研究了沉积层声速近似对于相干曲线的影响。　　在第五章中，利用多参数海底噪声场模型开展了浅海海底特性研究。反演过程中优化算法的运用对于最优解的求解有很大影响，实际仿真中发现，传统遗传算法存在早熟，易陷入局部最优解的问题，文中给出了一种改进型遗传算法—基于小生境的自适应遗传算法，这种算法将小生境技术引入遗传算法，并且可以根据进化代数和种群适应度值自适应的调整交叉变异程度。通过仿真，验证了改进后算法的性能。随后继续利用浅海噪声数据对实验海底的海底声学参数进行了反演，并结合后验概率密度、沉积层平均颗粒度计算等方法对反演结果进行了验证。