Батиметрия ( / б ə & thetas ; ɪ м ə т т я / ) является исследование подводной глубины океанов или озеро этажей . Другими словами, батиметрия - это подводный эквивалент гипсометрии или топографии . Название происходит от греческого βαθύς ( батус ), «глубокий», [1] и μέτρον ( метрон ), «мера». [2] Батиметрические (или гидрографические) Графики , как правило , производятся для поддержки безопасности поверхности или под поверхностью навигации, и обычно показывают морское дно или рельеф местности в виде контурных линий (называемых контуров глубины или изобат ) и выбранные глубины ( зондирования ), и обычно также обеспечивают поверхности навигационной информацию. Батиметрические карты (более общий термин, когда безопасность навигации не является проблемой) могут также использовать цифровую модель местности и методы искусственного освещения для иллюстрации изображаемых глубин. Глобальная батиметрия иногда комбинируется с данными топографии для получения Глобальной модели рельефа . Палеобатиметрия это изучение прошлых подводных глубин.
Измерение [ править ]
Первоначально батиметрия включала измерение глубины океана посредством зондирования глубины . Ранние методы использовали предварительно измеренную тяжелую веревку или трос, опускаемый через борт корабля. [3] Этот метод измеряет глубину только в особой точке за раз и поэтому неэффективен. Он также зависит от движений корабля и течений, отклоняющих линию от истинного значения, и поэтому не является точным.
Данные, используемые сегодня для создания батиметрических карт, обычно поступают от эхолота ( гидролокатора ), установленного под судном или над ним, «посылающего» звуковой луч вниз на морское дно или от систем дистанционного зондирования LIDAR или LADAR. [4] Время, необходимое звуку или свету, чтобы пройти через воду, отразиться от морского дна и вернуться к эхолоту, сообщает оборудованию о расстоянии до морского дна. LIDAR / LADAR-съемки обычно проводятся с помощью бортовых систем.
С начала 1930-х годов для составления батиметрических карт использовались однолучевые эхолоты. Сегодня обычно используются многолучевые эхолоты (MBES), в которых используются сотни очень узких смежных лучей (обычно 256), расположенных в виде веерообразной полосы шириной от 90 до 170 градусов. Плотно упакованный массив узких отдельных лучей обеспечивает очень высокое угловое разрешение и точность. В целом, широкая полоса обзора, зависящая от глубины, позволяет судну картировать больше морского дна за меньшее время, чем однолучевой эхолот, за счет меньшего количества проходов. Лучи обновляются много раз в секунду (обычно 0,1–50 Гцв зависимости от глубины воды), что позволяет ускорить лодку при сохранении 100% покрытия морского дна. Датчики ориентации позволяют корректировать крен и тангаж лодки на поверхности океана, а гирокомпас предоставляет точную информацию о курсе для коррекции рыскания судна . (В большинстве современных систем MBES используется встроенный датчик движения и система определения положения, которая измеряет рыскание, а также другую динамику и положение.) Глобальная система позиционирования, устанавливаемая на лодке.(GPS) (или другая глобальная навигационная спутниковая система (GNSS)) позиционирует результаты зондирования относительно поверхности земли. Профили скорости звука (скорость звука в воде как функция глубины) водяного столба с поправкой на преломление или «искривление лучей» звуковых волн из-за неоднородных характеристик водяного столба, таких как температура, проводимость и давление. Компьютерная система обрабатывает все данные, корректируя все вышеперечисленные факторы, а также угол каждого отдельного луча. Затем полученные результаты зондирования обрабатываются вручную, полуавтоматически или автоматически (в некоторых случаях) для создания карты местности. По состоянию на 2010 г.[Обновить]генерируется ряд различных выходных данных, включая подмножество исходных измерений, которые удовлетворяют некоторым условиям (например, наиболее репрезентативные вероятные зондирования, самое мелкое в регионе и т. д.) или интегрированные цифровые модели местности (ЦММ) (например, регулярные или неправильная сетка точек, соединенных в поверхность). Исторически выбор измерений был более распространен в гидрографических приложениях, в то время как построение ЦМР использовалось для инженерных изысканий, геологии, моделирования потоков и т. Д. Начиная с ок. 2003–2005 гг. В гидрографической практике стали более широко применяться ЦМР.
Спутники также используются для измерения батиметрии. Спутниковый радар отображает глубоководную топографию, обнаруживая небольшие изменения уровня моря, вызванные гравитационным притяжением подводных гор, хребтов и других массивов. В среднем над горами и хребтами уровень моря выше, чем над абиссальными равнинами и желобами. [5]
В Соединенных Штатах США Инженерного корпуса армии преформ или комиссий большинства обследований судоходных внутренних водных путей, в то время как Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) выполняет ту же роль для океанских водных путей. Данные прибрежной батиметрии доступны в Национальном центре геофизических данных NOAA (NGDC) [6], который теперь объединен в Национальные центры экологической информации . Батиметрические данные обычно относятся к приливным вертикальным датам . [7] Для глубоководной батиметрии это обычно средний уровень моря (MSL), но большинство данных, используемых для морских карт, ссылаются на средний нижний уровень воды (MLLW) в американских съемках и на самый низкий астрономический прилив (LAT) в других странах. На практике используются многие другие системы координат в зависимости от местности и приливного режима.
Занятия или карьера, связанные с батиметрией, включают изучение океанов, горных пород и минералов на дне океана, а также изучение подводных землетрясений или вулканов. Проведение и анализ батиметрических измерений - одно из основных направлений современной гидрографии и фундаментальный компонент в обеспечении безопасной перевозки грузов по всему миру. [3]
См. Также [ править ]
- Батометр
- Батиметрическая карта - карта с изображением подводных водоемов.
- Глубиномер - прибор, который показывает глубину ниже базовой поверхности.
- Общая батиметрическая карта океанов - общедоступная батиметрическая карта Мирового океана.
- Глобальная модель помощи
- Гидрографические исследования
- Топография поверхности океана - форма поверхности океана относительно геоида.
- Рельеф - вертикальный и горизонтальный размер и форма поверхности земли.
Ссылки [ править ]
- ^ βαθύς , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
- ^ μέτρον , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
- ^ a b Одри, Ферлонг (7 ноября 2018 г.). «NGA объясняет: что такое гидрография?» . Национальное агентство геопространственной разведки на YouTube .
- ^ Olsen, RC (2007), Дистанционное зондирование с воздуха и космоса , SPIE, ISBN 978-0-8194-6235-0
- ↑ Thurman, HV (1997), Введение в океанографию , Нью-Джерси, США: Колледж Прентис Холл, ISBN 0-13-262072-3
- ^ NCEI-Батиметрия и рельеф
- ^ NCEI - Модели рельефа побережья
Внешние ссылки [ править ]
Викискладе есть медиафайлы по теме батиметрии . |
У Схолии есть тематический профиль Батиметрия . |
- Обзор подводного ландшафта, форматов данных и т. Д. (Vterrain.org)
- Батиметрия с высоким разрешением для Большого Барьерного рифа и Кораллового моря
- А.ПО.МА.Б.-Академия морского позиционирования и батиметрии
- Программа просмотра батиметрических данных от NCEI NOAA
- Приложение WebMapping для поиска бесплатных наборов батиметрических данных с открытым исходным кодом
- Интерактивная веб-карта, установка отрицательной отметки для батиметрии